H3C電力數(shù)據(jù)存儲管理解決方案

隨著電力信息化的不斷發(fā)展，電力企業(yè)的核心業(yè)務越來越依賴于信息系統(tǒng)的可靠運行，信息系統(tǒng)中的關鍵業(yè)務數(shù)據(jù)已成為他們最重要的資產(chǎn)。不過，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，均有可能帶來數(shù)據(jù)的丟失，從而給整個電力企業(yè)帶來無法估量的損失。因此，對關鍵的業(yè)務數(shù)據(jù)進行備份保護已經(jīng)刻不容緩。

作為電力企業(yè)應對數(shù)據(jù)災難的有效手段，容災備份對于保障電力系統(tǒng)的正常運營具有重要意義。尤其在電力企業(yè)應用系統(tǒng)和重要數(shù)據(jù)越來越多的今天，能量管理系統(tǒng)、電量計量、電力市場系統(tǒng)、水調(diào)系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)、財務管理統(tǒng)、用電營銷系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、PKI系統(tǒng)等，這些數(shù)據(jù)大多分布在內(nèi)部系統(tǒng)的多臺服務器上，容災備份不僅工作量大，并已成為保證電力系統(tǒng)正常運營的靈丹妙藥。

不過，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(tǒng)，必須具有簡單、快速的易操作性，能夠以最短的時間處理故障，恢復系統(tǒng)的運行，并在故障消除后，將系統(tǒng)運行恢復原狀。為了實現(xiàn)這一目標，一直以來，人們都在積極探尋有效的數(shù)據(jù)存儲與保護解決之道。

數(shù)據(jù)管理的漫長探索

在傳統(tǒng)電力IT系統(tǒng)中，主機系統(tǒng)既負責數(shù)據(jù)的計算，也在通過文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等手段對數(shù)據(jù)進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(tǒng)（Windows/Linux/FreeBSD/SCO UNIX/AIX/Solaris/HP-UX/IRIX等）多達近十種，文件系統(tǒng)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的系統(tǒng)環(huán)境中，使數(shù)據(jù)被分割成雜亂分散的“數(shù)據(jù)孤島” (data island)，無法在系統(tǒng)間自由流動，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，人們開始尋找存儲網(wǎng)絡化和智能化的方法，希望通過提高存儲自身的數(shù)據(jù)管理能力，獨立于主機系統(tǒng)之外，以網(wǎng)絡方式連接主機和存儲系統(tǒng)，以設備資源透明的方式為計算提供數(shù)據(jù)服務，從而將數(shù)據(jù)管理的職能從標準混亂、應用負荷沉重的主機中分離出來。從1997年FC協(xié)議的標準公布開始，以SAN（存儲域網(wǎng)）的建設為代表，IT行業(yè)開始了計算與存儲分離的探索。

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

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

1、可靠性 Availability

數(shù)據(jù)集中到存儲系統(tǒng)中，必然對系統(tǒng)設備的可靠性提出更高的要求。同時需要建立數(shù)據(jù)備份、容災系統(tǒng)進行配合，提高數(shù)據(jù)安全性。

2、可擴展性 Scalability

網(wǎng)絡時代業(yè)務發(fā)展的不確定性和數(shù)據(jù)的高速膨脹，對獨立于計算系統(tǒng)之外的存儲系統(tǒng)，必然提出高可擴展性的要求。這種擴展性并非是簡單的容量擴展，同時還必須包括數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)交換帶寬和數(shù)據(jù)管理功能的擴展。

3、兼容性 Compatibility

雖然存儲系統(tǒng)已分離于計算系統(tǒng)之外，但今天主機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的使用方式，仍舊以文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為主要手段。存儲系統(tǒng)要適應各種主機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)I/O要求，就必須能夠兼容各種操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等各種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)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、計算等各種設備統(tǒng)一管理和集中管理，能夠在各種復雜的環(huán)境中實現(xiàn)方便統(tǒng)一的設備和數(shù)據(jù)管理功能。

5、性能 Performance

能夠根據(jù)不同應用類型要求，提供帶寬、IOPS（IO Per Second,每秒IO操作數(shù)）、OPS（Operations Per Second，每秒并發(fā)操作數(shù)）、ORT（Overall Response Time，總響應時間）等不同指標側重點的性能服務。高端系統(tǒng)還應能夠?qū)ο到y(tǒng)性能進行動態(tài)的擴展和調(diào)整。

6、功能 Function

各種數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)版本管理、數(shù)據(jù)復制、在線擴容等數(shù)據(jù)管理功能。

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

1、FC協(xié)議發(fā)展時間短，投入研究和開發(fā)的廠商很少。大部分巨型廠商如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，僅僅停留在被動使用的角色。這使得FC協(xié)議發(fā)展緩慢，價格昂貴。在過去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其他領域（計算、網(wǎng)絡）的發(fā)展速度。而單位價格卻遠遠高于行業(yè)平均水平（FC每端口價格在5000人民幣以上，而千兆以太網(wǎng)端口每端口價格僅在600元左右?。３杀靖甙菏沟么鎯Ξa(chǎn)品廠商不得不采用性能功能配置不合理、較差的體系結構來設計產(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、由于參與核心技術開發(fā)的廠商少，使FC協(xié)議的完善大大滯后于市場需要。到今天為止，主要的3、4家FC交換機的供應商仍然無法將各自的FC交換機互聯(lián)，更不用說級聯(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，加上不同的主機操作系統(tǒng)差異，使FC SAN的建立過程充滿了標準沖突，絕大多數(shù)部署和管理過FC-SAN的用戶都深切體會到FC-SAN的復雜、難以管理和兼容性差。因此，F(xiàn)C SAN無論從設備成本和管理成本上，還是從技術支撐能力上，都很難真正構建起一個支撐整個計算環(huán)境的數(shù)據(jù)平臺。

3、FC協(xié)議的設計，是以局域環(huán)境SAN為假想使用場景。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?shù)染W(wǎng)絡協(xié)議的必須內(nèi)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)造了一個高效率傳輸?shù)陌駱?。但隨著網(wǎng)絡應用的突飛猛進，廣域環(huán)境應用、Internet應用的飛速增長，存儲的數(shù)據(jù)管理從局域環(huán)境向廣域、跨SAN進化的時候，F(xiàn)C協(xié)議暴露出越來越多的缺陷和問題。缺乏行業(yè)廣泛支持基礎的FC，正面臨令牌環(huán)、ATM等類似協(xié)議同樣的尷尬處境。