H3C電力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案

2013-10-09 17:42:38 EP電力信息化網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)已成為他們最重要的資產(chǎn)。

隨著電力信息化的不斷發(fā)展，電力企業(yè)的核心業(yè)務(wù)越來(lái)越依賴于信息系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，信息系統(tǒng)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)已成為他們最重要的資產(chǎn)。不過(guò)，由于人為的誤操作、軟件缺陷、硬件故障、計(jì)算機(jī)病毒、黑客攻擊、自然災(zāi)難等諸多因素，均有可能帶來(lái)數(shù)據(jù)的丟失，從而給整個(gè)電力企業(yè)帶來(lái)無(wú)法估量的損失。因此，對(duì)關(guān)鍵的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份保護(hù)已經(jīng)刻不容緩。

　　作為電力企業(yè)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)災(zāi)難的有效手段，容災(zāi)備份對(duì)于保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)具有重要意義。尤其在電力企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和重要數(shù)據(jù)越來(lái)越多的今天，能量管理系統(tǒng)、電量計(jì)量、電力市場(chǎng)系統(tǒng)、水調(diào)系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理統(tǒng)、用電營(yíng)銷系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、PKI系統(tǒng)等，這些數(shù)據(jù)大多分布在內(nèi)部系統(tǒng)的多臺(tái)服務(wù)器上，容災(zāi)備份不僅工作量大，并已成為保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)的靈丹妙藥。

　　不過(guò)，考慮到災(zāi)難發(fā)生的突然性，電力企業(yè)所選用的災(zāi)難備份和恢復(fù)系統(tǒng)，必須具有簡(jiǎn)單、快速的易操作性，能夠以最短的時(shí)間處理故障，恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行，并在故障消除后，將系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)原狀。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一直以來(lái)，人們都在積極探尋有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與保護(hù)解決之道。

數(shù)據(jù)管理的漫長(zhǎng)探索

　　在傳統(tǒng)電力IT系統(tǒng)中，主機(jī)系統(tǒng)既負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算，也在通過(guò)文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯和物理層面的管理。然而，由于歷史發(fā)展的原因，主流操作系統(tǒng)（Windows/Linux/FreeBSD/SCO UNIX/AIX/Solaris/HP-UX/IRIX等）多達(dá)近十種，文件系統(tǒng)格式（FAT/NTFS/EXT2/EXT3/JFS/UFS/VxFS/HFS等）也同樣令人眼花繚亂。各種標(biāo)準(zhǔn)和各種版本擁擠在用戶的系統(tǒng)環(huán)境中，使數(shù)據(jù)被分割成雜亂分散的“數(shù)據(jù)孤島” (data island)，無(wú)法在系統(tǒng)間自由流動(dòng)，自然也就談不上設(shè)備的充分利用和資源共享。

　　有鑒于此，從90年代后期，人們開(kāi)始尋找存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方法，希望通過(guò)提高存儲(chǔ)自身的數(shù)據(jù)管理能力，獨(dú)立于主機(jī)系統(tǒng)之外，以網(wǎng)絡(luò)方式連接主機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)，以設(shè)備資源透明的方式為計(jì)算提供數(shù)據(jù)服務(wù)，從而將數(shù)據(jù)管理的職能從標(biāo)準(zhǔn)混亂、應(yīng)用負(fù)荷沉重的主機(jī)中分離出來(lái)。從1997年FC協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)公布開(kāi)始，以SAN（存儲(chǔ)域網(wǎng)）的建設(shè)為代表，IT行業(yè)開(kāi)始了計(jì)算與存儲(chǔ)分離的探索。

　　在這個(gè)探索的過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)管理的內(nèi)涵遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原先的預(yù)想。在完成了簡(jiǎn)單的RAID管理、存儲(chǔ)硬件設(shè)備管理的功能后，數(shù)據(jù)快照、遠(yuǎn)程復(fù)制、NAS文件共享服務(wù)、法規(guī)遵從等各種數(shù)據(jù)應(yīng)用需求應(yīng)運(yùn)而生，極大地豐富了數(shù)據(jù)管理的手段和方法。存儲(chǔ)，也從此擺脫了簡(jiǎn)單的設(shè)備角色，獲得了以提供數(shù)據(jù)管理為目的的獨(dú)立系統(tǒng)地位，并開(kāi)始在整個(gè)IT系統(tǒng)中扮演基礎(chǔ)架構(gòu)的角色。

　　在計(jì)算與存儲(chǔ)分離的實(shí)踐中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，性能、容量這些比較明顯易見(jiàn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)要求，并不是對(duì)一個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)系統(tǒng)的全部要求，甚至不是主要要求。要達(dá)到存儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立的數(shù)據(jù)管理目標(biāo)，對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的特性有如下幾個(gè)方面的要求，按照重要性排列分別是：

