H3C電力數據存儲方案

2013-10-09 17:42:38 EP電力信息化網　點擊量：評論 (0)

信息系統中的關鍵業務數據已成為他們最重要的資產。

隨著電力信息化的不斷發展，電力企業的核心業務越來越依賴于信息系統的可靠運行，信息系統中的關鍵業務數據已成為他們最重要的資產。不過，由于人為的誤操作、軟件缺陷、硬件故障、計算機病毒、黑客攻擊、自然災難等諸多因素，均有可能帶來數據的丟失，從而給整個電力企業帶來無法估量的損失。因此，對關鍵的業務數據進行備份保護已經刻不容緩。

　　作為電力企業應對數據災難的有效手段，容災備份對于保障電力系統的正常運營具有重要意義。尤其在電力企業應用系統和重要數據越來越多的今天，能量管理系統、電量計量、電力市場系統、水調系統、調度生產管理系統、財務管理統、用電營銷系統、辦公自動化系統、PKI系統等，這些數據大多分布在內部系統的多臺服務器上，容災備份不僅工作量大，并已成為保證電力系統正常運營的靈丹妙藥。

　　不過，考慮到災難發生的突然性，電力企業所選用的災難備份和恢復系統，必須具有簡單、快速的易操作性，能夠以最短的時間處理故障，恢復系統的運行，并在故障消除后，將系統運行恢復原狀。為了實現這一目標，一直以來，人們都在積極探尋有效的數據存儲與保護解決之道。

數據管理的漫長探索

　　在傳統電力IT系統中，主機系統既負責數據的計算，也在通過文件系統、數據庫系統等手段對數據進行邏輯和物理層面的管理。然而，由于歷史發展的原因，主流操作系統（Windows/Linux/FreeBSD/SCO UNIX/AIX/Solaris/HP-UX/IRIX等）多達近十種，文件系統格式（FAT/NTFS/EXT2/EXT3/JFS/UFS/VxFS/HFS等）也同樣令人眼花繚亂。各種標準和各種版本擁擠在用戶的系統環境中，使數據被分割成雜亂分散的“數據孤島” (data island)，無法在系統間自由流動，自然也就談不上設備的充分利用和資源共享。

　　有鑒于此，從90年代后期，人們開始尋找存儲網絡化和智能化的方法，希望通過提高存儲自身的數據管理能力，獨立于主機系統之外，以網絡方式連接主機和存儲系統，以設備資源透明的方式為計算提供數據服務，從而將數據管理的職能從標準混亂、應用負荷沉重的主機中分離出來。從1997年FC協議的標準公布開始，以SAN（存儲域網）的建設為代表，IT行業開始了計算與存儲分離的探索。

　　在這個探索的過程中，人們發現，數據管理的內涵遠遠超出原先的預想。在完成了簡單的RAID管理、存儲硬件設備管理的功能后，數據快照、遠程復制、NAS文件共享服務、法規遵從等各種數據應用需求應運而生，極大地豐富了數據管理的手段和方法。存儲，也從此擺脫了簡單的設備角色，獲得了以提供數據管理為目的的獨立系統地位，并開始在整個IT系統中扮演基礎架構的角色。

　　在計算與存儲分離的實踐中，人們逐漸發現，性能、容量這些比較明顯易見的存儲系統要求，并不是對一個獨立存儲系統的全部要求，甚至不是主要要求。要達到存儲系統獨立的數據管理目標，對存儲系統的特性有如下幾個方面的要求，按照重要性排列分別是：

　　1、可靠性 Availability

　　數據集中到存儲系統中，必然對系統設備的可靠性提出更高的要求。同時需要建立數據備份、容災系統進行配合，提高數據安全性。

　　2、可擴展性 Scalability

　　網絡時代業務發展的不確定性和數據的高速膨脹，對獨立于計算系統之外的存儲系統，必然提出高可擴展性的要求。這種擴展性并非是簡單的容量擴展，同時還必須包括數據處理能力、數據交換帶寬和數據管理功能的擴展。

　　3、兼容性 Compatibility

　　雖然存儲系統已分離于計算系統之外，但今天主機系統對數據的使用方式，仍舊以文件系統、數據庫系統為主要手段。存儲系統要適應各種主機系統的數據I/O要求，就必須能夠兼容各種操作系統、文件系統、數據庫系統等各種傳統數據管理手段。

　　4、可管理性 Management

　　支持各種主流的管理協議和管理架構，能夠與網絡、計算等各種設備統一管理和集中管理，能夠在各種復雜的環境中實現方便統一的設備和數據管理功能。

　　5、性能 Performance

　　能夠根據不同應用類型要求，提供帶寬、IOPS（IO Per Second,每秒IO操作數）、OPS（Operations Per Second，每秒并發操作數）、ORT（Overall Response Time，總響應時間）等不同指標側重點的性能服務。高端系統還應能夠對系統性能進行動態的擴展和調整。

　　6、功能 Function

　　各種數據遷移、數據分發、數據版本管理、數據復制、在線擴容等數據管理功能。

在過去8年以FC協議為主的SAN存儲系統建設中，人們逐漸發現，FC協議雖然基本解決了傳輸速度和擴大容量的問題，卻難以完全承擔起存儲系統獨立化的重任，表現在以下幾個方面：

