引言
隨著SG186工程的實(shí)施、ERP的上線(xiàn),華中電網(wǎng)公司的信息化水平有了跨越式的發(fā)展,一體化信息平臺(tái)及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的逐步上線(xiàn)運(yùn)行,特別是ERP項(xiàng)目的實(shí)施,對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)
的依賴(lài)越來(lái)越高。因此,如何重新整合華中電網(wǎng)公司的存儲(chǔ)系統(tǒng),使得存儲(chǔ)這種稀缺資源能夠動(dòng)態(tài)響應(yīng)業(yè)務(wù)對(duì)信息化資源息化資源日趨緊密的依賴(lài)，對(duì)公司來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。而存儲(chǔ)虛擬化已逐漸成為共享存儲(chǔ)管理的主流技術(shù)。
1存儲(chǔ)系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
1.1存儲(chǔ)系統(tǒng)現(xiàn)狀
華中電網(wǎng)公司的存儲(chǔ)系統(tǒng)是存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)((SAN)結(jié)構(gòu)，采用光纖信道(Fiber Channel)技術(shù)，通過(guò)光纖、博科(Brocade )交換機(jī)將磁盤(pán)陣列、磁帶庫(kù)及服務(wù)器連接起來(lái)，從而形成了使用光纖信道的數(shù)據(jù)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。SAN在物理上與其他網(wǎng)絡(luò)相隔離，保持獨(dú)立。這一系統(tǒng)較好滿(mǎn)足了公司大容量數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)和備份的需求。
華中電網(wǎng)公司存儲(chǔ)系統(tǒng)整合前的體系架構(gòu)如圖1所示。
從圖1中可以看出，整合前，華中電網(wǎng)公司生產(chǎn)環(huán)境有HP XP12000磁盤(pán)陣列、HDS AMS200磁盤(pán)陣列各1套，以及備份用的HPESL 712E帶庫(kù)。其中HP XP12000主要用于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)以及ERP等應(yīng)用關(guān)鍵數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ);HDS AMS200主要用于數(shù)據(jù)的分級(jí)存儲(chǔ)以及D2D的數(shù)據(jù)備份;;HP712E采用Veritas NBU軟件進(jìn)行D2D 2T的備份。
1.2存在的問(wèn)題
1)已經(jīng)分配給各應(yīng)用系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間，如果沒(méi)有使用，則無(wú)法回收給其他應(yīng)用系統(tǒng)。存儲(chǔ)系統(tǒng)的空間供給是分散的、被動(dòng)的，因此造成資源浪費(fèi)。有些系統(tǒng)存儲(chǔ)空間利用率低，有些應(yīng)用系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間無(wú)法滿(mǎn)足其快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)要求。
2)國(guó)家電網(wǎng)公司大力推廣新應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)增長(zhǎng)較快，對(duì)存儲(chǔ)空間的需求針對(duì)性較差。公司推廣的新應(yīng)用系統(tǒng)按照典型設(shè)計(jì)分配其存儲(chǔ)空間，針對(duì)性不足導(dǎo)致存儲(chǔ)空間的分配過(guò)大，資源浪費(fèi)較大。
3)高端存儲(chǔ)HP XP12000存儲(chǔ)空間不夠，其存儲(chǔ)空間需求的快速增長(zhǎng)，要求其不斷進(jìn)行擴(kuò)容。
圖1華中電網(wǎng)公司存儲(chǔ)系統(tǒng)整合前架構(gòu)
4)華中電網(wǎng)公司統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)了SAN網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)設(shè)備存在單點(diǎn)故障。一旦數(shù)據(jù)中心發(fā)生“災(zāi)難”事件，由于存儲(chǔ)設(shè)備存在單點(diǎn)故障，而且沒(méi)有異地備份，將可能導(dǎo)致公司數(shù)據(jù)丟失，恢復(fù)應(yīng)用系統(tǒng)事件較長(zhǎng)，需要整體考慮公司同城異地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題。
2虛擬化整合方案
2.1存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)
虛擬化是一種實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯環(huán)境進(jìn)行簡(jiǎn)單管理的有效手段，通過(guò)虛擬化，應(yīng)用將擺脫底層物理環(huán)境的復(fù)雜性，用戶(hù)不用再花費(fèi)精力和時(shí)間去關(guān)心存儲(chǔ)環(huán)境中底層物理環(huán)境的復(fù)雜性Ix!。具體來(lái)說(shuō)，虛擬化存儲(chǔ)是一種智能化的系統(tǒng)，它允許用戶(hù)以透明有效的方式在磁盤(pán)和磁帶上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，使得用戶(hù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)容納更多的數(shù)據(jù)，也使得更多的用戶(hù)可以共享同一個(gè)系統(tǒng)。目前。已經(jīng)有很多關(guān)于利用虛擬化技術(shù)來(lái)整合存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究和實(shí)踐。
