HUS存储技术方案vHUSWord下载.doc
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4.1.2高性能SAS后端磁盘结构——保证I/O性能 17
4.2独特的对称双活和自均衡控制器 19
4.2.1前端的自均衡路径分配 19
4.2.2后端的自均衡LUN调整 20
4.3面向服务优化的存储系统 21
4.4海量容量扩展和灵活的容量管理 23
4.5安全简便的系统管理 23
4.5.1SNM2架构 23
4.5.2基于JAVA技术的图形化网络管理 24
4.5.3存储在阵列中的管理密码防范管理风险 25
4.5.4PerformanceMonitor性能监控 26
4.6HUS130的技术参数 27
五、产品售后服务和现场培训 29
5.1 HDS技术支持服务体系 29
5.1.1HDS技术支持服务体系综述 29
5.1.2 客户寻求HDS技术支持的途径 30
5.1.3 满足客户可能的不同需求 31
5.2 HDS中国区相关技术支持队伍介绍 32
5.3 HDS维保服务内容与承诺 35
5.3.1 服务方案一览表 35
5.3.2 设备保修期内服务承诺 35
5.3.3 保修期 36
5.3.4 保修范围 36
5.3.5 保修服务流程 36
5.3.6 保修期服务内容 36
5.4 服务响应时间 37
5.5 设备超保服务内容 37
5.6 HDS提供备品备件能力的说明 37
5.7 HDS服务热线电话 38
5.8 技术服务详细流程 38
5.8.1 Hi-Track自动告警 40
5.8.2 故障级别 43
5.8.3 技术支持处理流程 44
5.8.4 技术支持与售后服务规范 51
5.9现场培训 55
一、建议书说明
本方案书是结合客户环境与总体需求而提出的框架性技术方案,以后会随着需求的细化进行补充。
在方案书中,我们从投资成本、需求、技术要求的方面综合分析,推荐了HDSHUS130统一中端存储系统作为整体存储平台的解决方案。
在方案设计中,我们本着以下设计理念:
在满足需求的基本要求下,采用优化设计,使存储设备方案具有高可靠性、高性能、可扩展性、可管理性。
如对本方案书有任何质询,我公司人员愿尽全力作出解释
二、技术方案
2.1技术方案的设计原则
总体方案本着技术先进性、可性能、高可靠性、高可用性、可管理性的设计原则,集合了HDS公司优秀技术设计理念和产品,借鉴了HDS全球众多成功案例和实际经验。
具体表现是:
Ø
技术先进:
系统设计应采用当前先进而成熟的技术,不仅可以满足本期工程的需求,也应把握未来的发展方向。
高性能:
新的存储平台要适应企业多重不同的应用,必须具备强大的处理能力,能够消除原有存储设备的性能瓶颈。
同时,还要满足海量数据增长的需要,确保未来数据膨胀时能够实现在线的容量扩展。
高可靠:
存储平台具有高可靠性,支持服务器平台的高可用性集群技术;
具备先进的容灾的设计;
充分保证系统的高扩展能力和高容错能力,具有通道负载自动均衡能力和存储系统性能调节能力,提供极为充分的可靠性各项指标设计。
高可用:
在不停机情况下,实现不停机扩容、维护、升级等服务,提高性能以满足新的业务需求。
具备7×
24连续工作的能力,平均无故障时间(MTBF)不低于20,000小时,系统的可用性应能达到100%。
在自动化管理软件支持下可以实现磁盘数据的在线(不停机)备份。
可管理:
要求配置实时性能监测管理软件。
可对CPU使用率、内存使用率、交换区使用情况、I/O操作、队列状态、磁盘空间、卷磁盘错误、系统事件、系统中各进程对系统资源占用等性能和操作数据等服务器性能进行实时监控和管理。
