H3C電力數據存儲管理解決方案

隨著(zhù)電力信息化的不斷發(fā)展，電力企業(yè)的核心業(yè)務(wù)越來(lái)越依賴(lài)于信息系統的可靠運行，信息系統中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數據已成為他們最重要的資產(chǎn)。不過(guò)，由于人為的誤操作、軟件缺陷、硬件故障、計算機病毒、黑客攻擊、自然災難等諸多因素，均有可能帶來(lái)數據的丟失，從而給整個(gè)電力企業(yè)帶來(lái)無(wú)法估量的損失。因此，對關(guān)鍵的業(yè)務(wù)數據進(jìn)行備份保護已經(jīng)刻不容緩。

作為電力企業(yè)應對數據災難的有效手段，容災備份對于保障電力系統的正常運營(yíng)具有重要意義。尤其在電力企業(yè)應用系統和重要數據越來(lái)越多的今天，能量管理系統、電量計量、電力市場(chǎng)系統、水調系統、調度生產(chǎn)管理系統、財務(wù)管理統、用電營(yíng)銷(xiāo)系統、辦公自動(dòng)化系統、PKI系統等，這些數據大多分布在內部系統的多臺服務(wù)器上，容災備份不僅工作量大，并已成為保證電力系統正常運營(yíng)的靈丹妙藥。

不過(guò)，考慮到災難發(fā)生的突然性，電力企業(yè)所選用的災難備份和恢復系統，必須具有簡(jiǎn)單、快速的易操作性，能夠以最短的時(shí)間處理故障，恢復系統的運行，并在故障消除后，將系統運行恢復原狀。為了實(shí)現這一目標，一直以來(lái)，人們都在積極探尋有效的數據存儲與保護解決之道。

數據管理的漫長(cháng)探索

在傳統電力IT系統中，主機系統既負責數據的計算，也在通過(guò)文件系統、數據庫系統等手段對數據進(jìn)行邏輯和物理層面的管理。然而，由于歷史發(fā)展的原因，主流操作系統（Windows/Linux/FreeBSD/SCO UNIX/AIX/Solaris/HP-UX/IRIX等）多達近十種，文件系統格式（FAT/NTFS/EXT2/EXT3/JFS/UFS/VxFS/HFS等）也同樣令人眼花繚亂。各種標準和各種版本擁擠在用戶(hù)的系統環(huán)境中，使數據被分割成雜亂分散的“數據孤島” (data island)，無(wú)法在系統間自由流動(dòng)，自然也就談不上設備的充分利用和資源共享。

有鑒于此，從90年代后期，人們開(kāi)始尋找存儲網(wǎng)絡(luò )化和智能化的方法，希望通過(guò)提高存儲自身的數據管理能力，獨立于主機系統之外，以網(wǎng)絡(luò )方式連接主機和存儲系統，以設備資源透明的方式為計算提供數據服務(wù)，從而將數據管理的職能從標準混亂、應用負荷沉重的主機中分離出來(lái)。從1997年FC協(xié)議的標準公布開(kāi)始，以SAN（存儲域網(wǎng)）的建設為代表，IT行業(yè)開(kāi)始了計算與存儲分離的探索。

在這個(gè)探索的過(guò)程中，人們發(fā)現，數據管理的內涵遠遠超出原先的預想。在完成了簡(jiǎn)單的RAID管理、存儲硬件設備管理的功能后，數據快照、遠程復制、NAS文件共享服務(wù)、法規遵從等各種數據應用需求應運而生，極大地豐富了數據管理的手段和方法。存儲，也從此擺脫了簡(jiǎn)單的設備角色，獲得了以提供數據管理為目的的獨立系統地位，并開(kāi)始在整個(gè)IT系統中扮演基礎架構的角色。

在計算與存儲分離的實(shí)踐中，人們逐漸發(fā)現，性能、容量這些比較明顯易見(jiàn)的存儲系統要求，并不是對一個(gè)獨立存儲系統的全部要求，甚至不是主要要求。要達到存儲系統獨立的數據管理目標，對存儲系統的特性有如下幾個(gè)方面的要求，按照重要性排列分別是：

1、可靠性 Availability

數據集中到存儲系統中，必然對系統設備的可靠性提出更高的要求。同時(shí)需要建立數據備份、容災系統進(jìn)行配合，提高數據安全性。

2、可擴展性 Scalability

網(wǎng)絡(luò )時(shí)代業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性和數據的高速膨脹，對獨立于計算系統之外的存儲系統，必然提出高可擴展性的要求。這種擴展性并非是簡(jiǎn)單的容量擴展，同時(shí)還必須包括數據處理能力、數據交換帶寬和數據管理功能的擴展。

