【導(dǎo)讀】武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心音樂(lè)廳弱電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。同方股份有限公司。支持各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及應(yīng)用..

　　

【正文】 于 SQL 是至關(guān)重要的因素，所以必須優(yōu)化磁盤的 讀 性能?？梢圆捎糜筛咿D(zhuǎn)速、低延遲硬盤組成的陣列系統(tǒng)。另外，增加磁盤陣列控制器上的緩存（ Cache），可以提高控制器訪問(wèn)相同數(shù)據(jù)的性能。 對(duì)磁盤陣列，使用多個(gè)硬盤對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，服務(wù)器使用 RAID1。 武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心 音樂(lè)廳弱電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 第 251頁(yè) 同方股份有限公司 TSINGHUA TONGFANG CO., LTD. 服務(wù)器的性能設(shè)計(jì) 綜上 選型 的描述，結(jié)合目前市場(chǎng)上 服務(wù)器產(chǎn)品價(jià)格考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)音樂(lè)廳 三 套服務(wù)器采用同一型號(hào)的服務(wù)器，優(yōu)點(diǎn)是能夠在某一臺(tái)服務(wù)器或一個(gè)配件出現(xiàn)故障時(shí)，其它的服務(wù)器能臨時(shí)代替出現(xiàn)故障的設(shè)備，使應(yīng)用系統(tǒng)不會(huì)因停機(jī)影響應(yīng) 用 的運(yùn)行。 我們?cè)O(shè)計(jì)采用 6臺(tái) HP ProLiant DL380G5 服務(wù)器。 處理器：至強(qiáng)處理器， 四核 E5310； 內(nèi)存：至少 1GB ECC； 硬盤： 2 塊 72G 硬盤 ,做 RAID1； 光驅(qū)： DVD； 網(wǎng)絡(luò)： 2 塊千兆網(wǎng)卡 。 雙機(jī)熱備的設(shè)計(jì) 目前 ，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)提供及時(shí)可靠的信息和服務(wù)是必不可少的；另一方面，計(jì)算機(jī)硬件與軟件都不可避免地會(huì)發(fā)生故障，這些故障有可能給帶來(lái) 巨大 的 經(jīng)濟(jì) 損失，甚至整個(gè)服務(wù)的終止，網(wǎng)絡(luò)的癱瘓?？梢?jiàn)，系統(tǒng)的高可用性顯得 很 重要。因此，必須有適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)，以維護(hù)系統(tǒng)的 高 可用性。 信息系統(tǒng)的可用性通常在兩種情況下會(huì)受到影響，一種是系統(tǒng)當(dāng)機(jī)、錯(cuò)誤操作和管理引起的異常失敗，另一種是由于系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)，需要安裝新的硬件或軟件而正常關(guān)機(jī)。高可靠性軟件 和具備容錯(cuò)能力的硬件 必須為這兩種情況提供不間斷的系統(tǒng)服務(wù)。 本方案正是經(jīng)過(guò)了對(duì)軟、硬件產(chǎn)品的綜合考察，對(duì)各種雙機(jī)熱備份架構(gòu)方案的深入分析而提出的。我們力圖向您提供完備、智能化、易管理的雙機(jī)熱備份架構(gòu)方案，從而為您的系統(tǒng)的高可用性建設(shè)盡綿薄之力。 磁盤陣列容錯(cuò)系統(tǒng)作為整個(gè)雙主機(jī)備援容錯(cuò)系統(tǒng)的核心，存儲(chǔ)整個(gè)系統(tǒng)最為重要的 數(shù)據(jù)。因此，磁盤陣列容錯(cuò)系統(tǒng)要有強(qiáng)大的 CPU 和 I/O 處理能力，足夠的存儲(chǔ)容量和高可靠性；磁盤陣列容錯(cuò)系統(tǒng)應(yīng)代表當(dāng)代存儲(chǔ)技術(shù)的較高水平，并具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的生命周期和易擴(kuò)充武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心 音樂(lè)廳弱電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 第 252頁(yè) 同方股份有限公司 TSINGHUA TONGFANG CO., LTD. 性，能適應(yīng)現(xiàn)在及未來(lái)的需要，并且具有最佳的性能價(jià)格比。磁盤陣列容錯(cuò)系統(tǒng)應(yīng)遵循開(kāi)放系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的用戶界面，采取高可靠度和高效率機(jī)制減少系統(tǒng)當(dāng)機(jī)，停機(jī)時(shí)間并防范錯(cuò)誤，提供故障警告，整體安裝簡(jiǎn)單?？傮w來(lái)說(shuō)，磁盤陣列容錯(cuò)系統(tǒng)的選擇需充分考慮到： 高性能： 所采用的磁盤陣列必須吞吐量大，響應(yīng)時(shí)間快。具體表現(xiàn)在具有很高的實(shí)時(shí)處理能力及快速的 I/O 通道。容 錯(cuò)軟件系統(tǒng)資源占用少，響應(yīng)時(shí)間快。 高可靠性和可用性： 選擇高可靠性硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，具有高可靠性的保證措施，具有錯(cuò)誤的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)糾錯(cuò)和恢復(fù)的能力，保證系統(tǒng)不停機(jī)。 