　　1、可靠性 Availability

　　數(shù)據(jù)集中到存儲(chǔ)系統(tǒng)中，必然對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性提出更高的要求。同時(shí)需要建立數(shù)據(jù)備份、容災(zāi)系統(tǒng)進(jìn)行配合，提高數(shù)據(jù)安全性。

　　2、可擴(kuò)展性 Scalability

　　網(wǎng)絡(luò)時(shí)代業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性和數(shù)據(jù)的高速膨脹，對(duì)獨(dú)立于計(jì)算系統(tǒng)之外的存儲(chǔ)系統(tǒng)，必然提出高可擴(kuò)展性的要求。這種擴(kuò)展性并非是簡(jiǎn)單的容量擴(kuò)展，同時(shí)還必須包括數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)交換帶寬和數(shù)據(jù)管理功能的擴(kuò)展。

　　3、兼容性 Compatibility

　　雖然存儲(chǔ)系統(tǒng)已分離于計(jì)算系統(tǒng)之外，但今天主機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的使用方式，仍舊以文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為主要手段。存儲(chǔ)系統(tǒng)要適應(yīng)各種主機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)I/O要求，就必須能夠兼容各種操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等各種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理手段。

　　4、可管理性 Management

　　支持各種主流的管理協(xié)議和管理架構(gòu)，能夠與網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算等各種設(shè)備統(tǒng)一管理和集中管理，能夠在各種復(fù)雜的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)方便統(tǒng)一的設(shè)備和數(shù)據(jù)管理功能。

　　5、性能 Performance

　　能夠根據(jù)不同應(yīng)用類型要求，提供帶寬、IOPS（IO Per Second,每秒IO操作數(shù)）、OPS（Operations Per Second，每秒并發(fā)操作數(shù)）、ORT（Overall Response Time，總響應(yīng)時(shí)間）等不同指標(biāo)側(cè)重點(diǎn)的性能服務(wù)。高端系統(tǒng)還應(yīng)能夠?qū)ο到y(tǒng)性能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展和調(diào)整。

　　6、功能 Function

　　各種數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)版本管理、數(shù)據(jù)復(fù)制、在線擴(kuò)容等數(shù)據(jù)管理功能。

在過(guò)去8年以FC協(xié)議為主的SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)C協(xié)議雖然基本解決了傳輸速度和擴(kuò)大容量的問(wèn)題，卻難以完全承擔(dān)起存儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立化的重任，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1、FC協(xié)議發(fā)展時(shí)間短，投入研究和開(kāi)發(fā)的廠商很少。大部分巨型廠商如IBM、HP、Intel、微軟等重要力量均未投入FC的研發(fā)和協(xié)議推進(jìn)，僅僅停留在被動(dòng)使用的角色。這使得FC協(xié)議發(fā)展緩慢，價(jià)格昂貴。在過(guò)去8年中，真正商用化的FC協(xié)議，僅僅從1GB發(fā)展到了4GB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于IT其他領(lǐng)域（計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)）的發(fā)展速度。而單位價(jià)格卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平（FC每端口價(jià)格在5000人民幣以上，而千兆以太網(wǎng)端口每端口價(jià)格僅在600元左右！）。成本高昂使得存儲(chǔ)產(chǎn)品廠商不得不采用性能功能配置不合理、較差的體系結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。典型的就是目前中端產(chǎn)品普遍使用的“雙控制器環(huán)路結(jié)構(gòu)”。

　　2、由于參與核心技術(shù)開(kāi)發(fā)的廠商少，使FC協(xié)議的完善大大滯后于市場(chǎng)需要。到今天為止，主要的3、4家FC交換機(jī)的供應(yīng)商仍然無(wú)法將各自的FC交換機(jī)互聯(lián)，更不用說(shuō)級(jí)聯(lián)、堆疊這樣的復(fù)雜應(yīng)用。FC的主機(jī)通道卡(HBA)、FC交換機(jī)、FC存儲(chǔ)設(shè)備分屬不同陣營(yíng)，加上不同的主機(jī)操作系統(tǒng)差異，使FC SAN的建立過(guò)程充滿了標(biāo)準(zhǔn)沖突，絕大多數(shù)部署和管理過(guò)FC-SAN的用戶都深切體會(huì)到FC-SAN的復(fù)雜、難以管理和兼容性差。因此，F(xiàn)C SAN無(wú)論從設(shè)備成本和管理成本上，還是從技術(shù)支撐能力上，都很難真正構(gòu)建起一個(gè)支撐整個(gè)計(jì)算環(huán)境的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

