关于存储整合方案的建议书.docx
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1、存储整合方案建议书 2009年9月目 录 第一章 存储系统的普遍性原则(一)存储系统规划要点存储系统在建立应用系统时,日益成为重要的组成部分,不仅采购投资额逐年增长,而且在IT系统总投资中的比重也在不断增加。而在规划存储系统时,常有些客户容易把存储当成一个速度快一些,容量大一些的“存数据的柜子”。事实上,随着应用的复杂度增长、数据量的膨胀、对数据使用和管理需要的提高,存储已经演化成为一个独立的大型计算机系统,包含有各种丰富和重要的数据处理功能。根据我公司为各行业用户多年提供系统咨询、优化、方案设计、系统实施、维护的经验教训,提请专家在规划存储系统时,充分重视以下四个最关键的因素:A. 数据安全
2、的高度重要性随着IT应用对业务流程的深入渗透,业务运作将会更加依赖于数据。保证系统数据安全是存储系统设计的最基本目标B. 前端应用的快速发展和变化带来的压力存储系统是整个应用系统的核心基石,任何前端应用系统的调整、扩展和新应用系统的投入,都必须考虑如何满足应用系统的数据访问需求,这些需求往往是由业务规则、服务质量要求、应用特点等因素共同决定的。因此,确保存储系统在一定范围内具备支持各种类型应用系统的弹性、可调整性和可管理性,具有重要的意义,对于总体成本和投资收益也具有根本性的影响。C. 数据日常管理的繁琐、低效率和高成本挑战应用系统复杂化、数据类型多样化和数据量迅速增加,为我们的IT系统维护带
3、来了巨大的压力。保证数据安全性所采取的备份措施、系统调整时的数据迁移、系统切换等工作,经常成为用户IT系统运营维护人员的噩梦。存储系统设计时的考虑不足,往往导致系统运营维护成本(包括资金、时间、人力等)数十倍地提高。繁杂、单调和重复性的手工数据管理,也经常是数据丢失的重要原因。D. 业务连续性要求日益重要企业信息化程度越高,对IT系统持续运行的要求越高,IT系统停止服务对于企业的影响从业务停顿、客户流失、收益降低到声誉受损,将会导致严重的后果。如何大幅度降低各种计划内停机(源于数据管理和使用要求,占87%)和非计划停机(故障因素,占13%)时间,将会成为存储系统设计将要面对的重要挑战。(二)存
4、储系统选择要点存储系统作为新兴的IT产品,一方面,伴随着各种新技术和新标准的快速应用,例如IDE、SCSI、FC、SATA、SAS、FATA等等;另一方面,根据应用的实际情况不同,还衍生出适合不同应用模式的产品如SAN、NAS、iSCSI(IP SAN)等。考虑更多的是应根据存储系统规划重点,并结合自身系统特点和发展要求来选择相应的存储系统产品。一旦根据自身的需求特点,结合存储系统设计原则,确定了存储系统需要达到的目标,就可以进入对存储产品的具体考察和评判。一般而言,存储产品的优劣按照如下原则评判:A. 可靠性对于一个存储产品而言,最重要最基本的要求莫过于在各种情况下(断电、部件故障、随机错误
5、甚至地震、火灾、人为破坏等)的数据安全,越高端的产品,对数据安全性的处理能力越强,考虑的因素越多,使用的数据保护手段也越全面和丰富。B. 可扩展性这里的可扩展性,不是仅仅指容量的可扩展性。而是指当前端应用快速扩展,不断需要调整,数据量快速增长时,存储系统的在平台支持、应用功能、连接性、容量、性能等全方位的扩展能力。存储系统是IT系统的基础平台!C. 性能应用类型不同,对存储系统性能要求的侧重点也有所区别。一般而言,大容量文件传输对存储系统的带宽(Bandwidth)要求较高;高密度小数据量数据存取(如数据库、数据仓库等)对存储系统的I/O性能要求较高(IOPS);大量并发用户访问,对存储系统的
6、每秒操作数(OPS)、响应时间(ORT)和IOPS指标要求较高。D. 可管理性存储系统的可管理性分为两个层面:一是系统本身的管理,包括部件状态监控、日志记录、系统设置等;二是对系统所承载数据的管理,从最基本的RAID设置、卷组划分、LUN屏蔽、性能分析和调整、在线扩展、不停顿升级等。E. 功能实践证明,很多在应用层面或者说在服务器端基于数据逻辑层面难以解决、效率较低的数据处理工作,在存储系统中进行处理,不仅成本会大大降低,效果显著提高,甚至能够完成很多在主机端无法实现的功能(如数据实时容灾)。存储产品中提供的诸如数据快照、数据克隆、远程复制、负载均衡等功能,如果能够结合应用巧妙使用,能够带来巨
7、大的效益,显著改善业务运行状况和保障数据安全。F. 兼容性存储系统的一个重要特点是与主机和应用紧密相关。保证存储系统及其附加功能对于各种硬件平台、操作系统、应用系统的兼容性,对于用户的应用扩展非常重要。存储厂商也往往需要投入巨资搭建兼容性测试平台,才能保证产品的兼容性。特别提示:存储产品的高中低端的区分和选择,与传统的主机和网络设备侧重于性能和容量的划分标准有很大区别。很多低端存储产品,事实上是依靠牺牲数据安全性、降低兼容性来获得较高的性能和容量。而一些典型的中、高端存储产品,则是在满足一定性能指标的同时,保证各方面的均衡表现。用户应当深入分析目前及未来IT系统的各方面需要进行综合评判和选择,
