智慧校園數(shù)據(jù)中心方案

智慧校園數(shù)據(jù)中心

方案建議書

目錄

1相關項目概述................................................................3

1.1學院數(shù)據(jù)中心ITsystem建設需求.......................................................3

1.2學院教育信息化云數(shù)據(jù)中心平臺建設的目標.............................................3

2方案總體設計................................................................4

2.1設計依據(jù)............................................................................4

2.2設計原則............................................................................4

3數(shù)據(jù)中心基礎設施設計.......................................................6

3.1方案整體規(guī)劃........................................................................6

3.2網(wǎng)絡平臺設計方案...................................................................10

3.2.1防火墻特性描述.................................................................10

3.2.2數(shù)據(jù)中心交換機特性描述........................................................11

3.3服務器平臺設計方案.................................................................12

3.3.1機架服務器技術介紹............................................................12

3.3.2服務器平臺配置規(guī)劃............................................................13

3.3.3服務器虛擬化方案..............................................................13

3.4存儲平臺架構設計方案...............................................................14

3.4.1存儲需求分析..................................................................14

3.4.2存儲平臺規(guī)劃..................................................................15

3.4.3存儲可靠性設計................................................................16

3.4.4存儲高效率設計................................................................17

3.4.5存儲網(wǎng)絡設計..................................................................19

3.4.6異構存儲的融合................................................................19

3.4.7存儲雙活詳盡設計..............................................................20

3.5華為云平臺技術方案.................................................................28

3.5.1華為云平臺簡介................................................................28

3.5.2云數(shù)據(jù)中心管控................................................................29

3.5.3華為桌面云及應用虛擬化........................................................31

4配置參數(shù)...................................................................33

相關項目概述

1.1學院數(shù)據(jù)中心ITsystem建設需求

本次數(shù)據(jù)中心云平臺的主要應用場景是“學院數(shù)字化校園云數(shù)據(jù)中心”，主要承

載學院數(shù)字化校園數(shù)據(jù)中心平臺，服務全院約2萬余師生，建成之后的云平臺除了承

載學院數(shù)字化校園業(yè)務，未來可將現(xiàn)有多業(yè)務system整合并統(tǒng)一納入該平臺，形成學

院統(tǒng)一規(guī)劃、管控的云數(shù)據(jù)中心。

1.2學院教育信息化云數(shù)據(jù)中心平臺建設的目標

（一）構建學院統(tǒng)一云數(shù)據(jù)中心平臺，承接數(shù)字化校園業(yè)務，并且將學院現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心

硬件設備整合，通過云計算形成一個物理上分散但邏輯上集中的統(tǒng)一云數(shù)據(jù)平臺,

為學院信息化各種應用system順利運行提供硬件環(huán)境的支撐。

（二）構建統(tǒng)一的、符合教育部教育信息化行業(yè)標準及相關教育資源建設標準（SCORM、

LOM、CELTS—42,CELTS—41.1等）的數(shù)據(jù)庫基礎平臺。

（三）建設學院統(tǒng)一認證體系，為云平臺提供統(tǒng)一的用戶身份管控、權限配置管控、資

源配置管控、身份同步服務等及各應用system基礎信息（用戶信息、權限信息、

配置信息、認證信息、授權信息等）的統(tǒng)一管控與服務。

（四）構建符合學院教育需求、體現(xiàn)學院特色、具備創(chuàng)新應用的、功能完備的，為全院2

萬余師生，提供教育管控、教育科研、教學應用的教育信息化公共服務平臺。

方案總體設計

2.1設計依據(jù)

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》

《國家教育事業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》

《教育行業(yè)用戶需求及發(fā)展策略研究報告》

2.2設計原則

X開放和利舊原則

考慮到學院現(xiàn)有硬件設備及未來擴展，此次云平臺system開放接口、可全面融合現(xiàn)有

硬件（利用高可靠虛擬化技術池化計算、存儲資源），具有可充分利舊、全面開放的規(guī)

