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异构存储环境下的虚拟化整合设计及实施

2012-06-01 10:44:27

    引言


    随着SG186工程的实施、ERP的上线,华中电网公司的信息化水平有了跨越式的发展,一体化信息平台及各业务系统的逐步上线运行,特别是ERP项目的实施,对存储系统的依赖越来越高。因此,如何重新整合华中电网公司的存储系统,使得存储这种稀缺资源能够动态响应业务对信息化资源息化资源日趋紧密的依赖,对公司来说至关重要。而存储虚拟化已逐渐成为共享存储管理的主流技术。


    1存储系统现状及存在问题


    1.1存储系统现状


    华中电网公司的存储系统是存储区域网络((SAN)结构,采用光纤信道(Fiber Channel)技术,通过光纤、博科(Brocade )交换机将磁盘阵列、磁带库及服务器连接起来,从而形成了使用光纤信道的数据专用网络区域。SAN在物理上与其他网络相隔离,保持独立。这一系统较好满足了公司大容量数据集中存储和备份的需求。


    华中电网公司存储系统整合前的体系架构如图1所示。


    从图1中可以看出,整合前,华中电网公司生产环境有HP XP12000磁盘阵列、HDS AMS200磁盘阵列各1套,以及备份用的HPESL 712E带库。其中HP XP12000主要用于Oracle数据库以及ERP等应用关键数据的集中存储;HDS AMS200主要用于数据的分级存储以及D2D的数据备份;;HP712E采用Veritas NBU软件进行D2D 2T的备份。


    1.2存在的问题


    1)已经分配给各应用系统的存储空间,如果没有使用,则无法回收给其他应用系统。存储系统的空间供给是分散的、被动的,因此造成资源浪费。有些系统存储空间利用率低,有些应用系统的存储空间无法满足其快速增长的数据要求。


    2)国家电网公司大力推广新应用系统,数据增长较快,对存储空间的需求针对性较差。公司推广的新应用系统按照典型设计分配其存储空间,针对性不足导致存储空间的分配过大,资源浪费较大。


    3)高端存储HP XP12000存储空间不够,其存储空间需求的快速增长,要求其不断进行扩容。


   

华中电网公司存储系统整合前架构

 

    图1华中电网公司存储系统整合前架构


    4)华中电网公司统一规划建设了SAN网络,存储设备存在单点故障。一旦数据中心发生“灾难”事件,由于存储设备存在单点故障,而且没有异地备份,将可能导致公司数据丢失,恢复应用系统事件较长,需要整体考虑公司同城异地数据存储的问题。


    2虚拟化整合方案


    2.1存储虚拟化技术


    虚拟化是一种实现对逻辑环境进行简单管理的有效手段,通过虚拟化,应用将摆脱底层物理环境的复杂性,用户不用再花费精力和时间去关心存储环境中底层物理环境的复杂性Ix!。具体来说,虚拟化存储是一种智能化的系统,它允许用户以透明有效的方式在磁盘和磁带上存储数据,使得用户的存储系统容纳更多的数据,也使得更多的用户可以共享同一个系统。目前。已经有很多关于利用虚拟化技术来整合存储系统的研究和实践。


    存储虚拟化技术按照虚拟化实现层面可以分为:基于主机的虚拟化、基于存储网络的虚拟化和基于存储设备的虚拟化


    1)基于主机的存储虚拟化技术由主机操作系统下的逻辑卷管理软件在服务器上完成,经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列。此类技术的优点有:支持异构的存储系统,不占用磁盘控制器资源;缺点有:占用主机资源,降低应用性能,存在操作系统和应用的兼容性问题,主机数量越多,实施及管理成本越高。基于主机的存储虚拟化技术代表性的产品是Symenta。的StorageFoundation(SF)。


    2)基于存储网络的虚拟化技术是通过在存储域网((SAN)中添加虚拟化引擎实现的。此类技术的优点为:与主机无关,不占用主机资源,能够支持异构主机、异构存储设备,使不同存储设备的数据管理功能统一,构建统一管理平台,可扩展性好;缺点为:占用交换机资源,面临带内、带外的选择,存储阵列的兼容性需要严格验证,原有磁盘阵列的高级存储功能将不能使用。


    3)基于存储设备的虚拟化技术通常用于多个主机服务器需要访问同一个磁盘阵列的情形;此时的虚拟化工作是在存储设备的控制器上完成,通过在存储设备控制器中添加虚拟化功能,将一个存储设备(如磁盘阵列)上的存储容量划分为多个存储空间(LUN),供不同的主机系统访问。此类技术的优点为:与主机无关,不占用主机资源,数据管理功能丰富,技术成熟度高;缺点为:消耗存储控制器的资源,接口数量有限,异构厂商磁盘阵列的高级存储功能将不能使用。


    2.2规划方案


    华中电网公司存储系统的现状是存储空间不足,需要扩容,而且部分主机已经采用了SyrinantecSF的基于主机的虚拟化存储技术。结合华中电网公司的存储现状和存在的问题,采用HD5 USPVM+Symantec SF 2种方法相结合的方案来实现公司数据中心虚拟化存储整合的规划方案。虚拟化后的存储架构如图2所示。


    由图2可以看出,虽然只是物理上增加了一台HDS USP VM连接公司的SAN存储网络,实际逻辑上是HDS USP VM完全接管了HDS AMS200的工作,使其完全虚拟化为USP VM的外部盘,而HP xP12000由于为了实现核心业务的高可用性,只有部分空间被HDS USP VM接管做成虚拟化卷。


    2.2.1 1iDS ilSP V1Vj虚拟化集成方案


    USP VM接管HP XP12000、HDS AMS200的丁作,通过HDSUSP VM提供的虚拟化软件在存储层面上实现存储动态空间分配,通过VM分层存储管理软件实现公司数据的分级存储,通过VM远程数据复制和克隆实现数据的高可用性。


    2.2.2 5ymantec虚拟化集成规划方案


    在华中电网公司数据中心内,部分应用已经使用了SF,还有部分应用,例如HP-UX平台的ERP等还没有使用。借助SF的文件系统(VxFS)和卷管理器(即存储虚拟程序一VxVM ),在主机层面上实现存储空间的虚拟化管理,空间动态分配,自动回收,分层存储,通过SF Mirror实现应用高可用。


    2.2.3 Oracle数据库服务器集成优化规划


    华中电网公司之前的Oracle数据库通过HP ServiceGuard集群软件+RAC实现系统的高可用性。本次虚拟化存储的整合势必会影响到Oracle数据库的部署方式。结合现有数据库存在的一些问题,规划Oracle数据库采用Oracle ClusterWare集群软件+Orade ASM自动存储管理方式实现数据实时数据镜像,实现存储级的高可用。该方案能保证任一存储失效的情况下都不会对核心数据库的业务造成影响,OracleASM数据存储管理方式可以更方便地进行以后核心数据库空间的扩容,有效利用总体分配空间。

(责编:fanwei)

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