某公安局户口查询系统案例

需求概要
江苏省淮安市公安局目前管理着全市500多万人口的资料，随着业务的不断扩展，数据存储量和业务处理要求呈几何级数增长，为了更好的做好管理工作，服务社会，因此市局决定对现有的系统进行升级，从而达到资源合理分配，从而最大程度地发挥现有硬件资源的功能，达到硬件系统共享和互补的目的。
因此，用户迫切需要一个既能保证能够满足从低端到高端的复杂环境下的跨平台、高性能、高可靠、高扩展性的存储设备，来胜任各种应用实施过程中对环境的开放性以及对数据信息交换与共享的需求。
数据库服务器需要更高性能的计算机来承担，并保证系统的高可用性。系统中出现任何一个单点故障时，相应的冗余部件都能发挥相应的功能，从而保证业务的正常进行。在此过程中的物理设备和应用软件的切换，不会对前端用户造成影响。

数据库服务器的具体要求为：
1） 基础平台应具备足够的运行负载能力，满足前端用户同时并发使用要求。
2） 系统应具备足够的效率（按小型机OLTP数值来衡量）来快速响应该前端用户并发使用该系统。
3） 系统安全及其数据保护，对进入该系统的权限和优先级应有完全控制，而业务基础数据应有安全的保护措施。
4） 系统本身还应具备较高的可用性等级（例如：群集系统、单点故障隔离、故障自动处理等），使该系统完全能胜任作为数据库服务器的关键应用。

磁盘存储系统的具体要求：
1） 支持常用系统硬件平台。
2） 存储设备同主机之间传输率不低于200MB/s。
3） 数据裸容量达到2TB以上，并有良好的可扩展性。
4） 存储设备无单点故障，不能有数据丢失的情况发生；做到不停机维护、在线调整（包括软、硬件升级、扩容、设备更换等操作）。
5） 提供灵活、可靠的管理工具对存储设备和其上的数据进行管理、维护，要求数据能够在连接到该存储设备的各系统之间能灵活迁移。
6） 对于存储在这些系统上的数据要有安全控制，各系统之间既能满足数据共享的要求，又必须隔离无关系统对数据的操作。

2 解决方案
2.1 设计原则
总体解决方案本着充分理解客户需求的基础上，首先着重满足应用需求，进而考虑节约投资为出发点进行系统设计。在进行系统规划时，方案尽可能全面了解具体的应用，在满足用户基本需要的基础上重点考虑了系统的安全性、可扩展性、通用性、或维护性和系统的高性能。同时，本方案在推荐产品上，一方面尽量采用较先进的技术和产品，另一方面，又保证产品的稳定性，采用较成熟并仍在继续发展的的产品和技术，以保证将来系统维护的可行性。基本上，本方案推荐的产品，均有类似的应用范例，以尽可能避免出现未知的产品问题，降低实施难度。

设计时充分考虑以下问题：
1、开放系统的支持。
从开放平台和今后发展的角度考虑，数据存储方案部分必须选择同时可以支持市面主流系统，包括UNIX，Windows NT/2000的支持。这不仅仅要求操作系统的支持，同时此存储系统必须同时提供连接开放系统的Fibre Channel接口;

2、共享。
方案中各个系统将要共享此磁盘阵列。在不同的系统间共享磁盘阵列，需要将阵列中的磁盘进行划分，每个系统独占几块硬盘。这必将导致，磁盘阵列的容量设计不是简单的容量相加，而需要将各个系统所需要的磁盘数相加后进行冗余。

3、系统的可扩展性。
因为业务发展的不可确定，系统需要有较大的伸缩性。首先，此系统应可满足现有应用并有冗余，同时，当服务器性能和存储容量有更高的需求时，可以通过简单无需停机的加入服务器和硬盘的工作，就得到更高的系统容量。

4、路径的冗余。
仅仅对服务器进行冗余是不够的。本方案的基本思想是消除单点故障，因此，从接口卡，到光纤交换机，到磁盘阵列的接口，以及所有的线路均有冗余，以保证在各种故障情况下，所有的数据访问都不会间断。