開(kāi)放性： 選擇開(kāi)放性好的硬件、軟件，保證系統(tǒng)之間的可連接性、互操作性、應(yīng)用可移植性及其將來(lái)的擴(kuò)充。 先進(jìn)靈活性： 選擇的設(shè)備必須是當(dāng)今世界最先進(jìn)的，同時(shí)要考慮到未來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)展方向。至少在5 年內(nèi)技術(shù)不落后。 安全性： 系統(tǒng)必須具有較高的安全級(jí)別，對(duì)本系統(tǒng)而言，保證數(shù)據(jù)的安全性和一致性是十分重要的。 我 們 在為琴臺(tái)文化藝術(shù)中心音樂(lè)廳的服務(wù)器容 錯(cuò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中將本著與用戶真誠(chéng)合作的態(tài)度，選用世界先進(jìn)的存儲(chǔ)容錯(cuò)系統(tǒng)。并且隨著應(yīng)用的增長(zhǎng)，做到設(shè)備可以逐步擴(kuò)展，保護(hù)原有的投資，既要滿足現(xiàn)在的應(yīng)用需求又能適應(yīng)未來(lái)一定時(shí)間內(nèi)的業(yè)務(wù)和技術(shù)發(fā)展，系統(tǒng)具有很好的靈活性和可擴(kuò)展性。 存儲(chǔ)技術(shù)所提交的雙主機(jī)備援容錯(cuò)系統(tǒng)方案，是琴臺(tái)文化藝術(shù)中心 音樂(lè)廳 信息系統(tǒng)的基本架構(gòu) ,我們選擇使用 HP DL380G5+HP MSA500+Dateware 的雙機(jī)熱備方式。 總體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 主機(jī)： HP DL380G5 兩臺(tái) 磁盤陣列： HP MSA500 武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心 音樂(lè)廳弱電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 第 253頁(yè) 同方股份有限公司 TSINGHUA TONGFANG CO., LTD. 雙機(jī)軟件： Dateware 兩臺(tái)服務(wù)器通過(guò)外部 SCSI 接口與 MSA500 磁盤陣列系統(tǒng)相連，共享該磁盤陣列；這兩臺(tái)服務(wù)器各有本地 SCSI 硬盤，以安裝操作系統(tǒng)，共享數(shù)據(jù)（如數(shù)據(jù)庫(kù)等）則存放于磁盤陣列中。兩臺(tái)服務(wù)器利用以太網(wǎng)，通過(guò) TCP/IP 協(xié)議互聯(lián)；并通過(guò) RS232 線連接作為心跳線，監(jiān)測(cè)對(duì)方運(yùn)行狀態(tài)。在正常情況下，只有基本服務(wù)器訪問(wèn)磁盤子系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)服務(wù)器失敗時(shí)，另一個(gè)服務(wù)器則接替故障主機(jī)管理磁盤陣列 , 網(wǎng)絡(luò)通訊 , 數(shù)據(jù)庫(kù)等 ,由于仍然是對(duì)同一個(gè)磁盤子系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行操作，無(wú)需在輔助系統(tǒng)中復(fù)制數(shù)據(jù)，故大大降低了 LAN 和服務(wù)器的負(fù)載。 在這種 方法中，磁盤子系統(tǒng)是決定系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。如果磁盤子系統(tǒng)發(fā)生故障，就會(huì)引起很長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間。所以在使用這種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，要在磁盤子系統(tǒng)中用 RAID5 等技術(shù)來(lái)確保服務(wù)器或磁盤失敗時(shí)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的可靠性。 我們?cè)?MSA500中使用 4塊 72G的 SCSI硬盤，做成 RAID5，有效容量為 72*（ 41） =216GB。 VLAN 的劃分以及管理 目前，由于多媒體技術(shù)和客戶機(jī)／服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸，九十年代成熟并發(fā)展起來(lái)的交換局域網(wǎng)技術(shù)，改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，大大改進(jìn)了傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)， 開(kāi)始建立一個(gè)基于各種交換技術(shù)的新的、易于調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)路由。從而使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。 交換技術(shù)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要有幀交換 ( frame switch)和信元交換 ( cell switch)兩類交換技術(shù)。交換技術(shù)的出現(xiàn)為 VLAN 的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在幀交換技術(shù)中，最常見(jiàn)的是交換式以太網(wǎng)技術(shù)，它采用了與傳統(tǒng)的網(wǎng)橋相類似的武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心 音樂(lè)廳弱電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 第 254頁(yè) 同方股份有限公司 TSINGHUA TONGFANG CO., LTD. 