異構平臺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勘探、油氣田開發(fā)、地質開發(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，多年來為開拓油氣勘探新領域，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。隨著近年來科研手段的不斷更新，計算機處理，數字化信息的存儲在科研生產中所占的比重也越來越大，數據量的增加趨于海量數據。如何優(yōu)化資源利用率，提高科研生產力，為勘探生產數據提供一個高可靠，易擴展，易管理的數據存儲環(huán)境，以滿足長期的數據存儲需求是進行存儲網絡系統(tǒng)改造的初衷和目的。
　　
存儲需求

研究院現行運轉的地學綜合計算機系統(tǒng)于2000年1月正式投產，該系統(tǒng)的硬件主要由SUN、SGI公司的服務器和工作站產品組成，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勘探開發(fā)公司的產品，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)全過程的內容，是進行現代地學系統(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，不同的存儲設備，同時，隨著生產的發(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：網絡負載過重，備份任務難以統(tǒng)一實施，數據的分布式應用與集中管理之間的矛盾。

現行的計算環(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，存儲總容量為5.8TB。

存在的問題：

數據資源分布存儲，數據重復占有存儲空間，數據管理難度大；
備份資源分散，備份任務安排難度大，無法集中備份；
頻繁地數據傳輸給網絡帶來極大的負載壓力；
隨著應用的增加，海量數據的存儲需求增大，存儲壓力劇增。

另外，還要同時支持現行的SGI IRIX和SUN Solaris操作系統(tǒng)，以保證對現行投產系統(tǒng)的全面兼容和支持，最好能夠增加對NT操作系統(tǒng)的數據也進行相應的存儲考慮；實現以存儲系統(tǒng)為中心的企業(yè)級存儲區(qū)域網絡SAN，提供海量存儲空間，并提供全光纖通道的連接；實現集中化管理，從局域網絡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、異構平臺共享、易管理、易操作、性能優(yōu)良的解決方案，同時與現行系統(tǒng)實現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。

產品選型

根據以上的需求分析，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)域網絡架構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。

根據方案的基本設計定位以及初步的市場了解，研究院將產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備存在一些理解上的誤區(qū)。比如，通常比較關心磁盤陣列的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。廠商的技術特點各有特色，到底該選擇哪一家得產品呢？

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，產品也比較固定?？紤]磁盤陣列的指標包括與現有設備的連接性、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備的設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，對數據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，以及對數據完整性的保護、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品都能滿足要求。

性能

對磁盤陣列產品來說，性能指數主要有2個：帶寬和IOPs(每秒I/O次數)。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有關；而IOPs則基本由磁盤陣列控制器決定。在Web、E-Mail和數據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，需要考慮的側重點也各不相同。鑒于具體要求，這里更關心的指標是持續(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，不僅要關心產品的最大容量，還要關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品。

連接性

在SAN環(huán)境中，以光纖通道連接設備為中心，要連接主機、磁盤陣列和磁帶庫等設備，環(huán)境比較復雜，因此在產品選型時，充分考慮設備間的連接性、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結構進行改造。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品。此外，很多產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）  如今的存儲產品，尤其是部門級和企業(yè)級的在線存儲產品，已經不僅僅是存儲數據的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備中，以向用戶提供更好的解決方案。這里SGI的產品提供了最大的優(yōu)勢產品CXFS可以共享文件系統(tǒng)數據資源，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，而且該產品進行免費提供，呈現很大的競爭實力。

方案實施

最終的存儲系統(tǒng)選擇了日立數據系統(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據存儲網絡SAN，提供企業(yè)級的數據存儲服務。這個獨立于常規(guī)局域網之外的特殊的高速數據傳輸網絡，專門進行服務器與存儲設備之間的數據通信讀寫，不占用常規(guī)網絡帶寬，提供2Gbps的數據傳輸通道，傳輸速度可達200Mbps，全面實現微機、工作站、服務器之間的快速訪問，部分環(huán)境實現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)文件和全部數據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