劃特點。

工先進原則

采用前瞻、主流且成熟的技術手段，利用虛擬化技術及存儲雙活、業(yè)務高可用性等技

術保證云平臺數(shù)據(jù)中心架構合理、可靠并具有一定前瞻性。

X實用原則

在system交互界面提供簡單、直觀的中文交互界面，便于使用及后期維護，并且整個

system設計具有按需分配特點，是具有彈性的資源整合平臺，system具有高效率，高

實用的特點。

上穩(wěn)定原則

system架構設計成熟、并在高校有廣泛應用，具有高可靠、高穩(wěn)定特點，滿足教師、

學生、管控者正常的使用要求。

數(shù)據(jù)中心基礎設施設計

3.1方案整體規(guī)劃

本方案采用高校云平臺建設最成熟并最有廣泛性的架構構成整個硬件平臺的搭

建。學院共有900余名教職工和接近2萬的在校學生，本次system旨在滿足校內(nèi)師生

各類數(shù)據(jù)業(yè)務。

根據(jù)學校數(shù)字化校園業(yè)務system規(guī)劃及參考其他院校建設建設經(jīng)驗，方案建議：

?虛機資源：至少可承載200個虛機應用；

?存儲資源：至少100TB可用空間（老師900人*30GB,學生20000人

*3GB）；

?I/O資源：新增服務器與存儲之間的數(shù)據(jù)流交互用16GbFC、與網(wǎng)絡之間采

用10Gb,老舊服務器采用1Gb連接。

具體配置方案如下：

/網(wǎng)絡平臺采用華為2臺S7706萬兆敏捷交換機（每臺配置8個萬兆

電口和48個GE電口的設備，其中，萬兆用于本次的6臺服務器接入，千兆

用于老舊服務器的接入）作為服務器區(qū)的數(shù)據(jù)交換，兩臺設備之間做堆疊，

增強設備可靠性，2臺USG6650高性能防火墻確保全網(wǎng)安全；

/數(shù)據(jù)庫服務器采用2臺華為RH5885HV3高性能高可靠4路服務

器：RH5885HV3的RAS特性值高達53項，完全可以滿足對數(shù)據(jù)庫業(yè)務的

支撐。

/虛擬化軟件和云平臺管控軟件用華為的FusionSphere軟件，服務器

采用4臺4路服務器RH5885HV3,每臺物理服務器配置4顆14核處理

器，512GBDDR4內(nèi)存，可提供224個Core和2048GB內(nèi)存空間，去除部

分冗余（其上部署虛擬化軟件，實現(xiàn)硬件資源云化），可支持200個以上虛機

應用，其中輕載虛機占50%（100個，配置為1C+4G）、中載虛機40%（80

個,配置為2c+8G）、重載10%（20個，配置為8c+32G）?？蓪F(xiàn)有計算資源

統(tǒng)一納入云平臺system以整合資源，統(tǒng)一管控。

/服務器利舊，充分利用虛擬化技術的先進性，將現(xiàn)網(wǎng)30余臺兩路

x86服務器云化，與新增的服務器形成統(tǒng)一的云計算資源池，統(tǒng)一管控運維，

給學校提供云化的服務。

/底層存儲用OceanStorV3系列的雙活存儲，采用一套用于本地雙

活的陣列雙活軟件，可組成嚴格意義上RPO為零的本地雙活存儲system?？?/p>

將原有存儲利舊，形成存儲system資源池化，在充分利舊的基礎上，實現(xiàn)數(shù)

據(jù)的高可靠。單臺存儲配置10塊600GBSSD硬盤和26塊6TB7200

RPMNLSAS硬盤，組成混合型硬盤的存儲資源池，SSD硬盤可承載低時

延、高10并發(fā)的業(yè)務，NLSAS硬盤承載大容量的業(yè)務，10塊600GBSSD

硬盤做RAID10（可用存儲：RAID冗余：熱備空間比例為4：4：2）可提供

4TB的可用存儲空間，26塊6TBNLSAS硬盤做RAID6（可用存儲：RAID

冗余：熱備空間比例為16：8：2）,可提供96TB的可用存儲空間，總可用空

間為100TB。

圖3.1學院數(shù)據(jù)中心平臺

ME60ME60

IT系統(tǒng)解決方案拓撲圖

USG6650USG6650

S7706S7706

利舊現(xiàn)有設備

FCSAN

物理服務器:數(shù)據(jù)庫服務器

：RH5885HV3虛擬化服務器

RH5885HV3

|L-----,■

SNS2224SNS2224

I

數(shù)據(jù)雙活IP組網(wǎng)