工作機(jī)制。與網(wǎng)橋所不同的是，連接至交換機(jī)的不是網(wǎng)段而是網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)。當(dāng)以太網(wǎng)交換機(jī)從一個(gè)端口收到數(shù)據(jù)幀后，并不象傳統(tǒng)的共享式集線器那樣簡(jiǎn)單地將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至 所有端口，而是對(duì)數(shù)據(jù)幀中所包含的 MAC 地址進(jìn)行分析，并利用交換機(jī)中的端口－ MAC 地址映射表將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的端口。因此各端口獨(dú)自享有 10M/100M/1000M 的網(wǎng)絡(luò)帶寬，交換技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)微化有效增加了每個(gè)網(wǎng)段的帶寬和吞吐量。 這樣，共享變成了獨(dú)占，為每個(gè)用戶提供了獨(dú)占的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路。交換局域網(wǎng)技術(shù)建立了真正地理位置分散的網(wǎng)絡(luò)。所有用戶都可以相互并行而安全地傳送信息。如此，串行就變成了并行 ,網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題得到了有效解決。 由于網(wǎng)段微化技術(shù)有效地改善了網(wǎng)絡(luò)性能，在交換設(shè)備處理包交換時(shí)幾乎沒(méi)有延遲 。因此，大大改善了使用網(wǎng)橋和路由器進(jìn)行包交換時(shí)出現(xiàn)的較大延遲，在交換設(shè)備與每個(gè)局域網(wǎng)連接時(shí)不會(huì)出現(xiàn)超時(shí)。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，子網(wǎng)是通過(guò)某些網(wǎng)絡(luò)專用設(shè)備，如路由器等隔離整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中某一部分的物理組合。 交換局域網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，它不僅解決了網(wǎng)絡(luò)瓶頸問(wèn)題，增加了帶寬，也建立了一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù) (VLAN)。虛擬網(wǎng)技術(shù)是近年來(lái)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域興起的一項(xiàng)嶄新技術(shù)。虛擬網(wǎng)在邏輯上等于 OSI 七層模型的第二層的廣播域，它與具體的物理網(wǎng)及地理位置無(wú)關(guān)。在傳統(tǒng)的共享局域網(wǎng)或者交換局域網(wǎng)環(huán)境中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)處于同一個(gè)廣播域中，這樣當(dāng) 大量用戶發(fā)送廣播信息時(shí)容易形成廣播風(fēng)暴，使網(wǎng)絡(luò)性能下降，浪費(fèi)寶貴的帶寬，甚至使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)陷于癱瘓。虛擬網(wǎng)絡(luò)是在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備建立的虛擬工作組。虛擬工作組可以包含不同位置的部門和工作組，不必在物理上重新配置任一端口。從而真正實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)用戶與它們的物理位置無(wú)關(guān)。虛擬網(wǎng)技術(shù)把傳統(tǒng)的廣播域按需要分割成各個(gè)獨(dú)立的子廣播域，將廣播限制在虛擬工作組中，由于廣播域的縮小，網(wǎng)絡(luò)中廣播包消耗帶寬所占的比例大大降低，網(wǎng)絡(luò)的性能得到顯著的提高。 虛擬網(wǎng)絡(luò)可以定義一個(gè)端口，所有連接到這個(gè)特定端口的終端都是虛擬網(wǎng)絡(luò)的一部分，并且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以支持多個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)管理員可以邏輯上重新配置網(wǎng)絡(luò)，迅速、簡(jiǎn)單、有效地平衡負(fù)載流量，輕松自如地增加、刪除和修改用戶，而不必從物理上調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置。 虛擬網(wǎng)絡(luò)通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)防火墻使不必要的網(wǎng)絡(luò)交通減至最少，隔離各個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)間的傳輸和可能出現(xiàn)的問(wèn)題，使網(wǎng)絡(luò)吞吐量大大增加，減少了網(wǎng)絡(luò)延遲。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心 音樂(lè)廳弱電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 第 255頁(yè) 同方股份有限公司 TSINGHUA TONGFANG CO., LTD. 