3、兼容性 Compatibility

雖然存儲系統已分離于計算系統之外，但今天主機系統對數據的使用方式，仍舊以文件系統、數據庫系統為主要手段。存儲系統要適應各種主機系統的數據I/O要求，就必須能夠兼容各種操作系統、文件系統、數據庫系統等各種傳統數據管理手段。

4、可管理性 Management

支持各種主流的管理協(xié)議和管理架構，能夠與網(wǎng)絡(luò )、計算等各種設備統一管理和集中管理，能夠在各種復雜的環(huán)境中實(shí)現方便統一的設備和數據管理功能。

5、性能 Performance

能夠根據不同應用類(lèi)型要求，提供帶寬、IOPS（IO Per Second,每秒IO操作數）、OPS（Operations Per Second，每秒并發(fā)操作數）、ORT（Overall Response Time，總響應時(shí)間）等不同指標側重點(diǎn)的性能服務(wù)。高端系統還應能夠對系統性能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴展和調整。

6、功能 Function

各種數據遷移、數據分發(fā)、數據版本管理、數據復制、在線(xiàn)擴容等數據管理功能。

在過(guò)去8年以FC協(xié)議為主的SAN存儲系統建設中，人們逐漸發(fā)現，FC協(xié)議雖然基本解決了傳輸速度和擴大容量的問(wèn)題，卻難以完全承擔起存儲系統獨立化的重任，表現在以下幾個(gè)方面：

1、FC協(xié)議發(fā)展時(shí)間短，投入研究和開(kāi)發(fā)的廠(chǎng)商很少。大部分巨型廠(chǎng)商如IBM、HP、Intel、微軟等重要力量均未投入FC的研發(fā)和協(xié)議推進(jìn)，僅僅停留在被動(dòng)使用的角色。這使得FC協(xié)議發(fā)展緩慢，價(jià)格昂貴。在過(guò)去8年中，真正商用化的FC協(xié)議，僅僅從1GB發(fā)展到了4GB，遠遠落后于IT其他領(lǐng)域（計算、網(wǎng)絡(luò )）的發(fā)展速度。而單位價(jià)格卻遠遠高于行業(yè)平均水平（FC每端口價(jià)格在5000人民幣以上，而千兆以太網(wǎng)端口每端口價(jià)格僅在600元左右?。?。成本高昂使得存儲產(chǎn)品廠(chǎng)商不得不采用性能功能配置不合理、較差的體系結構來(lái)設計產(chǎn)品。典型的就是目前中端產(chǎn)品普遍使用的“雙控制器環(huán)路結構”。

2、由于參與核心技術(shù)開(kāi)發(fā)的廠(chǎng)商少，使FC協(xié)議的完善大大滯后于市場(chǎng)需要。到今天為止，主要的3、4家FC交換機的供應商仍然無(wú)法將各自的FC交換機互聯(lián)，更不用說(shuō)級聯(lián)、堆疊這樣的復雜應用。FC的主機通道卡(HBA)、FC交換機、FC存儲設備分屬不同陣營(yíng)，加上不同的主機操作系統差異，使FC SAN的建立過(guò)程充滿(mǎn)了標準沖突，絕大多數部署和管理過(guò)FC-SAN的用戶(hù)都深切體會(huì )到FC-SAN的復雜、難以管理和兼容性差。因此，FC SAN無(wú)論從設備成本和管理成本上，還是從技術(shù)支撐能力上，都很難真正構建起一個(gè)支撐整個(gè)計算環(huán)境的數據平臺。

3、FC協(xié)議的設計，是以局域環(huán)境SAN為假想使用場(chǎng)景。協(xié)議大幅度刪減了傳輸管理、堆疊擴展、傳輸安全控制、路由、遠程傳輸等網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的必須內容，以獲得單方面的性能提高。1Gb的傳輸能力，在1997年，的確創(chuàng )造了一個(gè)高效率傳輸的榜樣。但隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )應用的突飛猛進(jìn)，廣域環(huán)境應用、Internet應用的飛速增長(cháng)，存儲的數據管理從局域環(huán)境向廣域、跨SAN進(jìn)化的時(shí)候，FC協(xié)議暴露出越來(lái)越多的缺陷和問(wèn)題。缺乏行業(yè)廣泛支持基礎的FC，正面臨令牌環(huán)、ATM等類(lèi)似協(xié)議同樣的尷尬處境。