異構(gòu)平臺SAN存儲環(huán)境的改造方案

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某油氣田勘探開發(fā)研究院是一家集石油天然氣地質(zhì)勘探、油氣田開發(fā)、地質(zhì)開發(fā)試驗和計算機應用等為一體的綜合性應用科學研究機構(gòu)，多年來為開拓油氣勘探新領(lǐng)域，擴大后備資源和科學地、合理、高效地開發(fā)油氣田提供了重要的科學依據(jù)。隨著近年來科研手段的不斷更新，計算機處理，數(shù)字化信息的存儲在科研生產(chǎn)中所占的比重也越來越大，數(shù)據(jù)量的增加趨于海量數(shù)據(jù)。如何優(yōu)化資源利用率，提高科研生產(chǎn)力，為勘探生產(chǎn)數(shù)據(jù)提供一個高可靠，易擴展，易管理的數(shù)據(jù)存儲環(huán)境，以滿足長期的數(shù)據(jù)存儲需求是進行存儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造的初衷和目的。
　　
存儲需求

研究院現(xiàn)行運轉(zhuǎn)的地學綜合計算機系統(tǒng)于2000年1月正式投產(chǎn)，該系統(tǒng)的硬件主要由SUN、SGI公司的服務器和工作站產(chǎn)品組成，應用軟件則由來自7個國家、17家軟件公司的近百種軟件套件組成。包括LandMark、Schlumberger、ParaDigm、CGG等國際上的一些著名油氣地質(zhì)勘探開發(fā)公司的產(chǎn)品，涵蓋了地震資料的處理解釋、測井資料的處理解釋、試井分析、油氣藏數(shù)字模擬、盆地分析模擬、圈閉描述評價、油氣描述及儲量計算等油氣勘探開發(fā)全過程的內(nèi)容，是進行現(xiàn)代地學系統(tǒng)綜合研究的重要工具。這套系統(tǒng)的硬件和軟件環(huán)境相對比較復雜，不同的廠商，不同的操作系統(tǒng)平臺，不同的存儲設(shè)備，同時，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，系統(tǒng)的任務也日趨復雜，從單純的服務器、工作站和微機的交叉訪問，到服務器的多角色調(diào)度——既是處理系統(tǒng)又是服務器，還可能充當文件傳輸服務器，使得整體投產(chǎn)的系統(tǒng)顯得錯綜復雜，同時多用戶多任務的交叉工作也衍生了一系列的系統(tǒng)隱患和問題：網(wǎng)絡(luò)負載過重，備份任務難以統(tǒng)一實施，數(shù)據(jù)的分布式應用與集中管理之間的矛盾。

現(xiàn)行的計算環(huán)境如下：

系統(tǒng)平臺：SUN E5500服務器和Ultra60工作站，運行的操作系統(tǒng)為Solaris 2.6和Solaris 8；SGI Origin 2000服務器和Octane工作站，運行的操作系統(tǒng)為IRIX6.5.11m；曙光I200PC服務器和其他兼容PC，運行的操作系統(tǒng)為Window2003等Microsoft公司的產(chǎn)品。

存儲環(huán)境：3臺服務器各自連接有SCSI磁盤陣列，其中SUN E5500連接的是Sun StorEge A1000，SGI O2000連接的是MegaDrive EV1000，存儲總?cè)萘繛?.8TB。

存在的問題：

數(shù)據(jù)資源分布存儲，數(shù)據(jù)重復占有存儲空間，數(shù)據(jù)管理難度大；
備份資源分散，備份任務安排難度大，無法集中備份；
頻繁地數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)帶來極大的負載壓力；
隨著應用的增加，海量數(shù)據(jù)的存儲需求增大，存儲壓力劇增。

另外，還要同時支持現(xiàn)行的SGI IRIX和SUN Solaris操作系統(tǒng)，以保證對現(xiàn)行投產(chǎn)系統(tǒng)的全面兼容和支持，最好能夠增加對NT操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也進行相應的存儲考慮；實現(xiàn)以存儲系統(tǒng)為中心的企業(yè)級存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN，提供海量存儲空間，并提供全光纖通道的連接；實現(xiàn)集中化管理，從局域網(wǎng)絡(luò)中間的任何一臺機器上面通過瀏覽器就可以管理和維護存儲系統(tǒng)；具備良好的可擴展性，為今后的擴容升級和容災等擴展應用提供方便的接口和連接模式。
　　　
要解決以上問題，需要一個具備高可靠性、異構(gòu)平臺共享、易管理、易操作、性能優(yōu)良的解決方案，同時與現(xiàn)行系統(tǒng)實現(xiàn)平滑的過渡升級和容量擴展，存儲容量要以滿足研究院的中長期發(fā)展為目的。

產(chǎn)品選型

根據(jù)以上的需求分析，西南油氣田勘研院的方案定位在選擇一套基于SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的光線磁盤陣列存儲系統(tǒng)。系統(tǒng)包括一套光線磁盤陣列，要求14TB的容量，2臺光纖存儲交換機，要求端口2Gb/s的傳輸速度，與服務器連接的HBA光纖通道卡以及配套的存儲管理軟件。購買方式通過項目招標實施。

根據(jù)方案的基本設(shè)計定位以及初步的市場了解，研究院將產(chǎn)品選型初步集中圈定為HP EVA5000、HDS Thunder9585V、SGI FP9500和EMC CX700等。

起初西南油氣田勘研院對存儲設(shè)備存在一些理解上的誤區(qū)。比如，通常比較關(guān)心磁盤陣列的Cache配置，以為越大的Cache似乎就會擁有更好的性能，事實上，這只是磁盤陣列的一個方面，由于不同廠商的磁盤陣列RAID技術(shù)有著不同的特色， Cache 1G的磁盤陣列未必就不如8G的磁盤陣列。廠商的技術(shù)特點各有特色，到底該選擇哪一家得產(chǎn)品呢？