　　1、FC協議發展時間短，投入研究和開發的廠商很少。大部分巨型廠商如IBM、HP、Intel、微軟等重要力量均未投入FC的研發和協議推進，僅僅停留在被動使用的角色。這使得FC協議發展緩慢，價格昂貴。在過去8年中，真正商用化的FC協議，僅僅從1GB發展到了4GB，遠遠落后于IT其他領域（計算、網絡）的發展速度。而單位價格卻遠遠高于行業平均水平（FC每端口價格在5000人民幣以上，而千兆以太網端口每端口價格僅在600元左右！）。成本高昂使得存儲產品廠商不得不采用性能功能配置不合理、較差的體系結構來設計產品。典型的就是目前中端產品普遍使用的“雙控制器環路結構”。

　　2、由于參與核心技術開發的廠商少，使FC協議的完善大大滯后于市場需要。到今天為止，主要的3、4家FC交換機的供應商仍然無法將各自的FC交換機互聯，更不用說級聯、堆疊這樣的復雜應用。FC的主機通道卡(HBA)、FC交換機、FC存儲設備分屬不同陣營，加上不同的主機操作系統差異，使FC SAN的建立過程充滿了標準沖突，絕大多數部署和管理過FC-SAN的用戶都深切體會到FC-SAN的復雜、難以管理和兼容性差。因此，FC SAN無論從設備成本和管理成本上，還是從技術支撐能力上，都很難真正構建起一個支撐整個計算環境的數據平臺。

　　3、FC協議的設計，是以局域環境SAN為假想使用場景。協議大幅度刪減了傳輸管理、堆疊擴展、傳輸安全控制、路由、遠程傳輸等網絡協議的必須內容，以獲得單方面的性能提高。1Gb的傳輸能力，在1997年，的確創造了一個高效率傳輸的榜樣。但隨著網絡應用的突飛猛進，廣域環境應用、Internet應用的飛速增長，存儲的數據管理從局域環境向廣域、跨SAN進化的時候，FC協議暴露出越來越多的缺陷和問題。缺乏行業廣泛支持基礎的FC，正面臨令牌環、ATM等類似協議同樣的尷尬處境。

　　4、FC行業的封閉性，使得很多從業廠商將產品視為套牢用戶數據的圈套。在用戶初次采購設備后，將大量的后續數據管理，如擴容、升級、備份、遠程容災等必然陸續出現的需求作為提款機，限制用戶只能在本廠商產品范圍內選擇。

　　因此，存儲系統獨立于計算系統之外的革命，由于FC協議本身缺陷提供的方便之門和從業廠商的利益最大化導向，并沒有很好地達到建立SAN系統對數據進行統一管理，提高設備整體使用效益的目的。反而，由于產品在功能、結構、兼容性方面的問題，在原本就復雜的IT系統中引進了標準更加雜亂、廠商標準更加封閉、缺乏一致性的又一個IT單元。

　　iSCSI嶄露頭角

　　在存儲以SAN的名義獨立走上IT舞臺的同時，IP和以太網技術在網絡領域突飛猛進，在同樣1997-2005的8年中，主流商用協議標準從10M發展到了10G，整整提升了1000倍，行業的發展動力和技術標準的成熟性已無可爭辯。IP技術已經成為整個IT行業中最成熟、最開放、發展最迅速、成本最低、管理最方便的數據通訊方式。在經歷了FC-SAN發展的過渡性嘗試后，整個行業開始考慮將FC傳輸技術替代為更加成熟可靠、成本更低的IP技術，以適應廣域網數據應用、大規模服務器數據集中、海量數據存儲等應用對新一代存儲系統的要求；同時為“隨需應變”的IT新時代到來，奠定堅實的開放化標準基礎。2003年，以IBM等公司共同發起的iSCSI（Internet SCSI）協議，通過IETF組織的審議，公布為RFC標準。iSCSI協議實際就是將標準的SCSI存儲訪問指令，打包到TCP/IP中進行傳輸。

　　iSCSI標準一經公布，就以其低成本、高可管理性、天然的跨廣域數據傳輸和管理能力、海量組網能力得到了業界的青睞。微軟2003年同年，宣布對iSCSI技術的免費支持，所有驅動內置到Windows操作系統，可免費下載。以Intel為代表的業內十多家重量級硬件公司也紛紛宣布支持iSCSI技術。基于iSCSI協議構建的IP存儲，已嶄露頭角，成為新一代存儲系統的標準，成為IT新時代圍繞IP技術進行的網絡與存儲融合的標志性技術。

　　由于將SCSI數據傳輸的基礎從封閉昂貴的FC協議轉移到IP之上，使存儲系統突破了長期困擾的兼容性、成本和管理性桎梏，使存儲網格、廣域數據傳輸、大規模服務器數據集中、遠程容災、高性能交換式存儲架構等存儲技術脫下昂貴的外衣，成為廣大行業客戶均能輕松獲得的最新存儲技術。