2.2技术方案的设计思想
总体方案设计中,我们力争借鉴一些存储反展的新技术、新理念,整体上在满足需求的前提下,使方案更符合存储技术的发展趋势。
我们的设计思想主要有二点:
2.2.1体现存储整合的理念
多年来,随着业务的不断增加和发展,与之对应的IT应用系统也逐渐愈来愈多,数据中心常常陷入不断增加孤立设备与平台的循环往复。
由此形成的结果是:
ü
上一个项目,采购一次设备,每个应用系统的数据大都分散存储、分散备份,越来越多的“设备孤岛”、“资源孤岛”、“数据孤岛”
这些“设备孤岛”之间缺少统一的资源管理和资源共享
随着设备的增多,管理维护工作量随之大量增加
每次采购的设备可能不同类型、不同品牌,不断增加管理的复杂性和维护成本
越来越多的“零散存储资源”,进而影响整个存储资源的利用率不高
IT中心的运营成本也越来越高
所以,我们在方案中希望能构建一个统一的存储资源平台,克服上述各种缺陷。
该平台可以灵活地为IT决策者所规划和建设的项目提供需要的存储资源,也就是说IT部门的领导可以对整个存储资源进行更多的基于策略的管理,根据策略和需要进行动态分配和再分配。
显而易见,利用集中的存储架构,其典型益处有:
实现集中统一的存储资源池,提高存储资源的利用率
通过存储整合实现统一的存储资源池,原来分散的存储设备和资源被一个统一的存储资源池代替。
原来每个“设备孤岛”都有一些没有利用的资源(比如用于扩展需要的、用于其他临时需要的等),而“设备孤岛”越多,这些利用率低的资源的量越多,通过存储整合,降低闲置资源的数量,可以大大降低不必要的资源,提高了利用率。
简化管理,降低管理工作量和维护成本
通过存储整合,设备数量得以大大减少,原来许多零散的设备被一个或少量的功能更强、容量更大、性能更高的设备替代。
原来维护管理多台设备改为集中资源和精力管理维护一台设备,工作量和维护成本得以降低。
实现资源共享、按需分配的灵活机制
通过存储整合实现统一的存储资源池,原来分散的存储设备和资源被一个统一的存储资源池代替,各项目或应用系统共享统一的存储资源,可按照资源需求规划和既定策略进行动态分配和实现安全的数据访问,某个项目不再需要的资源还可进行再分配。
原来“上项目-买设备-部署启用”的模式改为“上项目-申请资源-分配资源-部署启用”的新模式。
便于实现集中数据备份管理
存储整合后改变了数据分散存储配置、分散备份的被动局面,简化了管理流程,利用一些高级数据服务功能,比如系统内数据复制、快照等便与实现集中的数据备份和恢复,大大提高了数据管理的便利性和运行维护的响应速度,IT部门可以为各业务部门提供更为优质的服务。
从总体上降低IT系统的运营成本
存储整合后从根本上提高了资源的利用率,减少了设备的数量,降低维护费用和其他间接费用,同时利用存储整合后带来的新技术比如虚拟化技术、动态容量供应技术等可以减少初期设备采购的成本,所以,通过存储整合从总体层面降低IT系统的总拥有成本(TCO)。
2.2.2体现存储资源的可控性与优化利用
利用缓存分区技术在集中的存储系统架构中实现存储资源的可控和优化利用,首先解释一下存储分区的概念,如下图:
缓存分区的含义是指可以将一台存储设备的缓存(Cache)资源进行划分并组合为若干个独立的缓存分区。
采用了缓存分区技术以后,每个缓存分区完全隔离,数据拥有绝对的安全性,拥有自身独立的存储性能。
利用这一技术在多业务整合的过程中,可以更好地保证各业务系统的数据安全性及安全隔离,同时不同级别的应用系统可以享有不同的系统资源。
我们引入HDSHUS130所提供的缓存分区管理功能,将这一功能运用在信息中心的存储项目中,根据具体的应用系统的资源需求情况,将HUS130的存储缓存资源进行有效的分区,使他们对应不同的应用系统。
