異構(gòu)平臺(tái)SAN存儲(chǔ)環(huán)境的改造方案

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某油氣田勘探開(kāi)發(fā)研究院是一家集石油天然氣地質(zhì)勘探、油氣田開(kāi)發(fā)、地質(zhì)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等為一體的綜合性應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，多年來(lái)為開(kāi)拓油氣勘探新領(lǐng)域，擴(kuò)大后備資源和科學(xué)地、合理、高效地開(kāi)發(fā)油氣田提供了重要的科學(xué)依據(jù)。隨著近年來(lái)科研手段的不斷更新，計(jì)算機(jī)處理，數(shù)字化信息的存儲(chǔ)在科研生產(chǎn)中所占的比重也越來(lái)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(gè)高可靠，易擴(kuò)展，易管理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境，以滿足長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求是進(jìn)行存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)改造的初衷和目的。
　　
存儲(chǔ)需求

研究院現(xiàn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的地學(xué)綜合計(jì)算機(jī)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(wù)器和工作站產(chǎn)品組成，應(yīng)用軟件則由來(lái)自7個(gè)國(guó)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(guó)際上的一些著名油氣地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)公司的產(chǎn)品，涵蓋了地震資料的處理解釋、測(cè)井資料的處理解釋、試井分析、油氣藏?cái)?shù)字模擬、盆地分析模擬、圈閉描述評(píng)價(jià)、油氣描述及儲(chǔ)量計(jì)算等油氣勘探開(kāi)發(fā)全過(guò)程的內(nèi)容，是進(jìn)行現(xiàn)代地學(xué)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(duì)比較復(fù)雜，不同的廠商，不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)，不同的存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，系統(tǒng)的任務(wù)也日趨復(fù)雜，從單純的服務(wù)器、工作站和微機(jī)的交叉訪問(wèn)，到服務(wù)器的多角色調(diào)度——既是處理系統(tǒng)又是服務(wù)器，還可能充當(dāng)文件傳輸服務(wù)器，使得整體投產(chǎn)的系統(tǒng)顯得錯(cuò)綜復(fù)雜，同時(shí)多用戶多任務(wù)的交叉工作也衍生了一系列的系統(tǒng)隱患和問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)重，備份任務(wù)難以統(tǒng)一實(shí)施，數(shù)據(jù)的分布式應(yīng)用與集中管理之間的矛盾。

現(xiàn)行的計(jì)算環(huán)境如下：

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

存儲(chǔ)環(huán)境：3臺(tái)服務(wù)器各自連接有SCSI磁盤(pán)陣列，其中SUN E5500連接的是Sun StorEge A1000，SGI O2000連接的是MegaDrive EV1000，存儲(chǔ)總?cè)萘繛?.8TB。

存在的問(wèn)題：

數(shù)據(jù)資源分布存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)重復(fù)占有存儲(chǔ)空間，數(shù)據(jù)管理難度大；
備份資源分散，備份任務(wù)安排難度大，無(wú)法集中備份；
頻繁地?cái)?shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)極大的負(fù)載壓力；
隨著應(yīng)用的增加，海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求增大，存儲(chǔ)壓力劇增。

另外，還要同時(shí)支持現(xiàn)行的SGI IRIX和SUN Solaris操作系統(tǒng)，以保證對(duì)現(xiàn)行投產(chǎn)系統(tǒng)的全面兼容和支持，最好能夠增加對(duì)NT操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)考慮；實(shí)現(xiàn)以存儲(chǔ)系統(tǒng)為中心的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN，提供海量存儲(chǔ)空間，并提供全光纖通道的連接；實(shí)現(xiàn)集中化管理，從局域網(wǎng)絡(luò)中間的任何一臺(tái)機(jī)器上面通過(guò)瀏覽器就可以管理和維護(hù)存儲(chǔ)系統(tǒng)；具備良好的可擴(kuò)展性，為今后的擴(kuò)容升級(jí)和容災(zāi)等擴(kuò)展應(yīng)用提供方便的接口和連接模式。
　　　
要解決以上問(wèn)題，需要一個(gè)具備高可靠性、異構(gòu)平臺(tái)共享、易管理、易操作、性能優(yōu)良的解決方案，同時(shí)與現(xiàn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平滑的過(guò)渡升級(jí)和容量擴(kuò)展，存儲(chǔ)容量要以滿足研究院的中長(zhǎng)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(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的光線磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)系統(tǒng)。系統(tǒng)包括一套光線磁盤(pán)陣列，要求14TB的容量，2臺(tái)光纖存儲(chǔ)交換機(jī)，要求端口2Gb/s的傳輸速度，與服務(wù)器連接的HBA光纖通道卡以及配套的存儲(chǔ)管理軟件。購(gòu)買方式通過(guò)項(xiàng)目招標(biāo)實(shí)施。