FC組網(wǎng)

存儲雙活數(shù)據(jù)流

存儲足構虛擬化

現(xiàn)有存儲A現(xiàn)有存儲B[[OceanStor5500V3OceanStor5500V3

上圖是本方案設計的整體架構示意圖：

?主機應用system采用高性價比、易擴展的4路14核512GDDR4機架服務

?存儲采用SAN+NAS集群雙活存儲架構，支持異構虛擬化，實現(xiàn)system數(shù)據(jù)

的高效率與高可靠性的存取，采用scale-out的架構可以做到system容量與性

能的線性增長，減輕業(yè)務system的整體壓力，高可靠性的磁盤陣列可以幫助

客戶的業(yè)務數(shù)據(jù)長期保存在陣列中，保護用戶數(shù)據(jù)投資；而學校的辦公

system需要簡單，易用，提供親和用戶界面與智能智慧維護管控界面，并且

system應具體平滑擴容的能力，良好的對system的各子system問題具備綜合

定位分析及故障恢復能力，從而降低對業(yè)務的影響，針對本相關項目提供了

端到端的高可靠虛擬化解決方案級產(chǎn)品：產(chǎn)品主要部件（服務器、存儲、虛

擬化平臺、用戶終端）均可提供華為自研產(chǎn)品，整體交付，專業(yè)維護團隊支

撐，兼容性好。兩臺OceanStor5500V3之間既可以形成雙活存儲system,

又可以對原有兩臺存儲進行異構虛擬接管，與新建存儲system形成新的統(tǒng)一

存儲資源池，可以提升資源利用率，降低客戶總體TCO。

?云平臺采用華為FusionManager對計算、存儲、網(wǎng)絡進行虛擬化管控，華為云

平臺操作system由虛擬基礎設施套件和云基礎服務套件組成，并支持將現(xiàn)有

30余臺2路老舊服務虛擬化并納入統(tǒng)一資源池，同時可為桌面云提供計算、

存儲資源。

(-)打造”智慧校園云平臺”

工開放平臺，支撐多種教學應用與創(chuàng)新

X統(tǒng)一平臺，園區(qū)內(nèi)教學資源協(xié)同與共享

(-)高效運行與統(tǒng)一維護

工跨域資源管控：多個校區(qū)共享計算與存儲資源，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)度；

X統(tǒng)一的平臺與網(wǎng)絡助力教育資源的快捷共享，各校區(qū)的學生經(jīng)過授權可訪問數(shù)據(jù)

中心的資源；

工統(tǒng)一的管控維護最大程度降低維護成本；

工支持平滑擴展，保證業(yè)務快速上線；

X智能智慧管控，支持軟件自動化分發(fā)、故障隔離與修復

本數(shù)據(jù)中心的IT業(yè)務平臺主要用于支撐業(yè)務數(shù)據(jù)計算與存儲應用system,它由服

務器平臺、存儲平臺與云計算等幾部分組成。

根據(jù)學院的業(yè)務模式可將業(yè)務分為如下若干個system：

10A辦公平臺

2統(tǒng)一信息門戶平臺

3統(tǒng)一身份認證平臺

4數(shù)字化校園平臺

5網(wǎng)站公開平臺

我們可將這些system的應用服務器部署到云平臺上，虛擬化服務器通過FCSAN

交換機與存儲system連接，底層采用兩套存儲通過FCSAN交換機相連，組成主備

模式的存儲system,保證數(shù)據(jù)零丟失。

3.2網(wǎng)絡平臺設計方案

3.2.1防火墻特性描述

T級性能、多合一、高可靠的網(wǎng)絡安全防護：

>全面一體化防護

一機多能，集傳統(tǒng)防火墻、VPN、入侵防御、防病毒、數(shù)據(jù)防泄漏、帶寬管控、上網(wǎng)

行為管控等功能于一身，簡化管控。精細化帶寬管控，可基于應用、網(wǎng)站分類制定

QoS優(yōu)先級，確保關鍵業(yè)務帶寬并優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。聯(lián)動沙箱，高效發(fā)現(xiàn)未知威脅，，有效防