2.2 系统结构及说明
按照前面的阐述，我们设计的系统拓扑结构图如下：

系统采用SAN架构，使用两台联想 8口的光纤交换机保证关键设备无单点故障。服务器、存储都使用双路光纤接入SAN。

户籍管理系统使用2台业界技术先进、成熟的服务器IBM RS/6000 P650（2CPU，4G内存），通过IBM HACMP双机软件构建群集（Cluster）系统，实现动态热备份和负载均衡。
综合查询系统也同样使用一台IBM RS/6000 P650（2CPU，4G内存）服务器。
pSeries 650服务器利用IBM整个产品线具备的先进技术，提供了极佳的性能和功能-以其出色的性价比带给用户超凡的商业价值。此外，pSeries 650与同类高端服务器一样，延用了主机特有的可靠性、可用性和自我管理能力-而价格却低得多。
pSeries 650的诸多特点，使其成为一款十分出色的服务器，可以满足各种关键应用的需要，如企业资源计划(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链管理 (SCM)、商业智能(BI)和网络服务。此外，pSeries 650还是一个可用于工作负荷和应用整合的最佳平台。
pSeries 650展示了IBM中端UNIX服务器所具备的性能、灵活性和可管理性，令人印象深刻。这款服务器可以作为满足关键电子商务基础架构的需求的企业解决方案-同时不必做出任何取舍或妥协。
其中一台IBM p650作为备份服务器管理磁带库并负责整个备份系统的管理，包括备份策略的制订、备份数据库的保存等。
存储系统采用联想SUREFIBRE620R2，配备28块146G硬盘(裸容量超过4TB)。
SureFibre620是一款高性能的企业级2G全光纤存储系统，具有杰出的性能、扩展性、可靠性和管理性。SF220、SF400、SF620、 SF920在性能（performance）上逐步递增。SF220与SF400的主要差距在于扩展性，SF220不支持级联。而SF400与SF620 的主要差距体现在兼容性和高级功能上，SF620支持所有主流操作系统，并且支持Snapshot、Volume Copy和远程镜像等高级功能。SF920则是在扩展性和性能上对SF620的进一步提升。SF620可以负担复杂环境下大容量的网络存储需求，适用于教育、电信、金融、电力、政府、医疗、测绘、水利、地质等行业应用.
2.3 系统架构
针对用户的业务状况和发展趋势，我们建议用户采用以数据和存储为中心的系统结构。以数据和存储为中心可以极大地保护用户的投资，有效利用存储空间，降低用户管理费用，从而确保整体拥有成本最低。降低管理难度，维护数据管理的统一性。提高了电子化数据管理的可靠性。数据的集中化管理，能够确保数据的一致性和完整性，保证电子化数据的可靠性。
以数据和存储为中心必然对整个存储系统I/O有很高的要求，所以我们建议用户选用集中式，高性能，大容量，智能化的存储区域网(Storage Area Network，简称SAN)来构建新一代计算中心存储环境。
采用以数据和存储为中心的SAN解决方案，集中的解决了系统体系结构中对存储I/O性能和数据库应用共享的挑战，它的主要特点为：
l 开放的标准，适合于服务器和存储设备之间的共享
SAN标准最早就是为了多个服务器之间通过专用的高速网络来共享存储和更加有效地管理存储设备所设计，经过近十年的发展，已经成为非常完善的标准。各主流厂商均遵循开放的观念，保证各家设备之间的互连性。在物理连接上是采用已经成熟的光纤技术实现。由于ERP系统规模比较大、各项应用和各种设备都比较多， SAN的这一点优势尤为重要，在系统改造、升级中将能够很好的利旧。凭借惠普在服务器和存储方面丰富的经验和技术，惠普的SAN方案使用户能迅速、方便地建立、整合和管理其多平台的存储环境，让用户对其异构存储局域网拥有无限的扩展能力、管理能力和百分之一百的可用性。
2 高性能的数据存取
SAN采用的链路连接是通过光纤，光纤本身具有抗干扰能力强，传输距离长，传输速度快的特点，目前具有的速度是1Gbit/s或2Gbit/s。而且最关键的是，基于SAN架构，服务器和存储设备之间的协议是专为数据密集型存取所设计。
3 具有高度的可扩充性
基于SAN架构的存储设备，本身具有可扩充性。而且一旦SAN架构构建以后，可以很容易增加存储设备，并且这些存储设备均可以作为一个整体来共享，它们可以作为一个卷或多个卷来共享。在SAN的架构下，存储是独立于应用的。
4 具有无与伦比的可靠性
作为关键性应用中，设备的可靠性是必须考虑的。在SAN架构中，主机和光纤交换机，和存储设备之间的连接均是冗余的，冗余的通路带来的好处，在正常情况下，是带宽的扩充，实现自动负载均衡，如果某一通路出现问题，它又可以作为另一选择路径，保证系统的可用性。
SAN的存储设备内部，本身也考虑很多系统的高可用性，如惠普磁盘通常是连接到两台光纤环路上或两个控制器上，内部的总线或连接也均是多通道的，电源，风扇等等均是冗余的。
5 基于SAN的备份恢复、灾难恢复等多种解决方案
目前具有多种基于SAN架构的解决方案，比较典型的是包括远程容灾解决方案和零停机时间备份。它可以通过异地远程的两台阵列实现数据的同步，独立于操作系统和应用，一旦某地的系统出现问题，可以很快地切换到异地，保证系统的应用。数据的备份和恢复也是一个数据密集型访问的应用，如果基于LAN，要占用企业内部大量的带宽，前台响应将极为缓慢，因此，在SAN的架构下，可以实现LAN-free的备份解决方案，Severless的备份解决方案和零停机时间的备份解决方案。
6 集中式管理
分布式的设备，包括主机系统、存储系统、交换机和光纤适配器等等，均可以通过一个简单的管理平台从单点管理。