8、防止被单一性能和容量指标误导。第二章、 现状分析数据存储中心功能1)数据的集中存储及管理(所有服务器的数据集中存储);2)数据共享及交换管理;3)应用服务。2、数据存储中心总体构成数据存储中心硬件主要包括:高性能服务器及海量存储设备构成的数据集中存储设备、数据安全备份及管理服务器群、基础网络服务及核心应用系统的应用服务器群。其软件主要包括:操作系统软件,核心数据库软件及中间件软件等构成的系统软件,数据集中存储系统将常规的设置在各独立服务器上的应用系统、存储系统及其结构模式,改变为提供一种集中的、大规模的、价格便宜、易于管理、高度共享的信息处理、存储和安全备份平台上,使分散的数据能集中处理和集中
9、存储管理。从而达到整合资源、优化资源、提高系统效率和应用等级的目的。第三章、数据整合建设原则惠普公司在提供数据整合建设和服务的宗旨可以表述为:1. 先进性:选用国际上最先进的网络存储技术和存储系统产品,并结合惠普公司在存储方面的成功经验提供一个具有前瞻性的设计;2. 灵活性:系统架构比较灵活,不仅对现有的各种设备和技术有很好的兼容性,而且充分考虑将来业务的需求和技术的发展,以便节省客户的重复投资;3. 安全性:充分考虑集中式存储环境中带来的数据安全访问需求;4. 可扩展性:充分考虑到数据处理平台在业务的发展方向,使整体设计能适用将来一定时期内的业务需求和变化;5. 可用性:系统多层次、全方位冗
10、余设计,提供一个高可靠的业务应用系统运行平台;6. 易管理性:便于处理平台对数据系统进行管理和维护。7.考虑在后期整合多项软硬件技术(备份软件、虚拟磁带库、远程容灾等),在充分保证备份系统的性能、功能和开放性的同时,提供了前所未有的系统简化和整合,将数据备份保护管理工作降到最低,将搭建数据备份系统的复杂性降到最低,将运行环境中非必要资源的占用降到最低。8. 投资保护:技术的进步难免带来设备的更新换代,整个存储系统具有良好的兼容性,在设计阶段就要考虑到信息在不同的生命周期的管理模式,可以最大限度的利用已有的设备和资源,保证投资利益,减少投资方的资金压力,做到“少花钱,多办事”。第四章、HP解决方
11、案在本方案中,我们采用一台HP StorageWorks EVA4400光纤磁盘存储作为SAN光纤存储设备。HP StorageWorks EVA4400是一款中高端存储产品,并且为业界第一台Gb光纤存储产品;由于采用了业界独有的虚拟化技术,其性能可以达到140,000 IOPS及1550MB/s的吞吐率!同时HP StorageWorks EVA4400还具备良好的扩展性,它最大能支持8个硬盘笼,96块硬盘,最大96TB;针对此项目,我们配置了1台双控制器的HP StroageWorks EVA4400,每个控制器带有两个前端光纤接口,用于连接SAN交换机,同时也能够做到负载均衡和容错。考虑
12、到数据需求容量为10 TB,因此配置了,裸容量为 5 T B。可选EVA Business Copy(SnapS hot)功能,EVA每一个存储卷可以支持高达16个快照,HP推荐您为生产系统每半个小时进行一次快照,如果系统出现病毒、人为操作等数据故障,可以在几秒钟恢复到最长半小时前的数据。本方案采用了全冗余的SAN高可用性架构。具体表现如上图:对于单台阵列来说,由于阵列中采用的是双接口的磁盘,因此每一个磁盘是同时与两个存储处理器连接的。同时两个存储处理器都是分别与主机都是通过两个HBA卡相连的。因此,任意一台主机到它所拥有的LUN之间总是有一条以上的路径。通过主机上的路径管理软件和阵列两个存储
13、处理器之间的镜象高速缓存,这些路径之间可以实现自动的错误切换和负载均衡,形成了一个无单点故障的系统环境。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。 针对业务状况和发展趋势,我们建议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
14、电子化数据的可靠性。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
15、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4Gbit/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
16、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
