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1、某公司存储虚拟化解决方案项目名称某公司信息化系统存储虚拟化项目编制人李霞编制时间 2013 年 06 月 20 日目 录1项目方案背景31.1现状分析31.1.1某公司信息化系统现状概述31.1.2系统使用存储状况31.2项目建设的必要性及重要意义41.3项目方案概况52项目方案目标53项目方案范围54项目方案可行性分析64.1系统方案设计总述64.2实施方案设计步骤74.3软硬件设备清单75系统原有数据的迁移和容灾71 项目方案背景1.1 现状分析1.1.1 某公司信息化系统现状概述该公司各个信息系统存储分散，造成管理上的不便和资源使用率的低下，数据安全也不能得到很好的保证；且使得管理者无法
2、站在整个信息系统资源的角度对其进行统筹规划，致使其成长性较弱。1.1.2 系统使用存储状况 存储设备(1) IBM DS4700阵列上，系统A可使用的总容量为1400G，现已使用了800G，使用率为57%；系统B可使用的总容量为1950G，现统计分析系统已使用了900G，使用率为67%。系统C可使用的容量已全部分配完毕。(2) IBM FastT600阵列上，系统A测试环境可使用的总容量为1340G，现已使用了1340G，使用率为100%；系统D可使用的总容量为340G，现已使用了170G，使用率为50%。(3) IBM DS5020阵列上，系统E数据库服务器可使用的总容量为1540G，现已使
3、用了1530G，使用率为97%；系统E应用服务器可使用的总容量为270G，现已使用了206G，使用率为76%。(4) EMC CX3-40阵列上，系统F可用总容量为941G，现已使用了325G，使用率为32%；系统G可用总容量为800G，现已使用了270G，使用率为34%；系统H可用总容量为600G，现已使用了305G，使用率为51%。(5) EMC CX500阵列上，系统J数据库服务器可用总容量为120G，现已使用了95G，使用率为79%；系统J应用服务器可用总容量为300G，现已使用了280G，使用率为94%。1.2 项目建设的必要性及重要意义目前该公司的磁盘阵列划分孤立、分散，造成磁盘阵
4、列的浪费以及数据的高风险性，且十分不易于维护。随着之后系统和数据量的不断增加，这一现象将会持续加剧。另外该公司的存储设备来自不同的厂家或者采用了不同的型号，为了方便统一管理，我们可以通过实现存储的虚拟化，将存储整合起来，可以实行对整个磁盘阵列进行总的调配和规划，充分利用磁盘阵列上的空间，提高系统的运行率，减少数据丢失的风险；并且易于管理和维护，能够优化数据备份机制。为提高资源使用率以及系统高性能和高安全性的保证，本次项目需采购两台相对商端的磁盘阵列，在实行存储分级时，我们可以将重要的和需要要保证高性能的系统和数据规划存放在这两台磁盘阵列上。从节约成本上考虑，本次项目还需采购一台低端的磁盘阵列，
5、在存储分级中，这个阵列用来存储一些对安全性和性能要求不高的数据。目前旧磁盘阵列划分RAID后，可使用空间为9.77T。使用了6.46T, 使用率66%。本次采购的阵列实际可用大小约为11T。可以充分满足该公司未来3年的数据增长所带来的阵列需求，并且新采购磁盘阵列能够全面覆盖旧的磁盘阵列空间，在风险上，可以有效的预防旧有磁盘阵列的损坏或报废所带来的新的存储空间需求。在存储的分级上， 有更宽裕的容量去做各种调整。并且大容量并不会浪费。 可以在满足了基本需求以及应付各种临时性的存储申请后，可以将剩下空闲的存储作为新系统上架的存储，在未来的采购中，可以集中统计存储需求，充分利用起来。 避免多次申购小磁
6、盘阵列造成的成本上升以及空间利用率浪费。如无特殊的磁盘阵列需求，预计可满足未来3年内该公司磁盘阵列的需求。本次项目作为一次存储改革性项目，使得在存储容量方面，我们站在该公司信息化建设全局的高度来统一规划调配，因此在以后新增项目建设中，不需要再单独考虑存储的采购需求。1.3 项目方案概况通过采用存储虚拟化技术，引入虚拟存储设备来总体规划和管理先前所有的存储；在提高存储设备利用率的同时，也大大的改善了数据的安全性和系统运行效率。2 项目方案目标通过采用SVC存储虚拟化技术，引入以存储为中心的信息化建设理念，将各系统的数据存储集中，提高存储利用率，使核心系统在线的数据存储在两台设备上，任何一台设备发
7、生故障都不会影响系统的运行；在提高系统运行率的同时，减小了数据丢失的风险。此外，由于同时有两台设备用于核心数据存储，可通过优化核心数据备份机制，实现重要数据的实时备份。3 项目方案范围本次项目作为一个整合化处理项目，不需要极大的变动整体架构，仅需要变动各个系统连接存储的方式，使各系统通过存储虚拟化设备去连接各个磁盘阵列，由存储虚拟化设备去统一管理各个磁盘整列。4 项目方案可行性分析4.1 存储整合解决方案简介存储的整合工作也叫“虚拟存储(Storage Virtualization)”或“存储虚拟化”，是指把多个存储介质模块(如不同的磁盘阵列、硬盘等)通过一定的手段集中管理起来，所有的存储模块