所以,资源的可控性和可优化性,也是信息管理部门提高服务能力的手段,可以提高SLA(SLA是ServiceLevelAgreement的缩写)。
它是信息管理部门绩效评估和服务能力的重要标志。
SLA是根据信息服务的质量所作的服务质量承诺协议,以书面的形式表明当信息支撑系统或相关服务质量劣化到某种程度时,客户(商务部门)可以得到相应的赔偿或投诉。
SLA服务水平承诺,向客户提供专业化和标准化的服务,是以信息服务的质量承诺来保证商务的正常运转,实现由提供无差异服务到满足客户个性化需求的转变,将有利于集中优势的资源,保障重要商务应用的服务,有利于提高整体维护管理水平。
2.3技术方案详细说明
2.3.1系统拓扑结构
根据对本项目的用户环境和上面的需求分析,我们建议采用HDS公司高性能HUS130存储系统为客户提供一个完整高效的存储解决方案。
2.3.2构建强壮的SAN网络
如图所示,核心存储采用HDS中端型号的HUS130,具有高可靠、高性能和高扩展能力,每台配置2个双活冗余存储控制器,配置16GB数据缓存和7GB系统缓存,每个控制器中配置4个8Gbps主机FC端口,8Gb/4Gb/2Gb自适应的端口连接UNIX、Linux、Win/NT开放系统主机。
HUS130每个控制器配置2个10Gbps主机iSCSI接口,可通过万兆交换机接入到LAN中,提供多种存储接入方式。
配置22块3TB7.2KSAS硬盘,HUS130最大可支持264块硬盘,具有较大扩展空间满足数据增长需求。
在服务器上,按照提高系统整体可靠性要求,我们建议每台服务器配置2块HBA卡。
使每台服务器都可以通过不同的HBA卡分别连接到不同的光纤交换机,形成冗余链路。
2.3.3缓存分区技术保证关键服务
考虑到HUS130是同时为多个业务系统提供数据访问服务,HUS130具有CPM(CachePartitionManager)功能,可以根据每个系统的业务类型I/O特点为其分配不同数量和不同SegmentSize的Cache资源,保证了某些系统对特定资源的需求和这些系统的性能。
比如,数据库服务器是需要优先保证性能的业务系统,可以划分较多的Cache空间和设定8K的SegmentSize,这样可以提高对Cache的利用率和性能。
相反,对部分主要是提供文件系统的访问的,它使用的Cache可以设32K的SegmentSize。
如下示意图:
所以,通过采用SAN存储方案及结合HDSHUS130具有的CPM功能,可以很好的解决用户关心的2个方面的问题,即多应用系统共享存储的服务质量与性能、存储资源的共享和分配,提高资源的利用率。
划分的根据与办法
HDS存储系统的CachePartitionManager(缓存分区)技术使高速缓存进一步细分,每个高速缓存划分的部分称为分区(在HDSHUS130中可作2~32个分区),并有效地使用。
LUN定义于HUS存储系统内,可以分配给一个分区,客户可以指定分区的大小。
方法就是根据从主机收到的应用(数据),将最适合的Cache参数指定给对应的LUN,分区有可选大小区段为4、8、16、64、256和512K。
视应用的特性,可以用多种不同的方法优化同一HUS存储系统。
上图:
CachePartitionManager的好处
HDSCachePartitionManager技术
根据我们的经验,我们推荐的CACHE相关参数
2.3.4系统与资源管理
通过HUS130提供的StorageNavigatorManager存储系统资源管理的软件包,可实现对HUS130存储系统的集中配置、定义、安全访问控制、性能监视、状态报告等管理功能。
