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NEC容错服务器在教育上的应用案例

发布时间:2019-12-08 19:56

      网络技术的突飞猛进,教育信息化的推进造就了教育网站的兴起,其中以基础教育为核心内容的教育网站更是引人关注。自1997年以来,教育行政部门、教育研究机构以及一些企业纷纷在网上安营扎寨,许多中小学校开始建立自己的校园网,一些个人教育网站也如雨后春笋般迅速增多。据不完全统计,目前全国已经建成的大型教育城域网就有200多个,中小学校校园网则不可胜数。

     然而,一个不容忽视的现状是,好的网校仍然是凤毛麟角,哪怕是现实中的名校,却未必能将其雄厚的教育资源转化到网络上。那么,中小学该如何建设出一个好网校?

名校的思考
     作为1905年便成立的三湘名校,湖南长沙的周南中学在百年校庆之前,便考虑着如何将其教学资源更好的转化到网校上,以满足校内外师生的需求。周南中学近年来的本科录取率均超过了70%,其中不少学子更进入了清华、北大、复旦、南大、浙大等著名高校,虽然周南中学在校师生过万,但明显无法满足校外师生的资源需求,而且原来的学校网站并没有实现教育教学的功能。

    因而在参考了众多成功中学网校的范例后,如北京的101网校、北大附中网校、洪恩在线等,周南中学决定采取面向资源的网校建设方式,即以教学资源(如图片、声音、视频、动画、文本构成的课件)、图书资源、教案、试题、论文等更有效得传播为目的,建设网校。

公路、汽车和货物的妙喻
    目标一经确立,剩下来就是如何实现,其中面临的挑战不外乎来自硬件环境建设、教育平台软件选择和教育资源积累三个方面。对此,周南中学信息中心负责人有一妙喻,即如果把硬件环境建设比作高速公路,那么网校平台软件就是汽车,而师生们最需要的则是车上货物。俗话说,“要想富,先修路”,那么在网校建设中,尽管硬件建设不是目的,但一条好的“公路”则是网校成功的先决条件。

    而负责周南中学网校维护的高老师和胡老师也补充说,从周南中学网校目前建设完成的各学科站点的访问量看,从4月份试运行以来,仅仅半年时间,17个频道的访问量超过了40万人次,其中最多的语文频道接近9万人次,最少的心理频道也有2000多人次。没有一个好的硬件平台,是满足校内过万师生和众多校外师生的频繁访问的。
   
    RAID6+
容错=不宕机
在网校建设之初,周南中学考虑到网校系统的特点,将系统建设的要求大致归纳为:
  • 要有一个大规模,高效率的数据库管理系统的支持;
  • 要有很强的联机事务处理(Online Transaction Processing, OLTP)支持能力;
  • 365×7×24小时不间断系统,绝对要求安全、可靠;
  • 可剪裁性和可伸缩性,能适应不同发展规模的需求;
  • 开放性与可移植性,适应不同硬软件平台。

       周南中学经过一番调研发现,上述需求中,除了第三项外,目前大多数厂商的产品都能满足,而最难实现的就是365×7×24小时的不间断系统。而最终在方案选型中胜出的,则是NEC的容错服务器加上S1400存储系统的方案。NEC容错服务器实现了计算和联机服务的99.999%的可靠性,而S1400采用的RAID6技术则实现了即使在两个驱动器同时损坏的情况下,仍然能够保证数据完整。谈到这一点,周南中学的信息中心负责人深有感触,在设备选型时,他们曾经在现场从系统中随意抽出了存储阵列中的两个硬盘,结果数据没有丢失。随后,在S1400上NEC的技术人员还演示了零风险的在线扩容。在上个实验两块硬盘同时出现故障的基础上,NEC的工程师在线插入硬盘恢复系统数据,同时请他们再制造故障,拔掉电源导致系统瘫痪。当电源接通后系统重新启动继续运行,数据没有丢失。这就意味着,即使系统硬盘损坏两块,在数据恢复过程中突然掉电,整个系统仍然是安全的。

       而在实际使用中,周南中学还发现,NEC的Phoenix恢复技术还能降低部分磁盘维护的成本。原因是这样的,在普通存储产品的存储阵列中,一旦某块硬盘出现性能下降或者逻辑错误,会影响到整个阵列的读写性能,通常需要更换硬盘。而Phoenix的好处在于,将性能下降的磁盘调出阵列,通过检查修复逻辑错误后,自动将该磁盘重新调入阵列,节省了维护时间和硬件更换的成本。

技术小贴士—RAID6技术
       RAID6是一种双维奇偶校验独立存取的磁盘阵列,首款产品由LSI于2005年4月推出,随后受到业界巨头(如HP、Intel、NEC等)重视。它的冗余的检、纠错信息均匀分布在所有磁盘上,而数据仍以大小可变的块以交叉方式存于各盘,这类盘阵列可容许双盘出错。RAID 6等级是在RAID 5基础上,为了进一步加强数据保护而设计的一种RAID方式,实际上是一种扩展RAID 5等级。与RAID 5的不同之处于除了每个硬盘上都有同级数据XOR校验区外,还有一个针对每个数据块的XOR校验区。当然,当前盘数据块的校验数据不可能存在当前盘而是交错存储的,具体形式见下图。

       这样一来,等于每个数据块有了两个校验保护屏障(一个分层校验,一个是总体校验),因此RAID 6的数据冗余性能相当好。由于RAID 6相对于RAID 5在校验方面的微弱优势和在性能与性价比方面的较大劣势,RAID 6等级是对更高级的数据的冗余进行的一种技术与思路上的尝试。

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