存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)按照虛擬化實(shí)現(xiàn)層面可以分為:基于主機(jī)的虛擬化、基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化和基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化。
1)基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)由主機(jī)操作系統(tǒng)下的邏輯卷管理軟件在服務(wù)器上完成，經(jīng)過(guò)虛擬化的存儲(chǔ)空間可以跨越多個(gè)異構(gòu)的磁盤(pán)陣列。此類(lèi)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有:支持異構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，不占用磁盤(pán)控制器資源;缺點(diǎn)有:占用主機(jī)資源，降低應(yīng)用性能，存在操作系統(tǒng)和應(yīng)用的兼容性問(wèn)題，主機(jī)數(shù)量越多，實(shí)施及管理成本越高。基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)代表性的產(chǎn)品是Symenta。的StorageFoundation(SF)。
2)基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化技術(shù)是通過(guò)在存儲(chǔ)域網(wǎng)((SAN)中添加虛擬化引擎實(shí)現(xiàn)的。此類(lèi)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為:與主機(jī)無(wú)關(guān)，不占用主機(jī)資源，能夠支持異構(gòu)主機(jī)、異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備，使不同存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)管理功能統(tǒng)一，構(gòu)建統(tǒng)一管理平臺(tái)，可擴(kuò)展性好;缺點(diǎn)為:占用交換機(jī)資源，面臨帶內(nèi)、帶外的選擇，存儲(chǔ)陣列的兼容性需要嚴(yán)格驗(yàn)證，原有磁盤(pán)陣列的高級(jí)存儲(chǔ)功能將不能使用。
3)基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化技術(shù)通常用于多個(gè)主機(jī)服務(wù)器需要訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)磁盤(pán)陣列的情形;此時(shí)的虛擬化工作是在存儲(chǔ)設(shè)備的控制器上完成，通過(guò)在存儲(chǔ)設(shè)備控制器中添加虛擬化功能，將一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤(pán)陣列)上的存儲(chǔ)容量劃分為多個(gè)存儲(chǔ)空間(LUN)，供不同的主機(jī)系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)。此類(lèi)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為:與主機(jī)無(wú)關(guān)，不占用主機(jī)資源，數(shù)據(jù)管理功能豐富，技術(shù)成熟度高;缺點(diǎn)為:消耗存儲(chǔ)控制器的資源，接口數(shù)量有限，異構(gòu)廠(chǎng)商磁盤(pán)陣列的高級(jí)存儲(chǔ)功能將不能使用。
2.2規(guī)劃方案
華中電網(wǎng)公司存儲(chǔ)系統(tǒng)的現(xiàn)狀是存儲(chǔ)空間不足，需要擴(kuò)容，而且部分主機(jī)已經(jīng)采用了SyrinantecSF的基于主機(jī)的虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)。結(jié)合華中電網(wǎng)公司的存儲(chǔ)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，采用HD5 USPVM+Symantec SF 2種方法相結(jié)合的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)公司數(shù)據(jù)中心虛擬化存儲(chǔ)整合的規(guī)劃方案。虛擬化后的存儲(chǔ)架構(gòu)如圖2所示。
由圖2可以看出，雖然只是物理上增加了一臺(tái)HDS USP VM連接公司的SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際邏輯上是HDS USP VM完全接管了HDS AMS200的工作，使其完全虛擬化為USP VM的外部盤(pán)，而HP xP12000由于為了實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)的高可用性，只有部分空間被HDS USP VM接管做成虛擬化卷。
2.2.1 1iDS ilSP V1Vj虛擬化集成方案
USP VM接管HP XP12000、HDS AMS200的丁作，通過(guò)HDSUSP VM提供的虛擬化軟件在存儲(chǔ)層面上實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)空間分配，通過(guò)VM分層存儲(chǔ)管理軟件實(shí)現(xiàn)公司數(shù)據(jù)的分級(jí)存儲(chǔ)，通過(guò)VM遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制和克隆實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高可用性。