帮助用户简化存储系统设置管理操作流程,直观表现存储系统工作状况和配置状况,提供用户实时监控、历史数据分析报告和变化发展的趋势预估报告,帮助用户优化存储系统性能,合理分配和利用存储系统资源,提高系统管理的生产效率,释放管理员的生产力,帮助客户规范的、安全的实施和管理生产流程和管理流程,为用户的容量评估、容量扩展、资源使用提供了详细的数据积累和报告,使客户的投资回报率最大化。
三、HDSHUS的突出优势
3.1HDSHUS高性能的智能负载均衡控制器
磁盘阵列采用HUS100(包括HUS110、HUS130和HUS150三型号),HUS100系列是HDS发布的新产品线,除了具有以往AMS独特的功能(如缓存分区功能可以优化存储资源的利用;
虚拟端口功能可以使异构操作系统共享物理端口等)之外,还拥有更为先进的体系结构,更高的性能。
HUS100引入高端存储才拥有的技术特性,具备了真正的他对称双活动控制器,在这种体系结构中,前端端口连接的服务器可以自动将I/O均衡在任何可访问存储的通道上,所有业务均可通过HUS100双控制器,并发访问,实现多通道之间的负载均衡,提高了系统的综合性能和存储的使用效率。
并采用统一存储架构,可以灵活扩展实现块、文件和对象的统一管理,同时,后端磁盘卷的I/O负载会实时自动均衡在两个控制器上,控制器负载均衡与性能优化,自动执行无须人为干预。
大大降低人为数据收集与分析、配置调整和变更的工作,显著减少负载不均、人为干预以及配置变更对业务的影响,提高了系统的综合性能和存储的使用效率。
可以概括为“前端并发访问、后端负载均衡”的自动高性能架构。
HUS100是以中端的定位,采用了高端的体系结构,这在目前业界其他的中端产品中是无法实现的。
3.2HUS后端磁盘通道的高吞吐量
HUS后端采用SAS协议传输数据,实现了多总线的数据交换,在目前业界中端产品中拥有突出的带宽和性能,消除系统瓶颈,适应业务负载增长。
磁盘到通道采用全交换结构,SAS磁盘共用磁盘箱,任何一个磁盘,可与8个SAS通道进行数据通信,任何一个磁盘柜,控制器通过8路通道的总线对24个磁盘进行访问。
其中HUS130后端共有16条6Gb/s的通道,高达96Gb/s的传输带宽,远高于其他品牌同型号产品带宽。
3.3SAS接口技术的发展及优点
大约7年前,为了给带宽很难继续提升的并行SCSI缔造一个合适的接班人,Compaq(现HP)、IBM、LSILogic、Maxtor和Seagate(如今是一家)带头开始发展被称为SerialAttachedSCSI(串行连接SCSI,即SAS)的技术。
这种技术继承了并行SCSI的指令集,却又利用了SATA的成果,软硬件都天然兼容后者,且通过将并行SCSI时代就有的Expander(扩展器)重新塑造成一个类似交换机的角色,由SATA的点对点架构升级为能够容纳上万个端口(一个设备可以拥有多个端口,如Expander)的全交换网络,同时还借鉴了FC-AL的双端口概念,以提高驱动器的可用性。
由于兼具并行SCSI、SATA和FC-AL三者的优点,SAS可谓驱动器接口技术的集大成者。
得益于吸收SATA的成功元素,SAS的青春很快来临。
从2006年起,新推出的服务器全面采用SAS技术,SAS硬盘驱动器的供应状况亦大大改善。
到了2007年,不少低端磁盘阵列也开始支持SAS,而在以前,它们只能使用容量大、价格便宜但却性能平平的SATA硬盘驱动器——在这个级别的产品上,混用FC-AL和SATA是不划算的。
可以说,SAS技术的应用,间接提升了低端磁盘阵列的品质,为后者胜任一些更具挑战性的任务提供了可能。
SAS的发展和成熟,很好地适应了分层存储理念而大行其道的SATA硬盘驱动器。
