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阅读以下说明, 回答问题1至问题4,将解答填入答题纸对应的解答栏内。
【说明】
某企业数据中心拓扑如图2-1所示,均采用互联网双线接入,实现冗余和负载。两台核心交换机通过虚拟化配置实现关键链路冗余和负载均衡,各服务器通过SAN存储网络与存储系统连接。关键数据通过虚拟专用网络加密传输,定期备份到异地灾备中心,实现数据冗余。

【问题1】 (8分)
在①处部署 (1) 设备, 实现链路和业务负载,提高线路和业务的可用性。
在②处配置 (2) 实现 SwichA与两台核心交换机之间的链路冗余。
在③处部署 (3) 设备, 连接服务器HBA卡和各存储系统,在该设备上配置 (4)将连接在SAN网络中的设备划分为不同区域,隔离不同的主机和设备。
【问题2】 (8分)
为保障关键数据安全,利用虚拟专用网络,在本地数据中心与异地灾备中心之间建立隧道,使用IPSec协议实现备份数据的加密传输,IPSec使用默认端口。
根据上述需求回答以下问题:
1.应在④处部署什么设备实现上述功能需求?
2.在两端防火墙上需开放UDP4500和什么端口?
3.在有限带宽下如何提高异地备份时的备份效率?
4.请简要说明增量备份和差异备份的区别。
【问题3】 (6分)
分布式存储解决方案在实践中得到广泛应用。请从成本、扩容、IOPS、冗余方式、稳定性五个方面对传统集中式存储和分布式存储进行比较,并说明原因。
【问题4】 (3分)
数据中心设计是网络规划设计的重要组成部分,请简述数据中心选址应符合的条件和要求。(至少回答3点)


参考答案:

【问题1】
(1)负载均衡
(2)链路聚合
(3)光纤交换机光纤通道交换机SAN交换机
(4) zone
【问题2】
1. VPN设备或VPN加密网关。
2. UDP500。
3.数据去重技术、数据压缩技术。
4.增量备份:备份上一次全备或者增量备份以来变化的部分:差异备份:备份上一次全备以来所有变化的部分。
【问题3】
成本:集中式存储成本高,分布式存储成本低。原因:分布式存储采用普通服务器和廉价大容量磁盘作为存储节点,成本较低。
扩容:集中式存储扩容较难,分布式存储扩容方便。原因:集中式存储扩容需要RAID重建,风险高,对业务影响大:分布式存储扩容一般是增加存储节点, 扩容非常方便。
IOPS:分布式存储比集中式存储可以达到更高的IOPS。原因:分布式存储的数据存储于多个节点上,可以提供数倍于集中式存储的聚合IOPS,且随着存储节点的增加而线性增长。
冗余方式:集中式存储采用RAID实现数据冗余,分布式存储采用多节点多副本存储方式实现数据冗余。
稳定性:集中式存储稳定性高,分布式存储稳定性相对较差。原因:集中式存储为一个或一套完整的产品,出厂经过严格测试:分布式存储由不同厂家的多套软硬件集成,结构较复杂,容易受网络和带宽影响,稳定性较差。
【问题4】
(1)电力供给充足可靠,通信快速畅通,交通便捷;
(2)采用水蒸发冷却制冷应考虑水源是否充足;
(3)环境温度有利于节约能源;
(4)远离产生粉尘、油烟、有害气体或贮存具有腐蚀性、易燃易爆物品的场所;
(5)远离水灾、火灾和自然灾害隐患区域;
(6)远离强振源和强噪声源;
(7)避开强电磁场干扰;
(8)不宜建在公共停车库的正上方;
(9)大中型数据中心不宜建在住宅小区和商业区内。
注:答出以上条款中的三条即可。

详细解析:

【问题1】
(1)负载均衡:负载均衡建立在现有网络结构之上,它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。负载均衡(Load Balance)其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行。
(2)链路聚合:链路聚合是将两个或更多数据信道结合成一个单个的信道,该信道以一个单个的更高带宽的逻辑链路出现。 链路聚合能够提高链路带宽,增强网络可用性,支持负载分担。
(3)在③处部署光纤通道交换机设备, 连接服务器HBA卡和各存储系统,在该设备上配置ZONE将连接在SAN网络中的设备划分为不同区域,隔离不同的主机和设备。
(4) zone
【问题2】
1. 为保障关键数据安全,利用虚拟专用网络,在本地数据中心与异地灾备中心之间建立隧道,使用IPSec协议实现备份数据的加密传输,需要有VPN设备。
2. IKE协商的初始端口使用的是500,完成NAT-T能力检测和NAT网关探测后,封装ISAKMP消息的UDP端口号被修改为4500,后续协商及数据传输都使用这个端口。
3.数据去重技术通过消除重复的冗余数据从而极大地节省了存储空间,在数据备份系统,数据归档系统中得到广泛应用。
数据压缩技术是指在不丢失信息的前提下,缩减数据量以减少存储空间,提高其传输、存储和处理效率的一种技术,或者指按照一定的算法对数据进行重新组织,减少数据的冗余和存储的空间。。
4.增量备份:备份上一次完全备份或者增量备份以来变化的部分:差异备份:备份上一次完全备份以来所有变化的部分。
【问题3】
集中式存储:
集中式存储系统指由一台或多台主计算机组成中心节点,数据集中存储于这个中心节点中,并且整个系统的所有业务单元都集中部署在这个中心节点上,系统所有的功能均由其集中处理。也就是说,集中式系统中,每个终端或客户端及其仅仅负责数据的录入和输出,而数据的存储与控制处理完全交由中心节点来完成。
集中式系统最大的特点就是部署结构简单,由于集中式存储往往依赖于底层性能卓越的大型主机,因此无需考虑如何对服务进行多个节点的部署,也就不用考虑多个节点之间的分布式协作问题。集中式有非常明显的单点问题,大型主机虽然在性能和稳定性方面表现卓越,但并不代表其永远不会出故障。一旦一台大型主机出现了故障,那么整个系统将处于不可用的状态,后果相当严重。最后,随着业务的不断发展,用户访问量迅速提高,计算机系统的规模也在不断扩大,在单一大型主机上进行扩容往往比较困难。
分布式存储系统,是将数据分散存储在多台独立的设备上。分布式存储系统采用可扩展的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负载,利用位置服务器定位存储信息,它不但提高了系统的可靠性、可用性和存储效率,还容易进行扩展。因为分布式存储具备区块链去中心化的特质,可以弥补过度中心化缺陷。其存储网络的拓扑结构可以是P2P网络,可以是存在几个联盟的中介服务商或运营商的去中心化网络,抛开了单一中心化存储服务商经营风险。
【问题4】
(1)电力供给充足可靠,通信快速畅通,交通便捷;
(2)采用水蒸发冷却制冷应考虑水源是否充足;
(3)环境温度有利于节约能源;
(4)远离产生粉尘、油烟、有害气体或贮存具有腐蚀性、易燃易爆物品的场所;
(5)远离水灾、火灾和自然灾害隐患区域;
(6)远离强振源和强噪声源;
(7)避开强电磁场干扰;
(8)不宜建在公共停车库的正上方;
(9)大中型数据中心不宜建在住宅小区和商业区内。

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