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超融合基础架构解决方案一、项目背景陕西通汇汽车物流有限公司由陕西重型汽车有限公司联合上海远行供应链管理有限公司共同组建，是陕汽控集团“精益一体化物流”的总服务商。全面承担陕汽控股集团的物流仓储配送、货物运输及各子公司的零部件集散运输，同时还承担了以陕重汽物资供应平台为依托的省际闭环式运输及其它营运业务。通汇公司运用国际先进的物流技术与管理理念，利用WMS/TMS/CMS物流信息管理网络、采用标准包装仓储运作、JIT拉动配送、闭环式运输方式等精益物流运作模式，为客户搭建起了一体化的物流与供应链管理平台，使客户享受到了个性化的高效率、低成本的物流服务。数据中心作为保障公司各项业务正常运营的重要IT基础设施，承担着物流管理等业务稳定运行和创新的重任。随着企业信息化程度越来越高，物流信息管理、供应链管理、运输管理、仓储管理、核心数据库等信息化应用数量越来越多、运维管理越来越复杂，数据中心需要更高效地支持后台业务和信息共享需求，同时要24小时不间断的提供服务，支持多种服务手段。这对数据中心的资源整合，全面安全，高效管理和业务连续性提出更高的要求。二、用户面临的挑战随着业务的发展，企业数据中心的问题与日俱增，所面临的压力和挑战也越来越大，业务的不断调整和改变让数据中心总体架构面临极大的压力，有限的物理空间让数据中心扩展性和灵活性有所限制，虚拟化的欠缺让数据中心资源调配能力有限，复杂多变的异构环境让数据中心管理效率异常低下，高居不下的耗电量让数据中心能源成本迅速上升，这些问题与挑战让数据中心管理者迫切需要对数据中心进行整合和升级，通过有效的整合让传统数据中心升级成为一个智能化、自动化、高效化的数据中心，当前数据中心面临的问题：1、基于SAN架构的存储网络系统没有形成统一管理架构，形成了多个“SAN孤岛”。各类物流、财务系统软件平台数据分别存储在各个“SAN孤岛”中，各类存储资源池不能实现数据共享与自动迁移，资源存储的空间无法实现动态分配，造成了存储空间的巨大浪费。2、大量各类应用软件平台以传统的方式运行在单个物理服务器上，导致对物理服务器的需求数量巨大，并带来难题，如服务器购置成本和运维成本高昂，可用性不高；系统维护升级造成应用中断；可管理性、兼容性和数据安全性差；新服务器和应用的部署时间长等。3、随着数据中心数据量的增加，数据类型的日益复杂，以及业务存储过于分散，数据中心的安全性和可靠性需要得到保证。特别是关键任务数据库需二十四小时不停运转，需要可靠的容灾备份机制，对于不可抗力原因导致系统宕机、硬盘损坏或者遭遇病毒侵害等问题。4、数据中心是一个庞大而复杂的系统，这些系统是一个有机的整体，牵一发而动全身，数据中心可靠性的发挥有赖于每个设备的正常运行，有赖于这些设备的协调一致，任何一个环节出现故障，都有可能造成巨大损失，因此，对整个系统的管理越来越重要，而难度也越来越大。5、随着业务量的不断扩大，物流行业IT应用系统日益增长，IT设备规模变得日益庞大，带来了高能耗、空间紧张、IT预算紧张等问题制约数据中心未来信息化的设备扩展。三、需求分析随着通汇公司物流信息化建设的深入，已出现设备集中统一管理、业务相对集中的趋势，新业务系统会不断产生，数据中心的数据量会快速增长，对系统的性能与可扩展性等方面的要求也会越来越高。根据系统的现状和未来规划，有必要引进合理的、适应未来增长的数据中心存储架构、服务器架构，以及先进的服务应用管理技术，以加强对企业内各种数据资源的保护、共享、维护、管理，同时满足未来需求的系统扩展能力。通过有效的整合让传统数据中心升级成为一个智能化、自动化、高效化的数据中心，数据中心建设应达成以下目标：高可靠:应采用高可靠的产品和技术，充分考虑系统的应变能力、容错能力和纠错能力，确保整个基础设施运行稳定、可靠。当今，关键业务应用的可用性和性能要求比任何时候都更为重要。高安全:基础设计的安全性，涉及到核心数据安全。