2.2.2 5ymantec虛擬化集成規(guī)劃方案
在華中電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)中心內(nèi)，部分應(yīng)用已經(jīng)使用了SF，還有部分應(yīng)用，例如HP-UX平臺(tái)的ERP等還沒(méi)有使用。借助SF的文件系統(tǒng)(VxFS)和卷管理器(即存儲(chǔ)虛擬程序一VxVM )，在主機(jī)層面上實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的虛擬化管理，空間動(dòng)態(tài)分配，自動(dòng)回收，分層存儲(chǔ)，通過(guò)SF Mirror實(shí)現(xiàn)應(yīng)用高可用。
2.2.3 Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集成優(yōu)化規(guī)劃
華中電網(wǎng)公司之前的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)HP ServiceGuard集群軟件+RAC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性。本次虛擬化存儲(chǔ)的整合勢(shì)必會(huì)影響到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的部署方式。結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)存在的一些問(wèn)題，規(guī)劃Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle ClusterWare集群軟件+Orade ASM自動(dòng)存儲(chǔ)管理方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏡像，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)級(jí)的高可用。該方案能保證任一存儲(chǔ)失效的情況下都不會(huì)對(duì)核心數(shù)據(jù)庫(kù)的業(yè)務(wù)造成影響，OracleASM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理方式可以更方便地進(jìn)行以后核心數(shù)據(jù)庫(kù)空間的擴(kuò)容，有效利用總體分配空間。
2.3實(shí)施方案
因存儲(chǔ)系統(tǒng)虛擬化整合會(huì)造成計(jì)劃性停機(jī)，這對(duì)華中電網(wǎng)公司來(lái)說(shuō)，意義相當(dāng)重大。而且由于涉及到公司的核心存儲(chǔ)系統(tǒng)的整合，會(huì)造成大部分核心業(yè)務(wù)的停機(jī)，存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)。為了規(guī)避可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，在虛擬化整合的實(shí)施方案中，制定了各種技術(shù)應(yīng)急預(yù)案和行政規(guī)定，如在做數(shù)據(jù)遷移時(shí)，要求各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)維管理人員必須到場(chǎng)，遷移之前做停機(jī)操作，遷移完成之后，啟動(dòng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。并簽字驗(yàn)證應(yīng)用系統(tǒng)是否正常工作。
2.3.1 XP12000 AMS200數(shù)據(jù)丟失及其預(yù)防措施
整個(gè)過(guò)程不涉及應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)遷移，所有數(shù)據(jù)移動(dòng)都是使用存儲(chǔ)底層的遷移工具完成，不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題，實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)很小。同時(shí)為了確保不發(fā)生意外，在對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移的實(shí)施過(guò)程中，制定嚴(yán)格的備份與校驗(yàn)措施，數(shù)據(jù)至少提供2份備份，因此整個(gè)實(shí)施過(guò)程中數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)非常小。
2.3.2 Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器無(wú)法按期完成部署及防范措施
針對(duì)華中電網(wǎng)公司關(guān)鍵應(yīng)用的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，制定了緊急預(yù)案，即預(yù)先準(zhǔn)備2臺(tái)HPRX 4640作為臨時(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，在預(yù)定的工作時(shí)間內(nèi)如果無(wú)法完成優(yōu)化部署，應(yīng)急預(yù)案的2臺(tái)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)可以繼續(xù)提供對(duì)外提供應(yīng)用。
2.3.3其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無(wú)法按期完成及采取的相關(guān)措施
