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國立清華大學多工運用 NetApp AFF C190,輕鬆實踐跨地與雲災難備援機制

2020/04/26

備份效率提升十倍之多,校務資訊應用環境穩定無虞
國立清華大學多工運用 NetApp AFF C190
輕鬆實踐跨地與雲災難備援機制

國立清華大學為全臺大學中四大重點科技中心之一,更為教育部推出的「發展國際一流大學及頂尖研究中心計畫」重點補助學校,自創校以來作育無數英才。為提升校務資訊系統營運上的效能與穩定性、兼顧系統建置的成本效益最大化,以及符合日後混合雲趨勢,在今年(2020)正式啟用 NetApp AFF C190 全快閃儲存陣列系統。

備受全球重視的「QS 世界大學排名」2020 年排名結果出爐,在臺灣的大學當中,國立清華大學高居第二,足見其在學術聲譽、師生比例、研究引用率及國際學生數量等指標上的優勢地位,無怪乎穩居眾多學子心目中的一流名校。

清華大學校務資訊組主要負責校務資訊系統之開發維護,等於掌握清大最源頭的基礎資料,供校內各單位取用、藉以制定行政決策或發展應用服務;顯見校務資訊組與全校事務息息相關,堪稱責任重大,需全力確保教務、學務、總務、人事等關鍵系統維持高效穩定。

清華大學計算機與通訊中心校務資訊組技術助理張君天博士說,四年前他接下校務資訊系統開發維護工作,馬上面臨大考驗,原有 SAN 儲存設備即將終止服務支援(End of Service, EOS),因此必須儘快引進新設備,接手承載核心資料庫及各式應用。

換置主要儲存設備茲事體大,也充滿挑戰,但被張君天視為轉機,主因舊設備立基於傳統架構及採用傳統 SAS 硬碟,與近年相對熱門的混合式儲存、全快閃儲存相比,不論在延遲表現(Latency)、資料產出量(Throughput)、空間運用效率,乃至於虛擬化支援能力等各方面都相形見絀;隨著轉換儲存設備,可望為校務資訊系統打下更健全的發展基礎。

後續這幾年,張君天因應各時期的可用經費、需求考量,先後佈建兩款混合式儲存系統,其中一款裝載 800GB SSD,用以支撐核心資料庫,另一款提供 Block 儲存服務,憑藉大容量優勢、為眾多虛擬機營造寬裕存取空間。兩項設備都有美中不足之處:前者維護費偏高,雖可支援檔案儲存但效能平平;但後者不支援 NAS,也無力填補檔案儲存的需求缺口。

因此他急欲尋求另一套儲存設備,期望它是以全快閃系統、橫跨 SAN 與 NAS 兩類應用,並擁有經濟實惠特質,兼具這些條件的標的並不多;後來接納系統整合夥伴大同世界科技(以下簡稱『大世科』)的提議,正式選用 NetApp AFF C190。
 

得力於全快閃,RPO 比從前大降 2-12 倍

張君天指出,2016 年清大正式合併新竹教育大學,亟需進行系統擴充,因而獲得教育部給予額外經費支助;但至今兩校合併計畫已結束,意謂之後 IT 預算將回歸常態,校務資訊組必須未雨綢繆,盼能將有限資源做最佳配置,凡是維護費過高的軟硬體系統、當換則換

值此時刻,定位在入門級全快閃儲存系統、又能統一支援 SAN / NAS 的 NetApp AFF C190,確實極具誘因。它可同時用於承載核心資料庫、提供檔案儲存服務。清大後續將著手部署資料倉儲,期能因應各單位需求產出各式報表,而用來儲存報表系統中繼資料與物件的資料庫,將置於 C190;另外,清大利用兩臺虛擬機運行軟體式防火牆服務,並以 C190 存放防火牆 Image,藉此形成失效備援機制,確保出口網路恆常通暢。一台 C190 可作多重運用,性價比表現出色。

得以力於全快閃儲存系統,輔以儲存協議的轉換(由 NFSv3 轉為 NFSv4),讓許多方面出現良性變化。譬如從前選課期間 Web Server 的 Queue 少說 20 幾個,現在一個不剩,效能的精進可見一斑;再者受惠於 NetApp 的在線重複資料刪除與壓縮功能,加上校務資訊室善用 NFS(Network File System)特性、不必借助任何 VM Host 即取得 VM Image 檔案,得以大幅加速 VM Image 備份,進而讓復原點目標(RPO)從以往 4 小時驟減為 20 分鐘到 2 小時之間,降幅介於 2~12 倍。
 

透過 SVM,實現軟體定義式雲端陣列

張君天高度讚許 NetApp 的 SVM(Storage Virtual Machine)架構設計,所有設定都存放在 SVM 內,若 Volume 需轉換至不同 SVM、包括 WWPN 或 ACL 等等皆需重設,儘管有人覺得麻煩,但唯有靠 SVM 才能輕鬆備援或上雲,並且可以將相關設定無縫轉換至備援中心或是雲端,稱得上極為重要的獨特價值;正因如此,校務資訊組打算日後可加購另一臺 C190、或租用 NetApp Cloud Volumes ONTAP(CVO)等彈性方式,即可為現有 C190 輕鬆建立災難復原機制。

這回校務資訊組引進的 C190 含有 4TB 原始容量,經由壓縮和去重可營造至少 1:3 壓縮率,將有效容量推升到 12.7TB。整體建置過程大致平順,唯一的小瓶頸在於 C190 預設切分兩個 Aggregate,即是把 4TB 拆成 2TB+2TB,但考量清大校務資訊應用實務,有些資料量所需容量超過 2TB,必須把兩個 Aggregate 併為一個大 Pool,才能滿足所需;所幸大世科工程團隊豐富的經驗與技術能力,在設定時適時下指令以變更相關設定,使難題迎刃而解。

總括而論,張君天重申全快閃時代已經來臨,企業或組織唯有以此才能有效突破傳統 I/O 性能瓶頸;而諸如 NetApp AFF C190 集高效能、高穩定度、高空間利用率等優勢於一身之外,還能支援資料上雲服務,算是少有標的,值得校內外各單位列入考慮、採用。

NetApp AFF C190 導入效益

  • 早年透過 SAS 硬碟需 4 小時完成系統備份,如今結合全快閃、在線去重 覆資料刪除與壓縮、NFSv4 等多重利基,最快 20 分鐘內完成備份,前後差異巨大。
  • 過去每逢選課期間,Web Server 上總是有超過 Queue,如今不復存在,象徵使用者體驗大幅精進。
  • 未來校務資訊組可選擇加購另一臺 C190,或者訂閱 NetApp Cloud Volumes ONTAP
    (CVO)服務,靈活實踐災難復原目標。
 

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