应按照端到端访问安全、网络分层安全两个维度对安全体系进行设计规划，采用软硬件安全设备，从局部安全、全局安全、智能安全，将安全理念参透到整个数据中心。先进性:数据中心将长期支撑企业的业务发展，数据中心建设需要考虑后续的机会成本，采用主流的、先进的技术和产品，建立高性能，大容量、易扩展的数据中心架构。易扩展:随着信息化的发展，企业内通信网络的建立和全面覆盖，未来的业务范围会更多更广，业务系调整与扩展再所难免，因此数据中心必须能够适应业务系统的频繁调整，同时在性能上应至少能够满足未来3~5年的业务发展，对于设备的选择和协议的部署，应尊遁业界标准，保证良好的互通性和互操作性，支持业务的快速部署。易管理:数据中心是IT技术最为密集的地方，数据中心的设备繁多，各种协议和应用部署越来越复杂，对运维人员的要求也越来越高，单独依赖运维人员个人的技术能力和业务能力是无法保证业务运行的持续性的。因此数据中心需要提供完善的运维管理平台，对数据中心IT资源进行全局掌控，减少日常的运维的人为故障。同时一旦出现故障，能够借助管理工具直观、快速定位。四、超融合基础架构数据中心1、方案概述我们建议通汇公司数据中心建设通过达沃时代C-One超融合平台实现全新的资源调度方式，统一规划设计。方便快捷地进行基础设施云的部署和管理。根据目标用户以及应用范围，可以建立面向不同部门以及面向全局共享的私有化基础设施云。C-One超融合平台是达沃和Citrix合作的一款超融合产品，系统内核级集成YeeSAN作为存储系统，采用XenServer/XenCenter进行虚拟化，通过XenCenter插件方式提供YeeSAN存储管理工具，同时以Web管理界面C-OneWebConsole来可视化管理整个超融合系统，为用户提供一致的计算、存储、网络管理操作体验。通过XenServer虚拟化系统将计算、网络、存储资源进行资源池化，实现数据中心智能调度系统，管理员将策略传递给数据中心，数据中心自动完成最经济，最有效的物理资源调度，并且对传统数据中心中的服务器，交换机等物理资源进行整合、虚拟化等操作，让这些资源变成一个统一的资源池，智能调度系统通过相应的算法，在资源池中切分以及组合资源，为用户提供虚拟机。存储是整个系统的关键基础架构，是系统所有数据的最终承载体。传统的磁盘阵列式存储已经逐步被淘汰，不再是主流存储架构，要有效大量数据的访问，必须构建具有极强扩展性和伸缩性的存储架构。通过达沃时代YeeSAN分布式弹性融合存储对公司各个业务系统的动态扩展，资源的动态调配，系统的灵活部署等方面进行设计，使之成为一个动态、灵活、具有弹性的IT基础架构。2、方案整体架构图如上图所示，系统中使用3台X86服务器构成硬件服务器集群，通过超融合技术将X86服务器上的硬盘、网络和计算资源整合为存储、计算、网络资源池，在这个资源池上创建web服务集群、业务虚机集群、数据服务集群、数据库集群和存储资源集群，最终向各部门提供信息化服务。C-ONE超融合平台是可以将多种服务器虚拟化技术和存储虚拟化技术统一进行管理调度的系统平台，支持多种服务器虚拟化技术，存储虚拟化技术使用达沃自研的YeeSAN作为超融合平台的存储层。C-ONE融合系统功能特点如下：服务器虚拟化，合理管理使用资源C-ONE超融合系统支持多种虚拟化技术，深度集成XenServer和XenCenter，支持VMwareESXI和vCenter，支持KVM和OpenStack，支持Xen和CloudStack。在通用服务器上部署关键的软件，云化资源管理，将所有服务器的CPU资源、内存等资源进行统一管理，按需进行分配、扩展、回收，充分发挥了硬件资源的特性，也避免了资源的闲置浪费，然后再在这些虚拟化资源的基础上部署应用，完成具体功能。高性能分布式存储C-ONE集成高性能YeeSAN分布式存储；统一存储，同时提供文件/块存储；采用弹性架构，按需扩展；稳定可靠，冗余机制确保数据安全。YeeSAN分布式存储基于YeeOS核心存储引擎，支持高IOPS和低延时应用。