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数据存储上层楼,科学发展新思路
2011年10月20日 戴尔(中国)有限公司原创
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解决方案

项目背景:存储发展新思路 — 分级存储自动化,科学发展持续化


成立于1976年的清华大学计算机与信息管理中心(以下简称“清华大学计算中心”)是清华大学数字校园的建设者和运营者,承担着清华大学全校信息教学、网上科研、IT管理、信息服务的建设与管理重任。经过多年的发展,由计算中心研发并投入运行的校级IT应用系统达到数百个,包括学校信息门户、电子身份管理与认证、校办公自动化、网络教学、教务管理、科研管理、学生管理、人力资源管理、财务管理、实验室管理等系统。为保证上述系统相关数据的安全与高效,清华大学计算中心早在多年前就建设完成了一套统一化存储平台,实现了全校T数据大集中。


随着时间的推移和应用的逐步深入,清华大学计算中心原有存储平台在某些层面的服务能力略显不足 。具体来说,主要表现在如下几个方面,第一,无法实现自动化的分层存储,系统优化能力亟待提升;其次,存储架构与接口技术深度耦合,不能随意支持SSD固态盘等高性能磁盘,无法实现多层次应用的定制化存储配置;第三,数据安全保障能力相对不足,无法实现全天候瞬时数据故障恢复;第四,存储性能受磁盘组的直接限制,不能实现数据块级的数据并发访问;第五,生命周期受限,不能实现可持续化的快速发展。为解决这些问题,清华大学计算中心本着高效集约、科学发展的总体原则,决定采用“戴尔Compellent流动数据存储方案”对其IT系统存储平台进行全面的升级。

 

面临挑战:分层存储要抓住根本——跳出传统存储模式的思维限制,在“数据块”层面解决问题.

 

分层存储是存储系统资源合理配置的重要方法和措施,如果实施得当不仅可以保证存储系统的性能,而且
还可以做到成本的合理节省。传统存储在分层方面也有许多方案,但归结在一起,多是在文件层面或在存
储卷层面实现的分层存储,由于无法从数据块层面实现资源的科学调配,所以总是存在存储系统总体效能
不高、资源配置不尽合理、资源优化费时费力、维护成本居高不下等这样或那样的问题。此次清华大学计
算中心在选择存储方案时,就考虑到了这些情况,并提出了跳出传统存储模式的思维限制,在“数据块”层


面解决问题的方案选型思路。

 

在资源配置方面,传统存储无法实现全面的自动化资源最佳配置,无法让数据实现智能化流动;在性能方
面,传统存储基于磁盘组架构,性能被磁盘组直接限制,无法实现性能扩展的最大化;在成本方面,传统
存储不能动态调配资源,不仅初期建设成本高,而且后期运行成本也居高不下;在节能方面,传统存储无
法自动实现资源的精简,所以总体耗电量大。综上所述,全面采用数据块级的分层存储系统已是大势所趋。


首先,新选择的存储方案要有持续的数据恢复能力,可以在任何时间瞬时恢复任何1分钟的任意逻辑损毁数
据;其次,新选择的存储方案要帮助技术人员快速地完成长期规划,在拥有少量物理存储空间时构建出长
期所需的超大逻辑空间,并保证在扩容时设备不停机、应用不中断;第三,新存储方案的整体存储架构要
完全独立于硬盘接口,以便于存储平台的发展不再受到磁盘接口的限制。
经过全面的考察和严谨的论证,清华大学计算中心最终决定选用“戴尔Compellent流动数据存储方案”升级


其IT系统存储平台,以数据块级分层存储实现存储系统的自动化、科学化、高效化、集约化发展。具体方


案如下:

 

核心存储部分


清华大学计算中心引入了1套Dell Compellent Storage Center 存储系统,这套系统的核心是两个存储控
制器,在具体工作中两控制器均处于工作状态,以负载均衡的模式(ACTIVE/ACTIVE)对外提供服务。在
容量配置方面,戴尔为这套Dell Compellent Storage Center 存储系统配置了两个SAS盘箱,其中一个盘
箱配置了12块15000转的450GB SAS硬盘,另外一个盘箱配置了12块7200转的1TB SAS硬盘。在软件方面,


面临挑战:分层存储要抓住根本——跳出传统存储模式的思维限制,在“数据块”层面解决问题


解决方案:全面采用戴尔Compellent流动数据存储方案,以数据块级分层存储实现存储系统的自动化、高效化、集约化发展..


目前,基于戴尔Compellent流动数据存储方案的新存储系统已经上线运行,其运行状态十分稳定。新系统的上线让清华大学计算中心IT存储资源配置水平迈上了新的台阶。具体以网络教学系统为例,以往计算中心只能为其配置较高性能的存储卷以保证多媒体课件的传送效率,但是很多文本型课件也要占用高配置高性能的存储资源,资源浪费十分严重。与此同时,在放假期间,网络教学系统的使用率较低,相关存储资源也不能自动释放给任务繁重的科研系统,资源利用和分配不够科学。现在上述问题得到了全面解决,应用系统的任何子项都可以按照访问需求获得最合理的资源配置,在不同时段不同应用也可以按需要获得最为合理的存储资源,最为重要的是上述所有过程都是自动的,不需要技术人员的介入和事前规划。
清华大学计算中心程志锐老师是项目的规划者和项目建设的主要负责人,他从纵向全面分析了分层存储在清华大学的发展历程,并对戴尔Compellent流动数据存储方案予以高度评价。程志锐老师介绍说:“分层存储经历了三个阶段,第一是基于设备的阶段,第二是基于存储卷的阶段,第三是现在基于数据块的阶段。在前两个阶段,我们需要投入大量的人力物力进行资源配置规划,实施部署,优化调整,现在我们只需要完成存储系统的部署,所有的资源配置优化工作完全交给戴尔Compellent,其独有的智能化流动数据存储功能将替代我们原来所有的工作,这让我们的工作效率提升了至少90%”。

 

程志锐老师接着介绍说:“在存储性能方面,系统运营成本方面,数据安全方面,在灵活配置方面,未来发展方面,戴尔Compellent流动数据存储方案都表现出色。首先,在性能保障方面,戴尔Compellent存储架构先进,不仅支持FC、SATA、SAS硬盘,而且支持SSD固态盘,可以提高存储系统整体性能至闪存级,同时基于数据块的并发技术,可以让应用系统获得持续性(1008块磁盘并发读取)的性能保障;其次,在运营成本方面,Compellent系统与具有相同性能的传统存储系统相比,具有总发热量小、耗电少、占地空间少的特点,有效节省了系统的运营成本,与此同时将来扩展Compellent系统只需要添加低成本磁盘就可以换取高性能空间,有效节省了系统的扩展成本,总体而言戴尔Compellent方案可以帮助我们节省大概60%-70%的总体拥有成本;第三,在数据安全方面,Compellent的持续数据保护功能(Data Instant Replay)可以全天候瞬时恢复任何1分钟的任意逻辑损毁数据,让系统数据的安全性提升至少80%;第四,在灵活配置方面,Compellent可以让技术人员更容易完成业务的长期规划,Compellent全面支持自动精简配置技术,可以在拥有少量物理存储时构建出长期所需的超大逻辑空间,并且在不停机的情况下无缝地完成卷扩展;第五,在未来发展方面,Compellent采用独立与硬盘接口的技术架构,这种融入未来的架构,不仅可以让用户及时应用最新的硬件技术,而且不需要更换任何存储部件,有效保护了客户的原有投资。”