由于虛擬化整合的特殊性，規(guī)定了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移時(shí)間是從周五17:30下班以后到周日晚上24:00。針對(duì)每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)均制定了應(yīng)急預(yù)案，即通過(guò)備用應(yīng)用服務(wù)器的方式提供服務(wù)。如果規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無(wú)法按期完成應(yīng)用遷移，將由應(yīng)急備用服務(wù)器提供服務(wù)。
圖2 華中電網(wǎng)公司存儲(chǔ)系統(tǒng)整合后架構(gòu)
2.3.4業(yè)務(wù)停頓的風(fēng)險(xiǎn)及其防范措施
虛擬化改造項(xiàng)目中除了卷虛擬化過(guò)程中，需要很短的停機(jī)時(shí)間外(修改存儲(chǔ)映射關(guān)系)，整個(gè)過(guò)程不需要中斷業(yè)務(wù)。其他應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)停頓只在用戶(hù)的非工作時(shí)間內(nèi)進(jìn)行定期停頓，業(yè)務(wù)停頓之前通過(guò)各種方式告知用戶(hù)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的重新配置和優(yōu)化等工作。
3實(shí)施效果
經(jīng)過(guò)此次虛擬化整合之后，不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)虛擬化功能，還完善了關(guān)鍵應(yīng)用的數(shù)據(jù)級(jí)高可用性。
3.1通用卷管理及精簡(jiǎn)空間分配
通過(guò)新購(gòu)置的USP VM實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有的XP 12000, AM 5200的接管、將XPl 2000, AMS200作為USP VM的外部存儲(chǔ)。通過(guò)USPVM對(duì)其進(jìn)行虛擬化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同廠(chǎng)家的存儲(chǔ)產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過(guò)USP VM HDP(HitachiDynamic Provisior}in )軟件功能來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的精簡(jiǎn)預(yù)分配。
3.2空間的自動(dòng)回收
針對(duì)華中電網(wǎng)公司存儲(chǔ)系統(tǒng)目前存在的問(wèn)題，即國(guó)網(wǎng)推廣的新應(yīng)用系統(tǒng)按照典型設(shè)計(jì)分配其存儲(chǔ)空間，針對(duì)性不足導(dǎo)致存儲(chǔ)空間的分配過(guò)大，資源浪費(fèi)較大等，在整合方案中，對(duì)于已有SF軟件的應(yīng)用系統(tǒng)，未使用存儲(chǔ)空間的回收采用自動(dòng)回收(SF+HDP);對(duì)于未使用SF軟件的應(yīng)用系統(tǒng)，未使用存儲(chǔ)空間的回收采用手動(dòng)回收。
3.3數(shù)據(jù)和應(yīng)用的高可用性
華中電網(wǎng)公司虛擬化整合還需要解決一個(gè)問(wèn)題，即存儲(chǔ)系統(tǒng)單點(diǎn)故障。本次整合新增一套HDS USP VM硬件設(shè)備，對(duì)關(guān)鍵應(yīng)用和數(shù)據(jù)，在HDS U5P VM和HP XP 12000或者HDS AMS200中均有數(shù)據(jù)鏡像。針對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的高可用，沿用原有的SymantecSF軟件和相關(guān)的集群軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的高可用功能。
3.4自動(dòng)分層存儲(chǔ)
針對(duì)華中電網(wǎng)公司不同時(shí)期的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)策略實(shí)現(xiàn)在不同存儲(chǔ)上的分層存儲(chǔ)，降低公司數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的成本。通過(guò)部署該架構(gòu)，可以把不同的應(yīng)用和相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)層相掛鉤，根據(jù)其所需的性能不同配置相應(yīng)的存儲(chǔ)資源。HTSM(HiCommand Tiered SlorageManager)分層存儲(chǔ)管理軟件可以把LUN從一個(gè)存儲(chǔ)層遷移到另一個(gè)存儲(chǔ)層，可以輕松地在異構(gòu)設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，滿(mǎn)足最終用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用需求。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)虛擬化存儲(chǔ)的整合，一方面可以為華中電網(wǎng)公司提供大容量的存儲(chǔ)空間，另一方面還可以降低運(yùn)維管理人員規(guī)劃存儲(chǔ)空間的難度，建立華中電網(wǎng)公司完善的數(shù)據(jù)生命周期管理方式，使其作為一個(gè)先進(jìn)的、功能全面的存儲(chǔ)平臺(tái)，完善業(yè)務(wù)系統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)，從而全面解決數(shù)據(jù)中心在存儲(chǔ)管理方面存在的諸多難題。
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本文標(biāo)題：異構(gòu)存儲(chǔ)環(huán)境下的虛擬化整合設(shè)計(jì)及實(shí)施
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