ROWSTM读写性能优化C-ONE采用创新的ROWS（“ReadOptimally,WriteSequentially”，优化读、顺序写）技术，实现读写分离设计，最大化利用SSD随机读性能；小IO聚合写入技术有效提升SATA盘IOPS性能；同时C-ONE充分利用CPU多核性能，Numa架构中实现性能明显提升；支持数据的locality特性，实现优先访问本地存储节点，缩短访问路径，降低网络延时。强大的扩展能力C-ONE同时支持横向纵向扩展功能。其中，纵向扩展有效提升单个节点的容量和性能；横向扩展在线增加集群节点，实现性能容量同时提升，最大可扩展至1024个节点。C-ONE允许用户以较简单的方式，通过添加服务器，来增加计算和存储资源。基于独创的SARD（“Server-basedAdaptiveRedundantDistribution”，基于服务器的适配性冗余分布）调度算法，C-ONE把一个应用的逻辑数据划分为若干定长的逻辑块，每一个逻辑块被均匀地分布到每一个服务器。当上层应用访问数据卷时，所有服务器都参与到I/O处理。这种并行I/O的服务模式，使系统服务性能线性提升。当增减服务器而使存储资源发生变化，或工作负载发生显著变化时，SARD适配算法将自动重新调整数据在服务器间的分布，保证系统I/O的均衡性。数据重分布期间，无需用户干预，无需中断应用的运行，也不影响前端应用的性能。3、与传统架构对比传统数据中心架构的计算层和存储层是分离的，并通过专用的存储区域网络NAS或者SAN相连接。传统数据中心架构是许多企业数据中心的支柱，但现代虚拟化环境的需求给其带来的压力越来越大，无法满足虚拟机爆炸式增长以及随之而来的企业I/O需求。传统数据中心面临的问题包括：缺乏IT灵活性：为了满足未来几年内对于功能、性能和容量的要求，在数据中心建设初期必须采购较高型号的存储设备，即便如此，随着技术发展也经常出现基础设施与应用需求不匹配的情况。可护展性差：随着数据量增加，传统磁盘阵列只能通过扩充磁盘的方式增加容量，在存储容量达到一定规模之后会出现性能瓶颈与安全隐患。性能低下：传统磁盘阵列通常只有2个控制器，设备的性能受制于控制上的CPU和内存资源。管理复杂：运维人员需要对各种专用的软硬件设备精通，不同品牌、型号设备的管理方式亦不相同。在这样一种背景下，达沃致力于打造更为更简洁的融合基础设施，将服务器、虚拟化、存储进行融合，基于最常用的X86服务器平台构建，轻松部署，稳定适配。C-ONE超融合系统是达沃时代在吸取国内外最前沿技术的基础之上，针对最广泛的中小型企业用户的共性需求，自主开发的企业级别的超融合虚拟化系统。按需投入：数据中心建设前期最低只需要三台服务器+超融合软件即可搭建一套包含虚拟化功能、计算资源、存储资源的超融合集群，后期可根据公司业务发展情况按需增加服务器节点，来扩展数据中心内部资源和性能。灵活扩展：在系统扩容时，既可以纵向扩展主机内部资源（cpu、内存、硬盘、网卡等），也可以增加服务器的方式同时增加资源池的容量和性能，甚至还可以将旧服务器改造后作为存储资源整合到系统中，扩展方式任意选择。性能均衡：每台服务器都作为集群内部一个功能完整的独立节点，所有节点可协调工作，提高集群的整体性能（IO、吞吐率），避免了磁盘阵列的性能瓶颈问题。管理简单：通过单一平台统一管理数据中心内部的计算资源、网络资源、存储资源，自动化程度高，减轻运维人员工作压力。C-ONE超融合系统4、超融合系统扩展方式针对不同的需求，达沃C-ONE产品有两种组网方式，包括标准融合组网和轻融合组网。标准超融合组网针对大型企业，达沃推出C-ONE传统融合平台。C-ONE标准融合由一系列的服务器节点组成，通过万兆网交换机进行网络连接，支持横向扩展，其示意图如下。C-ONE传统融合C-ONE传统融合特点：1、灵活随机扩展。支持横向扩展，支持3~1024业务规模，用户可以根据业务发展需求，进行合理扩展工作。2、支持1-6副本的方式保护数据。