服务器存储架构系统总体设计

1.服务器存储架构系统总体设计1.1设计原则本系统以“先进性、可靠性、实用性、经济性、扩展性”为基本原则，具体如下：先进性：采用成熟、主流的设备构建系统，系统建设充分利用当前最新的存储设备、数据、网络等技术，充分兼顾需求和技术的不断变化，建设业内领先的服务器存储系统、UPS不间掉电源系统和门禁系统。可靠性：系统硬件采用专业的服务器及专业设备，对关键设备采取冗余备份措施，软件采用模块化、分层隔离的设计思想，确保整个系统长期稳定运行。实用性：系统的设计突出应用，以现实需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步协调为保障，确保系统能有效服务于用户的工作需要。经济性：系统整体配置性能高，价格合理，建设成本和投入较低，同时方案考虑原有系统的利旧。扩展性：系统采用业界主流的硬件设备，提供标准的协议，具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，可以全面兼容主流厂商的设备，并能为其他系统提供接口。1.2服务器设计目标服务器系统建设的总体目标为：1.高性能，即根据数据包内的特征数据将流量分配到多组不同的服务器，同时采用丰富的负载均衡算法，使流量得以合理分配，从而保证整体服务器系统的性能得以大幅度提升；2.高可靠性，系统运行稳定，单一设备故障不能影响系统的正常运行；3.满足目前功能和性能的需求；4.良好的系统扩充能力，随着访问量的增加能够满足系统扩充需求；5.系统具有良好的可管理性；6.应具有高度的安全机制。7.不对现有的系统进行大规模的调整。8.丰富的会话保持策略能够满足灵活多样的动态调整。9.服务器操作系统采用中文的监视平台，方便直观地管理与监视应用的状态及健康状况。1.3服务器安全性设计1．服务器产品本身具有良好的硬件系统安全性，不存在硬件安全漏洞；2．服务器通过远程管理接口，以WEB方式安全的访问管理环境。3．服务器操作系统安装完成后，同时对服务器操作系统进行漏洞升级确保服务器操作系统安全性。4.完成服务器操作系统软件防火墙配置，同时进行服务器网络冗余线路物理连接5.完成服务器操作系统用户密码复杂度设置及策略设置。1.4服务器管理性在可管理性方面，需要具备以下几点：1．机架式机箱，标准19；2．客户端管理软件能够方便地安装到流行的操作系统上（如Win2K8R2等）；3．提供有效的关于用户、流量等的报表、统计工具；4．提供有效的备份恢复手段；5．提供有效的故障报警手段；6．提供有效的系统手段并为通用的工具（如OpenView，Tivoli）提供接口。7．系统的配置管理方便，系统报告的可用性强，能提供完善的访问统计和流量管理；8．能够提供GUI的良好的维护界面和日常维护方案；9．加密通讯，保证安全的设备管理1.5存储技术目前存储市场主要有三种方式：DAS（DirectAttachedStorage）、NAS（NetworkAttachedStorage，网络附加存储）、SAN（存储区域网）。1.5.1DAS存储传统的直接存储的模式DAS是直接将存储设备连接到服务器上，一方面，当存储容量增加时，这种方式很难扩展；另一方面，当服务器出现异常时，会使数据不可获得。1.5.2NAS存储NAS——网络附加存储，即将存储设备连接到现有的网络上，提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统以及文件系统等几个部分组成。简单的说，NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列，具备了磁盘阵列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠。NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接，可以无需服务器直接上网，不依赖通用的操作系统，而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统，内置了与网络连接所需的协议，因此使整个系统的管理和设置较为简单。