8、在一个存储池中得到统一管理，其目的是集中存储资源，更好管理存储为企业提供资源。IBM 虚拟引擎(SVC)采用“虚拟存储”技术整合异构存储设备。如上图所示，SVC是整个SAN网络的控制器，将整个SAN中的各种存储设备整合成一个巨大的“存储池”，使得用户充分利用存储资源并可按需分配存储空间、性能和功能，其主要功能如下：帮助企业用户构建统一、合理的、高可扩展的存储架构；统一管理存储系统，把多个存储系统整合成单一的存储池，其兼容市面上常见主机系统和存储产品；简化各种复杂的存储系统管理，可通过GUI（图形界面）管理所有存储系统；迁移过程无需停机，支持7X24小时业务不间断运行，迁移过程主机系统和应用不受
9、影响；提供快照、数据复制等功能，做到跨存储及跨地域的数据保护；采用SVC可方便的帮助用户实施分级存储。用户采用SVC方案时，面对大量的异构存储设备，无需考虑后端物理存储是哪个厂商、型号的设备，服务器端所使用磁盘空间的均为是物理设备的逻辑映像。即使物理存储发生变化，也不会影响到逻辑映像，系统管理员不必再关心后端存储，只需专注于管理存储空间，所有的存储管理操作，例如系统升级、建立和分配虚拟磁盘、无停机迁移、扩充存储空间等都比以前容易的多，存储管理变得轻松简单。IBM SVC能够将多个磁盘系统的容量整合为一个单一的“容量池”，并通过SVC做简化管理。SVC可以有多个 Cluster 节点组成，每个节
10、点有大的 CACHE 和高性能的处理器，通过虚拟化若干存储设备以一个统一逻辑设备存在，可以被系统中所有服务器访问，防止出现存储设备的信息孤岛。同时，SVC负责I/O处理，SVC控制从主机到存储的数据流，并支持多条数据通路，多条路径并发工作，从而增大I/O并且可做到路径冗余。4.2 系统方案设计总述假设逻辑示意图如下：注:SVC为本次需采购的硬件设备总体方案简述如下：1. 将新买的存储虚拟化设备接入到以上光纤交换机中，用来管理接入以上光纤交换机中的所有的磁盘阵列。2. 修改SAN交换机上zone3. 更改磁盘阵列上的LUN mapping映射4. 在接入光纤交换机中的磁盘阵列中，利用阵列中未使用
11、的空间，在SVC上使用Image Mode来创建VDisk做原有数据的迁移。5. 在数据的迁移过程中，尽量保持系统的稳定性，部分系统可能要停机几分钟。在实施的过程中要协调好停机时间。6. 卸载主机上原有的多通道软件，安装SDD，启动SVC通过以上步骤，实现存储的虚拟化，整合。4.3 工作原理在存储子系统与主机之间引入SVC后，主机所有的I/O必然要经过SVC内部，相当于 SVC 要接管从主机过来的所有I/O。要做到这一点， SVC 借鉴了已有的存储虚拟化技术：存储子系统级别的虚拟化存储子系统级别的虚拟化如下图所示,使用Host Bus Adapter例如1394 Host Bus Adapte
12、r(Controller) 连接磁盘柜, 通过1394 Controller驱动，物理磁盘被映射为系统中的sda,sdb,sdc等SCSI磁盘块设备,块设备上层的虚拟化原理上和主机级别子系统块设备的虚拟化类似。网络级别的存储虚拟化网络级别的存储虚拟化分两种：Out of Band和In Band。如下图所示是Out of Band存储虚拟化的一种方式，存储子系统通过SAN使得3个不同类别的操作系统在Metadata Server的Lock机制控制下共用存储子系统中的3个存储单元。在每个Host上，3个存储单元被虚拟化为一个Stripe Group, 使得各个Host可以采用统一的Stripe策
13、略控制各自的I/O行为。 In-Band的方式实际上是通过数据通道(Data Path)上的虚拟化软件，把呈现在SAN中一个或多个存储子系统的存储单元虚拟化成另外一种方式的虚拟存储单元，称为VDisks.。如下图所示是属于In-Band 存储虚拟化。SVC使用In-Band的虚拟化方式，也就是说，SVC把主机级别的虚拟化实现在SAN的网络层次上实现。 传统的 SAN 网络中，每种存储系统都自成一体，就像一个个独立的孤岛，无法构成一片统一的大陆。而SVC 是整个SAN 网络的控制器，它将整个SAN中的各种存储设备整合成一个巨大的存储池，充分利用存储资源和按需分配存储空间、性能和功能。SVC 实现
14、虚拟存储层的功能，将存储智能加入到SAN的网络中。现在用户可以按照应用不断变化的需求来分配存储，而不再受制于存储子系统设备在功能和性能上的限制。4.4 实施方案设计步骤 存储虚拟化1. 第一阶段购买存储虚拟化设备及磁盘阵列扩展柜。2. 将存储虚拟化设备接入新增的光纤交换机中。3. 安装和配置虚拟化设备环境。4. 对原有的磁盘阵列中存储的数据进行迁移，完成部分系统的数据整合及规划5. 进行功能性测试，并完成上线工作。6. 第二阶段购买新的磁盘阵列或者扩展柜。7. 将新买的磁盘阵列接入新增的光纤交换机中或者将新买的磁盘阵列接入原磁盘阵列的控制器。8. 对数据进行优化，完成所有系统的数据整合及规划，确保系统的高性能和高安全性。9. 进行功能性测试，并完成上线工作。4.5 软硬件设备清单序号产品名称单位数量主要配置备注3虚拟存储管理设备套1IBM SVC（机架式，4U）：2节点，2T容量，冗余电源，3年724原厂保修负责整体管理本地磁盘阵列4磁盘阵列扩展柜台N5 系统原有数据的迁移和容灾引用SVC虚拟化技术后，可以使用Copy Service 使得不同厂商之间可以轻松地实现实时的容灾备份以及数据迁移，如下图：