SAS更容易在中端磁盘阵列中混合使用高性能硬盘驱动器(如FC/SAS/SCSI)和大容量硬盘驱动器(如SATA/PATA)的能力。
因为FC-AL和SATA在软硬件上均不兼容,无论是给大容量硬盘驱动器换上FC-AL接口,还是通过FC-SATA转换器件,都进一步提高了系统的复杂性和成本。
即使不考虑和SATA混用的问题,FC也无法在磁盘阵列中与SAS抗衡。
表面看来,目前SAS的接口速率是6Gb/s,且支持4路并联,这意味着一个4路宽端口的传输带宽可以达到24Gb/s——FC升级到8Gb/s都赶不上。
所以,SAS有足够的资格作为磁盘柜之间的接口。
至于磁盘柜的内部,FC的带宽更是要分给环路上的几个硬盘驱动器共享,就算2009年支持8Gb/s的FC硬盘驱动器如期推出,还是无法与每个硬盘驱动器独享3Gb/s带宽的SAS相比。
SAS技术天生支持4路同步并联的宽链接,单向总带宽12Gb/s(合1200MB/s,SAS2.0更高达24Gb/s)
四、HDSHUS产品技术介绍
4.1HUS新一代企业级模块化存储结构
HDS公司HUS系列存储产品采用最新的统一存储(File,Object,Block)系统结构设计。
不同于市场上的简单的多协议存储,HUS是内置块、文件和对象存储能力的高性能综合存储平台,并且对这些存储对象进行统一、集成的管理和维护,其内部采用高速PCI-E2.0总作为内部通路设计、双活并发控制器管理、采用DDR-3高速缓存且全部为NV-CACHE与镜像写设计模块化设计以及部件级热拔插设计能够提供24×
7的即时数据存取。
其主要突出优势有:
²
采用特有的DynamicVirtualController的对称均衡控制器架构,实现了以往高端存储才具有的前后端访问的自动负载均衡
HUS提供主流虚拟化技术如VMware与Citrix等的完美支持,支持包括块和文件的虚拟容量供应,性能加速和QOS优化等
HUS是HDS存储架构和内容云的关键产品。
为HNAS与HCP内容云平台提供更快更有效的存储空间。
HUS提供大数据(BigData)管理,其具有很高的扩展性,可实现单文件系统3PB容量和集群命名空间。
HUS将支持使用SSD实现缓存扩展(cacheextension),提供更高性价比,更易管理,并提供先进的缓存分区功能,面向应用系统优化存储环境
基于前端FC的点到点、后端SAS的点到点的高性能体系架构
没有单点故障;
冗余的、可热插拔的组件
最多30个全局热备份磁盘
带有电池保护功能的镜像写入Flash,实现断电数据保护
Hi-Track“呼叫中心”预测性维护服务
支持主机I/O通道故障切换和负载均衡
在线微码升级
RAID-0、RAID-1、RAID-1+0、RAID-5和RAID-6支持。
时间点数据备份
4.1.1全新的高性能模块化存储系统结构
HDSHUS采用全新的体系结构—HiPer提高了系统的I/O能力。
一般,模块化阵列系统采用的是内部共享总线结构,CPU是整个控制系统的核心;
缓存、前端接口、后端接口通过共享的总线进行数据交换。
与传统共享总线结构不同,在HDSHUS的系统中采用了类似HDSVSP系列中的内存交换结构,并且将这种结构通过一个专用的大规模集成电路实现;
这个大规模集成电路是由日立公司专门研发的RAID性能增强IC。
该IC采用的是第九代DCTL-S控制部件,是整个HiPer结构的核心,而CPU只是用来处理管理及协调。
4.1.2高性能SAS后端磁盘结构——保证I/O性能
HDSHUS系列产品在全新的存储结构设计中前后端都采用了点到点的设计,即前端为FC的点到点、后端SAS的点到点高性能通路设计,彻底消除了以往中端存储后端只能采用FCLOOP时的磁盘访问的抢占问题。
