IBM数据中心存储解决方案

IBM数据中心存储解决方案数据集中数据是企业最宝贵的资产数据集中可以使企业充分利用信息资源数据中心的核心是数据数据存储需要存储设备存储设备的安全性决定着企业数据的安全性存储设备的性能决定着企业数据的效率当前，我们正处在一个信息爆炸的时代，数据的存储量已经不仅仅是用KB、MB、GB甚至TB来计算，在不远的将来，人们所谈论的将是PB(1petabyte=1,000terabytes)甚至EB(1exabyte=1,000petabytes)。根据IDC公司的统计报告，企业数据的增长速度是每九个月增长100%。在企业的作业系统和数据采掘中，大量的、频繁的数据移动将会对用户的区域网或者广域网造成巨大的影响。此外，如何使分布的存储设备(存储农场，StorageFarm)更加有效的运行，也是摆在每个用户的问题。从计算机的发展历史来看，从最早的服务器/客户机模式，到今天的网络计算环境，今后的移动计算环境，对数据的请求不再受时间和空间的限制。随之而来的问题是，当前的数据多分布在与服务器相连的独立存储之上，从而造成所谓的“信息孤岛”的现象。这使数据的存储、利用、分析和管理都非常地复杂。越来越多的用户已经意识到这种数据分散带来的问题：总拥有成本的升高和信息技术系统效率的降低；技术支持与行政管理人员的增加；缺乏统一的标准；系统安全与数据完整性的风险增加；软件投入与硬件维护费用呈螺旋上升的趋势；计算机资源利用的低效率；无法在企业整体范围内实行应用与数据的统一；为财务管理、数据分析和资产控制带来困难；用户虽然拥有的数据，但是无法将这些数据发挥更大的效益，难以实现数据分析、数据采掘、决策支持等商务智能的工作。存储区域网采用存储区域网，可以通过快速的、专用的光纤网络，将上百个甚至几千个存储设备连接起来，组成低成本的、易于管理的存储区域网络。存储区域网不仅可以减少数据移动对现有的网络系统的压力，从而降低存储的成本，而且可以通过将存储设备的集中，方便地进行监视和调整，从而实现灵活方便的管理。从业务集中的步骤来看，存储集中是企业进行数据集中的基础，只有实现了存储集中，即数据的集中，才能实现今后的数据中心大集中。采用存储集中后，企业将能够更有效地利用数据，从而实现：降低总体拥有成本；更有效的管理人才；更有效的财务管理；更有效的信息资源使用；提高应用服务级别；快速响应；系统的高可用性；数据访问的易操作性；存储集中的解决方案存储平台设计原则性能存储性能是系统设计的重要原则之一，存储的性能应能够满足应用系统峰值的需求，并有进一步扩展的空间，包括容量和性能的扩展。从计算机的发展历史来看，计算机的芯片发展速度按照摩尔定律，已经提高了成千上万倍，而计算机I/O速度，即磁盘系统接口速度，则从SCSI的每秒5MB到目前业界最快的FC-2协议每秒200MB，只提高了四十倍。因此选择性能最佳的磁盘系统，可以有效地提高计算机系统的I/O性能，从而提高计算机的整体性能。扩展性由于企业数据的增长已经呈几何级数的增长，企业每年数据成倍地增长早已经不是新闻了。为了保证磁盘系统的增长满足企业今后发展的需要，对磁盘系统的扩展性应从以下几个方面进行准备：磁盘系统的容量扩展性。磁盘系统本身设计会有一定的局限，其容量最大可扩展能力是否满足企业今后数据发展的需要，是企业选择磁盘系统时应当考虑的一个方面。磁盘系统的扩展兼容性。由于磁盘系统的发展也是日新月异，用户在存储扩容时还要考虑新磁盘系统与旧设备之间的兼容性，即产品系列有连续性。对于某些采用OEM磁盘系统的厂商，需要注意其与原厂商的OEM合约的有效期，以免出现由于更换OEM产品而导致产品支持、升级、扩容的问题。磁盘驱动器的兼容性。由于磁盘驱动器的技术近处来飞速发展，容量已经从9GB、18GB发展到36GB、73GB，146GB磁盘。转速也已经从一万转发展到一万五千转。只有能够支持不同容量、不同转速的磁盘驱动器，才能最大限度地保护用户的投资。