同一物理網(wǎng)段中的用戶在網(wǎng)絡(luò)層上很難實(shí)施安全措施，而在虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可以通過(guò)劃分不同的虛擬網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制處于同一物理網(wǎng)段中的用戶之間的通信。 虛擬網(wǎng)（ VLAN）的劃分大致可分以下幾種 : 1) 按照 端口定義 端口定義是以交換機(jī)端口定義虛擬網(wǎng)成員。把交換機(jī)的端口分成若干組，每組構(gòu)成一個(gè)虛擬網(wǎng)，每一組相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的交換機(jī)。該交換機(jī)允許最多的虛擬網(wǎng)數(shù)目等于交換機(jī)的端口數(shù)。這種虛擬網(wǎng)技術(shù)不能使廣播域跨越多個(gè)交換機(jī)，也不能在多個(gè)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)中簡(jiǎn)化用戶的分布。 2) MAC 地址定義 MAC 地址定義是指以固化在各站點(diǎn)網(wǎng)卡內(nèi)的 MAC 地址來(lái)決定隸屬的虛擬網(wǎng)。這一實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于虛擬網(wǎng)與站點(diǎn)的物理位置無(wú)關(guān)。站點(diǎn)初始設(shè)置時(shí)，所有站點(diǎn)必須明確隸屬于某個(gè)虛擬網(wǎng)，這樣才能實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)的自動(dòng)跟蹤。 3) 網(wǎng)絡(luò)層定義 網(wǎng)絡(luò)層 定義是指以網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)地址（例如： IP 地址）確定虛擬網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層定義虛擬網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)層路由是不等同的：交換機(jī)通過(guò)檢查數(shù)據(jù)包中的 IP 以確定其所屬的虛擬網(wǎng)，在這一過(guò)程中沒(méi)有路由計(jì)算，也沒(méi)有 RIP（ Routing Information protocol）協(xié)議存在，數(shù)據(jù)幀依據(jù)生成樹(shù)算法在交換機(jī)中遍歷，網(wǎng)絡(luò)層虛擬網(wǎng)實(shí)際上是一個(gè)橋接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 4) IP 多點(diǎn)廣播組定義 IP 多點(diǎn)廣播組定義是指以動(dòng)態(tài)建立的多點(diǎn)廣播組確定虛擬網(wǎng)，每一站點(diǎn)通過(guò)對(duì)標(biāo)識(shí)不同虛擬網(wǎng)的廣播信息的確認(rèn)來(lái)決定是否加入某一虛擬網(wǎng)， IP多點(diǎn)廣播組定義的虛 擬網(wǎng)具有靈活性和面向應(yīng)用的特點(diǎn)，可以跨路由在廣域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是虛擬網(wǎng)的安全性降低。 本 設(shè)計(jì) 在 VLAN 方面的優(yōu)勢(shì) VLAN 的劃分與管理是智能網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)有機(jī) 組成部分， 目的是按照企業(yè)的策略來(lái)規(guī)劃管理網(wǎng)絡(luò)保證 VLAN 的劃分、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)的 QoS， 我們選的 產(chǎn)品全面支持 Assure 的戰(zhàn)略思想，在 VLAN 方面目前支持兩種劃分方式：按照端口、按照 MAC 地址并全面支持 協(xié)議。在第三層高速路由轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)上不能不提到 CEF 技術(shù)，眾所周知路由器是按照路由 武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心 音樂(lè)廳弱電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 第 256頁(yè) 同方股份有限公司 TSINGHUA TONGFANG CO., LTD. 表進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)的，在路由器的內(nèi)存中維護(hù)一張路由表 ， 當(dāng)路由器從某一端口收到 IP 數(shù)據(jù)包時(shí)，路由器的主 CPU 按照 IP 包中的目的 IP 地址在路由表中查找相應(yīng)的網(wǎng)段所對(duì)應(yīng)的端口，然后將該 IP 包從相應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，這就是路由器的一般工作原理，然而做為骨干路由器這種工作方式會(huì)造成系統(tǒng)的 CPU 較高的 占 用 率 ，因?yàn)橄到y(tǒng)的 CPU 不僅要進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)而且還要進(jìn)行路由算法的計(jì)算、訪問(wèn)列表控制等很多工作，并且數(shù)據(jù)包的傳輸多次經(jīng)過(guò)系統(tǒng)總線的傳輸 ， 即使 是 同一塊接口卡上的兩個(gè)端口之間的 IP轉(zhuǎn)發(fā)也是如此 ，造成了系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。 CEF 技術(shù)的核心思想是分布式路由，他在路由器的內(nèi)存中維護(hù)了一個(gè) 主路由表 /鄰接表，然后將該路由表和鄰接表下載到每一塊接口卡的內(nèi)存中去