根據(jù)方案的基本設(shè)計(jì)定位以及初步的市場(chǎng)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(duì)存儲(chǔ)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(pán)陣列的Cache配置，以為越大的Cache似乎就會(huì)擁有更好的性能，事實(shí)上，這只是磁盤(pán)陣列的一個(gè)方面，由于不同廠商的磁盤(pán)陣列RAID技術(shù)有著不同的特色， Cache 1G的磁盤(pán)陣列未必就不如8G的磁盤(pán)陣列。廠商的技術(shù)特點(diǎn)各有特色，到底該選擇哪一家得產(chǎn)品呢？

在招標(biāo)中，焦點(diǎn)主要集中在光線磁盤(pán)陣列的選擇上面。因?yàn)橄鄬?duì)而言，HBA卡和存儲(chǔ)交換機(jī)的類型比較統(tǒng)一，產(chǎn)品也比較固定?？紤]磁盤(pán)陣列的指標(biāo)包括與現(xiàn)有設(shè)備的連接性、兼容性、容錯(cuò)能力、運(yùn)行性能、存儲(chǔ)容量、可管理性和附加軟件功能這幾個(gè)方面。評(píng)標(biāo)的主要依據(jù)也是以這幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行比較和參考。

容錯(cuò)能力   容錯(cuò)能力通常是指在存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)方面對(duì)各種偶然性錯(cuò)誤和意外情況的預(yù)期，以及采取的預(yù)防或補(bǔ)救措施。由于存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)從軟到硬的復(fù)雜系統(tǒng)，所以，對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)能力的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)考慮到整個(gè)系統(tǒng)，包括軟硬件全方位的考慮，以及對(duì)數(shù)據(jù)完整性的保護(hù)、對(duì)寫(xiě)緩存的保護(hù)、對(duì)主機(jī)連接的保護(hù)、對(duì)遠(yuǎn)程容災(zāi)的支持等指標(biāo)。這一點(diǎn)上幾個(gè)廠商的產(chǎn)品都能滿足要求。

性能

對(duì)磁盤(pán)陣列產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，性能指數(shù)主要有2個(gè)：帶寬和IOPs(每秒I/O次數(shù))。帶寬取決于整個(gè)磁盤(pán)陣列系統(tǒng)，包括與所配置的磁盤(pán)個(gè)數(shù)有關(guān)；而IOPs則基本由磁盤(pán)陣列控制器決定。在Web、E-Mail和數(shù)據(jù)庫(kù)等小文件頻繁讀寫(xiě)的環(huán)境下，性能主要由IOPs決定。而在視頻和測(cè)繪等大文件連續(xù)讀寫(xiě)的環(huán)境下，性能則主要由帶寬決定?？梢?jiàn)，在不同的應(yīng)用環(huán)境需求中，需要考慮的側(cè)重點(diǎn)也各不相同。鑒于具體要求，這里更關(guān)心的指標(biāo)是持續(xù)IOPS。就這個(gè)指標(biāo)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(kuò)展也不錯(cuò)。

容量

容量是相對(duì)最簡(jiǎn)單的一個(gè)性能指標(biāo)，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(kuò)容成本等問(wèn)題。這個(gè)方面容量最大的是HDS 9585V,該項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)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(jī)、磁盤(pán)陣列和磁帶庫(kù)等設(shè)備，環(huán)境比較復(fù)雜，因此在產(chǎn)品選型時(shí)，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(kāi)放性和連接性的產(chǎn)品，不僅為當(dāng)前系統(tǒng)正常連接和運(yùn)行提供保障，也為系統(tǒng)未來(lái)擴(kuò)展提供更大的空間和靈活性。 這方面HP的產(chǎn)品趨于弱勢(shì)，因?yàn)镠P的磁盤(pán)陣列不能直接支持SGI服務(wù)器的連接，必須通過(guò)NAS結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。其他的機(jī)器不存在這個(gè)問(wèn)題。

管理性

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

附加功能（軟件）  如今的存儲(chǔ)產(chǎn)品，尤其是部門(mén)級(jí)和企業(yè)級(jí)的在線存儲(chǔ)產(chǎn)品，已經(jīng)不僅僅是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的BOX，而是一個(gè)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(chǔ)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(shì)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(wèn)和查詢的功效，從而對(duì)系統(tǒng)整體性能有著很大的提高，而且該產(chǎn)品進(jìn)行免費(fèi)提供，呈現(xiàn)很大的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

方案實(shí)施

最終的存儲(chǔ)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(pán)陣列，搭配McData公司出產(chǎn)的4500 16口光線交換機(jī)，以及相應(yīng)的配套軟件HDS Resource Manager和SAN Navigator。通過(guò)光纖互連方式連接現(xiàn)有的3臺(tái)服務(wù)器以及一臺(tái)文件服務(wù)器和一臺(tái)PC服務(wù)器組成的一個(gè)可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)SAN，提供企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。這個(gè)獨(dú)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(mén)進(jìn)行服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信讀寫(xiě)，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(dá)200Mbps，全面實(shí)現(xiàn)微機(jī)、工作站、服務(wù)器之間的快速訪問(wèn)，部分環(huán)境實(shí)現(xiàn)SAN BOOT（即可以直接在光線磁盤(pán)陣列上引導(dǎo)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(pán)陣列上統(tǒng)一管理、統(tǒng)一備份。

來(lái)源：CCW