可靠性数据是企业最重要的资产，数据的可靠性很大程度上依靠存储设备，主要是磁盘系统的可靠性。因此，作为磁盘系统的选择，可靠性永远是用户的第一考虑。虽然所有的磁盘厂商都声称自己的磁盘系统是可靠的，但是用户还是可以下几点来进行考察：冗余电源和风扇。由于硬件失效的大部分原因是由于电源问题，因此，采用冗余电源设计可以有效地防止这一故障的出现；风扇(或者冷却系统)则是在机房环境温度过高时保护磁盘系统的一种手段，采用冗余风扇设计，必要时可以加大冷却效果，保护磁盘系统的正常工作。写缓存的数据保护。由于在磁盘系统的设计中越来越多地采用了控制器(卡)缓存的设计，而读写缓存可以提高读写数据的速度(由于写磁盘是机械动作，通常为秒级；而写缓存是电子动作，通常为纳秒级)。但是，由于有了缓存设计，主机(服务器)写数据时，只要将数据写入磁盘系统的写缓存内，主机就认为写操作结束，如果此时写缓存发生故障(掉电、硬件故障、人为故障等)，数据因为没有写入物理磁盘而导致数据丢失。为防止这种情况的出现，通常应当在写缓存采用NVS(非掉电式存储缓存，即有单独电池保护的缓存，电池通常可以保护数据在缓存中几天不丢失)以防止电源失效；另外，对写缓存还应采用诸如镜像等的保护措施，以防止写缓存的故障。RAID数据保护。采用RAID方式对数据进行保护，是提高数据可靠性最常用的方法。RAID方式有许多种，其编号只是代表某一种保护方式而已，并不是数字越大或者越小越好。应当说明的是，RAID0不具有数据保护功能，它只是将数据打散分布在不同的磁盘。至于采用何种RAID形式，则应于客户的数据重要程度、性能的要求，以及经费情况等总体考虑。只有支持多种RAID形式，并且支持不同RAID组的混合才能够满足用户对于不同分区的要求。总线(包括内部总线和外部总线)。外部总线通常会配置为冗余配置，一方面可以提高可靠性；另一方面，还可以提高性能。外部总线一般可以根据用户的需要进行选配。而内部总线通常是磁盘阵列已经设计好，用户无法选择配置。而内部总线的单点故障常常会被许多用户所忽略，由于SCSI总线是单向单I/O，如果总线发生故障，则导致数据无法访问。因此，选择没有单点故障的内部总线设计，这是用户需要注意的一点。功能随着计算机的发展，服务器集中、存储集中的思想越来越受到关注。为了实现存储集中，存储区域网乃至灾难备份等要求，需要磁盘系统不仅仅是简单的磁盘阵列，而是具有一定功能，如：远程数据自动拷贝、快速磁盘镜像、多重镜像等功能的存储服务器，来满足用户不断提高的需求。厂商的售后服务数据是企业最重要的资产，数据的可靠性很大程度上依靠存储设备，主要是磁盘系统的可靠性。存储设备安全性至关重要，厂商的服务与技术支持能力十分重要。存储系统总体设计数据中心建成后将用户系统的数据核心平台，将支撑众多业务系统的日常运行。由于业务系统的上线运行是一个渐进的过程，因此总体设计时系统的可扩展性和投资保护十分重要。虽然三层/多层结构提供了系统扩展上的灵活性，但是在硬件方案设计上依然需要注意扩展的需求。根据前文描述的软件架构，硬件总体方案设计如下图所示：目前，业界普遍采用存储区域网（SAN）的方案，主服务器通过以太网连接到以太网上，每台服务器同时另外配置两块光纤通道卡，每块光纤通道卡分别连接到两台光纤交换机上。IBM的光纤交换机作为SAN的核心部件，也采用双配置，作为高可靠的冗余配置。磁盘阵列采用双光纤通道与光纤交换机分别相连。这样，任一台服务器、服务器上的通道卡、交换机出现故障，都不会影响对存储设备的访问。磁带库可以通过SAN方式，连接到光纤交换机上，这样可以实现基于SAN的数据备份，从而不占用网络与数据库服务器的资源。磁带库建议采用目前最流行的LTO格式，LTO是IBM公司与惠普（HP）、希捷（Seagate）三家公司联合开发出来的磁带格式标准。它具有开放性（业界开放标准）、高容量（每盘200GB）、高性能（35MB/秒的传输速率）和高可靠性（伺服轨道、磁阻磁头）的特点。