17、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,可采用HP OpenView Storage Area Management软件平台。n 选择EVA的理由1 EVA的拥有独特先进的虚拟存储技术,该技术已成为业届发展方向 惠普企业
18、号虚拟阵列(ENTERPRISE)是最新一代StorageWorks磁盘阵列家族。它采用VersaStor虚拟化技术,为高端企业市场提供了一款超高性能、超高容量、超高可用性的“虚拟”RAID(Vraid)存储解决方案,消除了传统存储设计中时间、空间和成本等方面的限制。HP ENTERPRISE专门为数据中心而设计,可以满足数据中心对更高存储利用率和可扩展性的关键需求,同时满足应用对于始终如一的高I/O和MB数据速率交易性能、无缝扩容、即时复制以及简化存储管理的特殊需求。由于数据中心的容量/复制需求不断增加,业务连续性需求空前增长,并且需要最高性能,而企业号虚拟阵列能够节省客户企业的空间、时间和
19、成本,使用户有机会创造极其巨大的价值,因此成为他们最理想的选择。2 EVA磁盘阵列具备在线扩容能力。 例如在微软全球内部Exchange 2000的电子邮件系统中就采用的EVA。因为只有EVA能提供Windows Basic Disks在线扩容,不用Reboot,不用停机,其他品牌的阵列都需要停机并作数据迁移。而在关键业务中,是不可能容许经常停机的。3 EVA具有卓越的功能:1先进的虚拟化技术,不需要大缓存,为用户节约投资成本EVA采用先进的虚拟化技术及优化的缓存算法,是磁盘阵列的瓶颈集中到了磁盘本身即磁盘转轴个数,获得了十几个专利技术的缓存算法及高性能设计的控制器物理特性,保证了EVA卓越的
20、性能带宽。大缓存对于Mainframe大机环境比较有效,而在UNIX,Windows等开放环境中,控制器大缓存已经不适用了。而且如果说大缓存除了能增加用户投资费用,还能提高性能的话,那某些具有高缓存容量产品的性能应该是EVA的数倍,可并不是这样的,EVA在业界目前具备实际领先的性能指标。2只要有足够的空间,容许多个硬盘故障, 提高了系统的可靠性虚拟化的RAID采用虚拟化技术,在虚拟存储池中先分配虚拟硬盘,然后在虚拟硬盘上再建RAID保护级。虚拟磁盘实际上是从整个虚拟存储池当中划分空间,使得虚拟硬盘的数据块实际上均匀分布在所有物理硬盘空间上。在整个虚拟存储池当中留有相应的保护空间,用来做类似于h
21、ot spare盘的工作,但不必单独用某几块物理硬盘来做热盘,避免了用户资源浪费。VRAID5将整个VDISK(虚拟硬盘)的应用数据和校验数据均匀分配到所有物理硬盘上,同时在物理实现时采用RSS(冗余存储集)保护,使得在同一个存储集内部两个物理块同时损坏的几率降到最低。所以,在VRAID5的硬盘组中有一块硬盘损坏,后台从虚拟存储池中的剩余空间自动重新分配,保证数据不会丢失。3. EVA无单点故障的冗余体系结构,对比以前分布式存储而言,大大提高数据的安全性。在今天的SAN环境当中,数据的集中和数据的可靠性保证已经都有了相应的解决方案。整体的可靠性保证要靠整个方案的拓扑结构设计和产品的可靠性设计,
22、如整个系统拓扑结构采用双路冗余结构,避免单点故障,从物理结构上先降低了数据危险性系数。EVA在物理结构设计上采用无单点故障冗余体系结构设计,同时通过增值软件通过多路径能力(SecurePath)消除了服务器到存储之间的单点故障,在数据保护上采用虚拟VRAID技术和虚拟存储池的保护级设置双重保护数据安全性。4.EVA的SNAPSHOT、SNAPCLONE的优势。在EVA中采用的虚拟化技术代表了新一代存储高新技术,当中除了关键核心控制器的虚拟化控制器软件采用了虚拟化技术以外,还有很多增加可管理性,数据安全性的软件,如不用占用空间的虚拟快照Capacity Free Snapshot,即时使用的克隆
23、SnapClone,以及在线动态扩容、应用业务均衡负载等等,都是EVA独有技术。5. EVA的空间利用率为80,大于传统阵列的50如下图所示,全部是73GB硬盘,其中6块盘做raid5,3块盘做raid0,2块盘做raid1,考虑到将来的可扩展性,每个存储集中剩余空间为50,所以给raid5剩余可用空间为219GB,raid0剩余可用空间为109.5GB,raid1剩余可用空间为73GB。可是实际上,全部的剩余可用空间为401.5GB,在EVA中均可作为vraid5,vraid0,vraid1来用。对于整个存储阵列来说,空间利用率实际上是提高了。而在虚拟raid重构时,因为虚拟存储池在创建之初
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