　　3、FC協(xié)議的設(shè)計(jì)，是以局域環(huán)境SAN為假想使用場(chǎng)景。協(xié)議大幅度刪減了傳輸管理、堆疊擴(kuò)展、傳輸安全控制、路由、遠(yuǎn)程傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)協(xié)議的必須內(nèi)容，以獲得單方面的性能提高。1Gb的傳輸能力，在1997年，的確創(chuàng)造了一個(gè)高效率傳輸?shù)陌駱?。但隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的突飛猛進(jìn)，廣域環(huán)境應(yīng)用、Internet應(yīng)用的飛速增長(zhǎng)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)管理從局域環(huán)境向廣域、跨SAN進(jìn)化的時(shí)候，F(xiàn)C協(xié)議暴露出越來(lái)越多的缺陷和問(wèn)題。缺乏行業(yè)廣泛支持基礎(chǔ)的FC，正面臨令牌環(huán)、ATM等類似協(xié)議同樣的尷尬處境。

　　4、FC行業(yè)的封閉性，使得很多從業(yè)廠商將產(chǎn)品視為套牢用戶數(shù)據(jù)的圈套。在用戶初次采購(gòu)設(shè)備后，將大量的后續(xù)數(shù)據(jù)管理，如擴(kuò)容、升級(jí)、備份、遠(yuǎn)程容災(zāi)等必然陸續(xù)出現(xiàn)的需求作為提款機(jī)，限制用戶只能在本廠商產(chǎn)品范圍內(nèi)選擇。

　　因此，存儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立于計(jì)算系統(tǒng)之外的革命，由于FC協(xié)議本身缺陷提供的方便之門(mén)和從業(yè)廠商的利益最大化導(dǎo)向，并沒(méi)有很好地達(dá)到建立SAN系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，提高設(shè)備整體使用效益的目的。反而，由于產(chǎn)品在功能、結(jié)構(gòu)、兼容性方面的問(wèn)題，在原本就復(fù)雜的IT系統(tǒng)中引進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)更加雜亂、廠商標(biāo)準(zhǔn)更加封閉、缺乏一致性的又一個(gè)IT單元。

　　iSCSI嶄露頭角

　　在存儲(chǔ)以SAN的名義獨(dú)立走上IT舞臺(tái)的同時(shí)，IP和以太網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域突飛猛進(jìn)，在同樣1997-2005的8年中，主流商用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)從10M發(fā)展到了10G，整整提升了1000倍，行業(yè)的發(fā)展動(dòng)力和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的成熟性已無(wú)可爭(zhēng)辯。IP技術(shù)已經(jīng)成為整個(gè)IT行業(yè)中最成熟、最開(kāi)放、發(fā)展最迅速、成本最低、管理最方便的數(shù)據(jù)通訊方式。在經(jīng)歷了FC-SAN發(fā)展的過(guò)渡性嘗試后，整個(gè)行業(yè)開(kāi)始考慮將FC傳輸技術(shù)替代為更加成熟可靠、成本更低的IP技術(shù)，以適應(yīng)廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用、大規(guī)模服務(wù)器數(shù)據(jù)集中、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等應(yīng)用對(duì)新一代存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求；同時(shí)為“隨需應(yīng)變”的IT新時(shí)代到來(lái)，奠定堅(jiān)實(shí)的開(kāi)放化標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。2003年，以IBM等公司共同發(fā)起的iSCSI（Internet SCSI）協(xié)議，通過(guò)IETF組織的審議，公布為RFC標(biāo)準(zhǔn)。iSCSI協(xié)議實(shí)際就是將標(biāo)準(zhǔn)的SCSI存儲(chǔ)訪問(wèn)指令，打包到TCP/IP中進(jìn)行傳輸。

　　iSCSI標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)公布，就以其低成本、高可管理性、天然的跨廣域數(shù)據(jù)傳輸和管理能力、海量組網(wǎng)能力得到了業(yè)界的青睞。微軟2003年同年，宣布對(duì)iSCSI技術(shù)的免費(fèi)支持，所有驅(qū)動(dòng)內(nèi)置到Windows操作系統(tǒng)，可免費(fèi)下載。以Intel為代表的業(yè)內(nèi)十多家重量級(jí)硬件公司也紛紛宣布支持iSCSI技術(shù)?；趇SCSI協(xié)議構(gòu)建的IP存儲(chǔ)，已嶄露頭角，成為新一代存儲(chǔ)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，成為IT新時(shí)代圍繞IP技術(shù)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)融合的標(biāo)志性技術(shù)。

　　由于將SCSI數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)從封閉昂貴的FC協(xié)議轉(zhuǎn)移到IP之上，使存儲(chǔ)系統(tǒng)突破了長(zhǎng)期困擾的兼容性、成本和管理性桎梏，使存儲(chǔ)網(wǎng)格、廣域數(shù)據(jù)傳輸、大規(guī)模服務(wù)器數(shù)據(jù)集中、遠(yuǎn)程容災(zāi)、高性能交換式存儲(chǔ)架構(gòu)等存儲(chǔ)技術(shù)脫下昂貴的外衣，成為廣大行業(yè)客戶均能輕松獲得的最新存儲(chǔ)技術(shù)。

責(zé)任編輯：和碩涵

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