在招標中，焦點主要集中在光線磁盤陣列的選擇上面。因為相對而言，HBA卡和存儲交換機的類型比較統(tǒng)一，產(chǎn)品也比較固定。考慮磁盤陣列的指標包括與現(xiàn)有設(shè)備的連接性、兼容性、容錯能力、運行性能、存儲容量、可管理性和附加軟件功能這幾個方面。評標的主要依據(jù)也是以這幾個方面來進行比較和參考。

容錯能力   容錯能力通常是指在存儲設(shè)備的設(shè)計方面對各種偶然性錯誤和意外情況的預期，以及采取的預防或補救措施。由于存儲系統(tǒng)是一個從軟到硬的復雜系統(tǒng)，所以，對數(shù)據(jù)保護能力的評價應當考慮到整個系統(tǒng)，包括軟硬件全方位的考慮，以及對數(shù)據(jù)完整性的保護、對寫緩存的保護、對主機連接的保護、對遠程容災的支持等指標。這一點上幾個廠商的產(chǎn)品都能滿足要求。

性能

對磁盤陣列產(chǎn)品來說，性能指數(shù)主要有2個：帶寬和IOPs(每秒I/O次數(shù))。帶寬取決于整個磁盤陣列系統(tǒng)，包括與所配置的磁盤個數(shù)有關(guān)；而IOPs則基本由磁盤陣列控制器決定。在Web、E-Mail和數(shù)據(jù)庫等小文件頻繁讀寫的環(huán)境下，性能主要由IOPs決定。而在視頻和測繪等大文件連續(xù)讀寫的環(huán)境下，性能則主要由帶寬決定。可見，在不同的應用環(huán)境需求中，需要考慮的側(cè)重點也各不相同。鑒于具體要求，這里更關(guān)心的指標是持續(xù)IOPS。就這個指標而言，比較突出的是HDS 9585V和EMC 700產(chǎn)品。但是HP的特殊的虛擬RAID方式是很有特色的，其性能擴展也不錯。

容量

容量是相對最簡單的一個性能指標，值得注意的是，不僅要關(guān)心產(chǎn)品的最大容量，還要關(guān)心廠商推薦地使用容量以及擴容成本等問題。這個方面容量最大的是HDS 9585V,該項指標遠大于其他產(chǎn)品。

連接性

在SAN環(huán)境中，以光纖通道連接設(shè)備為中心，要連接主機、磁盤陣列和磁帶庫等設(shè)備，環(huán)境比較復雜，因此在產(chǎn)品選型時，充分考慮設(shè)備間的連接性、兼容性和通用性。選擇具有良好的開放性和連接性的產(chǎn)品，不僅為當前系統(tǒng)正常連接和運行提供保障，也為系統(tǒng)未來擴展提供更大的空間和靈活性。 這方面HP的產(chǎn)品趨于弱勢，因為HP的磁盤陣列不能直接支持SGI服務器的連接，必須通過NAS結(jié)構(gòu)進行改造。其他的機器不存在這個問題。

管理性

首先要考慮產(chǎn)品所提供的管理功能是否實用可靠；其次，考慮支持集中化管理和遠程管理的產(chǎn)品。此外，很多產(chǎn)品的故障自動通知機制會給用戶帶來意想不到的收獲，但是同時也要考慮到其相應的可能構(gòu)成的安全隱患。還有，在配置改變或系統(tǒng)擴容時，盡可能考慮在線的無須宕機或盡可能縮短宕機時間的產(chǎn)品，以滿足企業(yè)具體應用的各種需求。這個方面，各個廠商的產(chǎn)品和方案都很注重客觀理性、可擴展性等。

附加功能（軟件）  如今的存儲產(chǎn)品，尤其是部門級和企業(yè)級的在線存儲產(chǎn)品，已經(jīng)不僅僅是存儲數(shù)據(jù)的BOX，而是一個智能的小型系統(tǒng)。各廠商將很多功能性軟件整合到自己的存儲設(shè)備中，以向用戶提供更好的解決方案。這里SGI的產(chǎn)品提供了最大的優(yōu)勢產(chǎn)品CXFS可以共享文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源，大大提高文件訪問和查詢的功效，從而對系統(tǒng)整體性能有著很大的提高，而且該產(chǎn)品進行免費提供，呈現(xiàn)很大的競爭實力。

方案實施

最終的存儲系統(tǒng)選擇了日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司(HDS)于2003年8月推出的9585V光纖磁盤陣列，搭配McData公司出產(chǎn)的4500 16口光線交換機，以及相應的配套軟件HDS Resource Manager和SAN Navigator。通過光纖互連方式連接現(xiàn)有的3臺服務器以及一臺文件服務器和一臺PC服務器組成的一個可擴展的數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)SAN，提供企業(yè)級的數(shù)據(jù)存儲服務。這個獨立于常規(guī)局域網(wǎng)之外的特殊的高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，專門進行服務器與存儲設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信讀寫，不占用常規(guī)網(wǎng)絡(luò)帶寬，提供2Gbps的數(shù)據(jù)傳輸通道，傳輸速度可達200Mbps，全面實現(xiàn)微機、工作站、服務器之間的快速訪問，部分環(huán)境實現(xiàn)SAN BOOT（即可以直接在光線磁盤陣列上引導操作系統(tǒng)），使得部分系統(tǒng)文件和全部數(shù)據(jù)文件都存放在光線磁盤陣列上統(tǒng)一管理、統(tǒng)一備份。

來源：CCW