磁盘阵列建议选择IBM公司的企业存储服务器2105800（代号“银鲨”），采用8GB缓存以提高访问效率。磁带库建议选择IBM公司的3584磁带库。光纤交换机建议采用2台2109F16，共32个端口，每台16个端口。存储产品指标如下：技术指标要求接口标准光纤通道接口速率每端口支持200MB/秒连接能力支持连接Sun、HP、IBM、Compaq、SGI等UNIX主机，以及运行WindowsNT/2000、Linux的Intel平台服务器支持SAN支持SAN光纤通道交换机和点对点方式，支持多平台主机共享配置与交换机连接端口数量6个与主机连接端口最大数量=16个配置高速缓存8GB最大支持高速缓存=64GB配置容量=20TB配置热备份盘（HotSpare）块线缆长度=30米线缆接口标准可以连接到光纤交换机上磁盘驱动器支持18GB、36GB、72GB磁盘驱动器磁盘驱动器的扩展能力支持不同容量的磁盘驱动器混合存在于同一磁盘阵列内RAID保护支持RAID5和RAID0+1硬件保护，并且支持RAID0+1与RAID5混合冗余电源配置冗余电源冗余冷却系统配置冗余风扇内置CPU数量8颗内置CPU支持64位CPU支持64位内置CPU主频=600MHz内部磁盘路径=64条内部磁盘接口总带宽=2500MB/sec磁盘转速=10000rpm保修原厂3年图形化管理软件配置图形化管理软件快速拷贝功能配置FlashCopy或者相同功能的内部磁盘快速拷贝功能以供数据备份数据路径优化配置可用于主机多个光纤通道卡间，数据路径优化的软件（可支持IBMAIX、HP-UX、SunSolaris、WindowsNT/2000等）容灾随着信息技术的发展，企业越来越依赖于数据处理来进行它的商业行为，保证它在业界的竞争力。数据处理的高可靠性和高可用性越来越成为关键。如果企业发现数据丢失，业务的开展将变得极其困难，更为重要的是，企业将失去客户的信任以及一系列的企业赖以生存发展的市场。核心数据的丢失，严重时完全有可能造成整个企业的瘫痪。尽管随着科学技术的发展，计算机系统的可靠性日益增加，像IBM的HACMP高可用集群多处理技术可以在局域网范围内解决大部分的硬件和软件引起的系统不可用问题，但是由地震、洪水、火灾、战争等天灾人祸或由于软硬件故障而使生产系统整体无法正常工作等情况所造成的损失依然可以轻而易举地摧毁企业赖以生成的IT系统。所以，在异地建立灾备中心对于极度依赖IT的企业便成了必然的选择。IBM提供了从数据级到应用级的灾难备份解决方案。其中数据级的方案采用PPRC。传统的灾难恢复方法（如每天对重要文件进行磁带拷贝并将这些拷贝转移到远地点）仍然能够满足大部分公司的需要。不过，某些公司的需求已经证明了使用远程拷贝功能的必要，远程拷贝就是在一个远地点维护生产数据的一份最新拷贝。（远程拷贝也被称为远程镜像）。业界有两种基本的基于磁盘系统的远程拷贝形式：同步远程拷贝：来自处理器的更新被写往本地连接的磁盘系统，该系统将数据转发给远地点连接的磁盘系统。只有当两个系统都拥有数据的拷贝以后本地系统才会向处理器返回一个I/O完成指示。同步远程拷贝能够在远地点提供最新程度的数据当前值，但应用程序会因等待写I/O操作的完成而被延迟。异步远程拷贝：来自处理器的更新被写往本地连接的磁盘系统，该系统立即向处理器返回一个I/O完成指示。更新在很短的一段时间(在实际中通常在数秒钟到一分钟左右)以后被送往一个远程系统。异步远程拷贝对应用程序性能的影响最小，但远程磁盘系统在数据最新性方面与本地系统相比会有一个延迟。数据级灾难备份方案PPRCIBM的PPRC提供了实现灾难备份的方案基础。PPRC全称PeertoPeerRemoteCopy，是以存储为基础的、实时的、与应用无关的数据远程镜像功能。PPRC实现较为简单，是无数据丢失且具有完全恢复功能的的灾难恢复解决方案。PPRC基于IBM企业存储服务器ESS，通过光纤通道，以逻辑卷为基本单位，将本地ESS上的数据同步镜像到远端ESS上。为在保证数据的即时性、完整性和系统性能之