其次NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在其他地点与网络连接。因此，用户选择NAS解决方案，原因在于NAS价格合理、便于管理、灵活且能实现文件共享。1.5.3SAN存储SAN——存储区域网络，即通过特定的互连方式连接的若干台存储服务器组成一个单独的数据网络，提供企业级的数据存储服务。SAN是一种特殊的高速网络，连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备，SAN置于LAN之下，而不涉及LAN。利用SAN，不仅可以提供大容量的存储数据，而且地域上可以分散，并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列，不管数据置放在哪里，服务器都可直接存取所需的数据。SAN存储是市场主流的应用最多的一种存储技术，SAN存储部署相对前两种存储部署复杂，但SAN存储具有极大的灵活性、可扩展性、数据可维护性、数据的备份和容灾。1.6存储磁盘阵列磁盘阵列用于大量数据存储，包括数据库、文件、共享资源信息等，并对存储的数据提供了安全。在硬件上，磁盘阵列采用了设备冗余设计，提供热插拔技术，可在线更换磁盘、电源、风扇、磁盘等；在软件上，磁盘阵列采用RAID0，1，5，6，0+1，根据实际情况可选用相应的算法，对数据进行相应的保护。当一块磁盘出现故障后，磁盘阵列将提出警报，只需要更换故障磁盘，磁盘阵列将通过RAID算法将数据自动恢复，这些是由磁盘阵列自动完成，不需要服务器的干预，也不会影响系统的数据读写。1.6.1存储阵列优势1.数据的高可靠性2.提高数据的传输效率3.提高数据的容错能力4.提高数据的吞吐量5.提高存储系统的冗余性6.提高磁盘存储的稳定性7.提高磁盘高可用性8.加强磁盘的可维护性9.完善数据备份1.7设计思路本方案的总体设计思路如下：本次项目中服务器、存储网络架构采用SAN网络架构模式，通过接入原有的FC交换机完成服务器、存储的网络连接，存储设备采用共享式存储完成服务器共享连接，服务器共享存储有效地提高了数据的高效传输，确保数据的可靠性热性传输。服务器设备部署将根据现场实际业务需求灵活性进行部署。SAN网络架构式存储有效地稳定服务器、存储的部署，突破了传统式存储网络架构，增加存储架构部署的灵活性、可靠性、可扩充性。有效地增加了服务器、存储数据的安全性和数据备份。1.8戴尔存储器可靠性设计1.8.1数据高效保护戴尔存储磁盘阵列采用高效的磁盘阵列级别，满足高效的数据业务保护模式，即使有块硬盘出现硬件故障，或是硬盘无法运行，都不会影响数据业务的运行。保证数据的完整性，保证数据的高可用性。同时戴尔的备份解决方案旨在实现数据备份流程自动化，提高可靠性和存储效率，以及更大限度延长IT系统正常运行时间。同时还能够简化运营操作。1.8.2存储高效性减少您的数据占用空间和成本；使创新重新焕发活力。采用新型存储设计理念更好的发挥存储在实际业务当中存储业务的高可用性及高可扩展、高集成的存储需求，满足业务的可用性。1.8.3灵活机动用更低的成本，在复杂性更少的情况下更大程度提升您数据的可用性。处理数据的灵活性及使用数据的可靠性，以高效、灵活的设备功能满足业务数据的调用。1.8.4远程复制在必须随时保持信息可用性的环境下，能否经济、可靠的保护和共享数据中心的信息显得至关重要。而以最经济有效的方式将数据复制到远程站点，不论是数据的迁移、分配还是保护，则成为数据中心的“必备”功能。不幸的是，当前许多的容灾（DR）和数据复制解决方案不仅管理复杂，在性能方面大打折扣，还增加了很多不必要的成本。戴尔MD存储®RemoteCopy（远程复制）是一项独有的复制技术，能够让用户更经济地保护和共享任意应用数据。戴尔MD存储RemoteCopy（远程复制）凭借精简复制技术，使中高端阵列融为一体，还消除了专业服务的需求，从而显著降低了远程数据复制和容灾的成本。戴尔MD存储是首家支持中高端存储阵列多站点容灾的存储厂商。因此，无论是云服务供应商还是企业客户，都可以通过选择戴尔MD存储来满足数据复制和容灾的需求，以大幅降低设备成本。