早在1997年,利用开放性上的优势,FC-AL得到了众多厂商的拥护,但对于磁盘阵列内部的存储互连来说,硬盘驱动器的所谓“FC”,其实是FC-AL(FibreChannelArbitratedLoop,光纤通道仲裁环路),经铜缆(机箱之间才是光纤)连接成一个环路,一个仲裁环理论上可以连接127个设备,但受制于带宽,容纳的磁盘驱动器通常不到这个数字的一半。
因此,存储行业的几家领先厂商带头开始研发被称为SerialAttachedSCSI(串行连接SCSI,即SAS)的技术,作为并行SCSI的接班人。
SAS与FC光纤通道相比,最明显的技术优势在于连接带宽:
l两个SAS端口之间的连接很容易达到12Gb甚至24Gb超高带宽(一个4路宽端口的传输带宽高达12Gb/s),远远超过光纤通道端口的4Gb带宽;
l同时,通过类似交换机的Expander(扩展器),由SATA的点对点架构升级为能够容纳上万个端口的全交换网络;
l而且SAS技术软硬件均兼容SATA,用户可以根据需要在一个磁盘箱中自由选择SAS硬盘或SATA硬盘;
lSAS硬盘驱动器有着与FC-AL硬盘驱动器完全相同的机械组件,区别仅在于控制器接口和驱动器微码不同,因此,两者的可靠性处于同一水平,而功耗测试15000转的SAS磁盘比FC磁盘要低了0.75%
其中HUS130的而后端达到了16条SAS的widelinks连接通路,每条通路可达到600MB/S传输速度,总体后端带宽达到了9600MB/S,远远超越了同级别中端产品的后端带宽,同时SAS的点到点彻底解决了FCLOOP环路中的访问通路抢占问题,使每个磁盘都可以有专署的6Gb/s通路,使得磁盘访问技术在历经多年的陈旧的FC环路技术后,终于有了创新的突破性设计,如下图:
因为采用了先进的SAS技术,HUS存储系统在配置高容量磁盘时,形成了一个良好通路传输环境;
并且在系统的后端磁盘SAS结构中,HDS公司采用了特有的负载分配的结构。
从下图中可以看到无论是控制模块还是容量扩展模块中的磁盘都是平均分布在两个负载分担的SAS物理链路(每SAS物理链路包括4个6Gb/s通路)上,这样保证了在任何容量规格配置的情况下都具有很好的性能表现。
4.2独特的对称双活和自均衡控制器
HUS存储系统继承了上一代中端AMS2000的创新性设计,改变了原有中端磁盘阵列在双控制器上割裂式的访问带来的弊端,在HUS之外的所有中端存储产品都存在这样的问题:
l所有存储里可用的LU都必须手工分配主控制器和Ownership,另一个控制器对这个LU只能“袖手旁观”,只有主控制器故障时起到备份作用。
这一方面难以做到真正的负载均衡,另一方面在主控制器故障切换到备份控制器时有访问的中断,至少几秒到几十秒,很可能导致数据库和系统的宕机;
l由于所有的LU都已经手工分配给各自的主控制器,当大数据量访问到来时,每个控制器只能“各自为战”的处理各自管理的LU,而手工分配很难做到真正的均衡,总会造成“忙的忙死,闲的闲死”无法调度的局面,这才是中端存储区别于高端存储技术的最大问题!
l由于控制器的割裂,造成主机端双HBA的割裂,实际每个HBA卡只能访问一个控制器,换角度看,一个HBA卡的系统不能访问双控制器,也就无法实现在线控制器系统升级。
HUS的Active-ActiveSymmetric对称自均衡控制器架构解决了所有这些问题,前端访问单HBA卡的任意接入都可以访问双控制器管理的所有LU,无须手工设置LU绑定主控制器,双HBA卡可以通过2个控制器的
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