有了戴尔MD存储独有的经济性，支持SynchronousLongDistance（同步远距离）复制的RemoteCopy（远程复制），为戴尔MD存储客户提供了一种全新的、经济的多站点选择，可在保证完全的距离灵活性的前提下，实现短的恢复时间目标（RTO）和零数据丢失的恢复点目标（RPO）。SynchronousLongDistance（同步远距离）复制不仅能提供同步容灾的数据完整性，同时，还将同步复制的距离（包括跨越洲际距离的两地）外延到传统只有异步复制才能实现的距离。并且，戴尔MD存储的技术不会增加客户使用和管理的复杂性，也无须考虑以往采用整体式存储架构厂商多目标容灾产品所需的专业服务，还能将成本降低一半。1.8.5增强业务快照提供了数目更多的恢复点，提升了性能和占用空间•技术优势–更容易制定时间表备份–单一的保留点简化了快照管理–支持了8倍多的快照(128个)•业务提升–通过更多的快照提升了RPO–提升了存储的效率–通过管理软件实现更快的恢复–提升了服务等级和恢复能力1.8.6虚拟化优化VAAI将特定的存储操作从服务器转移到存储阵列。这提升了扩展能力和虚拟化的效能，因为操作在存储内直接进行，而不需要再通过主机。•提升性能最多达46%•改善了部署新环境的时间1.8.7精简配置自动精简配置提升了存储资产的利用率•需要时再购买更多容量，降低了成本•不需要再去猜一个应用真正需要多少存储•显著的提升了存储利用率•只需要建立卷时的简单的一次操作管理–自动增加使用空间的配置•自动精简配置需要使用动态磁盘池（DDP）1.8.8动态磁盘池多种方式来建立存储分层•可以在同一个阵列里面混合使用传统的硬盘组（RAID）和DDP•建立不同的硬盘池，满足不同的需要•例如:高性能的硬盘组(15k,SSD)和高性能的容量池•基于最低配置与性能法则保护数据，兼顾性能•卷的配置可以满足不同系统的要求•跨越一个大的硬盘池来实现动态的分布数据，空余空间和保护信息•动态的重建段和重分布数据来实现平衡•在硬盘故障的时候能很快速的恢复到优化状态之下。(所有的硬盘都参加了重建)1.8.9固态硬盘读缓存•固态硬盘缓存将数据从机械硬盘的卷转移到固态硬盘，以实现主机的读或者写。•随后的主机读将会从固态硬盘实现，而且以比直接读机械硬盘更快的响应时间来实现。1.9存储结构设计分类1.9.1DAS存储架构直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接，随着服务器CPU的处理能力越来越强，存储硬盘空间越来越大，阵列的硬盘数量越来越多，SCSI通道将会成为IO瓶颈；服务器主机SCSIID资源有限，能够建立的SCSI通道连接有限。DAS存储设计有一定局限性，缺少服务器存储连接的灵活性，无法满足用户大范围、大面积的服务器存储的部署，同时DAS存储的扩展性相对小，无法解决用户海量存储要求及存储冗余性要求。1.9.2DAS存储物理结构图DAS存储系统结构图1.9.3SAN存储架构中心数据管理系统推荐的基于存储区域网的解决方案中，当整个系统有大量数据的存取需求时，数据完全可以通过SAN网络在相关服务器和后台的存储设备之间高速传输，而且服务器可以访问SAN上的任何一个存储设备，提高了数据的可用性。SAN对于网管中心系统的优势主要体现在：集中式管理：分布式的设备，包括主机系统、存储系统、交换机和光纤适配器等等，均可以集中管理。整个系统的数据备份和恢复工作也可以统一集中控制,确保了数据的安全性。企业备份：备份程序得到简化，磁带子系统可以被多个主机服务器所共享，而且备份时不会占用局域网LAN带宽，即所谓LAN-Free备份。而业务数据容量通常比较大,LAN-Free的备份使整个系统不会被阻塞。高可用性和灾难恢复：可以在多台服务器和存储设备上建立任意两点间的连接。能形成一个被多个服务器通过多条路径访问的共享存储池，从而导致了更高的可用性，保证业务不间断。数据共享：分布式服务器可以访问一个大的集中管理的存储子系统来运行各种数据共享应用。旧有设备投资保护：通过组成高可用性能的SAN存储架构，可用大大提高旧有设备的数据的安全级别，多平台支持:该方案使用户能迅速、方便地建立、整合和管理其多平台的存储环境，让用户对其异构存储局域网拥有无