范零日攻擊。

>精準的訪問控制

通過應用、相關內(nèi)容、時間、用戶、威脅和位置六個維度的組合，感知日益增多的應

用層威脅。準確識別6000+應用，精細地進行訪問控制和業(yè)務加速。豐富的報表

system,將業(yè)務狀態(tài)、網(wǎng)絡環(huán)境、安全態(tài)勢、用戶行為全方位可視化呈現(xiàn)，幫助用戶全

面掌控網(wǎng)絡安全。

>簡單的安全管控

內(nèi)置常用場景防護策略模板，使用者無需過多經(jīng)驗也可快速部署策略。遵循最小權限

控制原則，根據(jù)網(wǎng)絡中的實際流量和應用的風險，自動化生成策略優(yōu)化建議。智能智

慧發(fā)現(xiàn)長期未使用的冗余、失效策略，有效控制策略規(guī)模，簡化管控。

>最高的性能體驗

統(tǒng)一的應用識別和威脅描述語言，一次性完成報文解析。IAE單次解析引擎，感知應

用信息后，多重防護并行處理。專用相關內(nèi)容檢測硬件加速，提升應用層防護效率，

保障多重防護下的最佳性能。

3.2.2數(shù)據(jù)中心交換機特性描述

彈性、虛擬、敏捷、高品質(zhì)數(shù)據(jù)中心核心交換機：

>高密度千兆接入，容量超群

S7706提供16個全線速10GE接口、48個全線速GE接口，高密的萬兆/千兆接入

滿足云時代數(shù)據(jù)中心服務器規(guī)模不斷增長的需求；S7706通過不同的板卡選型，靈

活適用于不同服務器密度的機架，滿足數(shù)據(jù)中心機房的各類布線需求，本次配置16口

萬兆和48口千兆板卡。

>CSS簡化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡管控

通過業(yè)界領先的CSS(ClusterSwitchSystem)技術可以把多臺物理核心交換機

虛擬成一臺邏輯交換機，簡化網(wǎng)絡管控且提升可靠性；

支持專用的堆疊信令端口，控制通道和業(yè)務通道物理隔離，增強可靠性；

采用業(yè)務口集群技術，最大可支持80KM超遠距離集群；

>強大的業(yè)務處理能力，提升網(wǎng)絡架構擴展性

背板具備良好的擴展性，可平滑擴展至更高帶寬，支持單端口速率40G、100G平

滑升級，同時完美兼容現(xiàn)網(wǎng)板卡，保護初始投資。

超高萬兆端口密度，支持2*100GE高密線速板卡，單臺設備最大支持480個

10GE端口，24個100GE端口，充分滿足數(shù)據(jù)訪問等大帶寬應用需求。

>運營級高可靠性設計，可視化故障診斷

S7706具備超越5個9的高可靠性，主控、電源、風扇框等關鍵部件采用冗余設

計，所有模塊均支持熱插拔。

專用的故障檢測定位子卡，提供硬件BFD,提供3.3ms高精度硬件級以太OAM

功能，802.3ah,802.1ag和ITU-Y.1731標準協(xié)議，網(wǎng)絡故障發(fā)生時能夠在第一時間檢

測所有終端Session聯(lián)通性，圖形化網(wǎng)管故障診斷界面，設備節(jié)點、鏈路自動化遍歷，

實現(xiàn)網(wǎng)絡快速故障檢測與定位。

冗余控制引擎間主備無縫切換，設備優(yōu)雅重啟實現(xiàn)NSF無中斷轉(zhuǎn)發(fā)。支持ISSU

業(yè)務運行中軟件升級，設備軟件升級過程中確保關鍵業(yè)務和服務不中斷。

>高性能IPv6業(yè)務能力，IPv4到IPv6平滑升級

S7700軟硬件平臺均支持IPv6,取得工信部IPv6入網(wǎng)認證和IPv6Ready第二階

段金色認證。

支持IPv4/IPv6雙協(xié)議棧，支持多種隧道技術，支持IPv6靜態(tài)路由、RIPng、

0SPFv3、BGP+、IS-ISv6、IPv6組播，滿足IPv6獨立組網(wǎng)和IPv4/IPv6混合組網(wǎng)要

求。

>創(chuàng)新節(jié)能芯片，智能智慧功耗控制

創(chuàng)新節(jié)能芯片，實現(xiàn)按流量動態(tài)調(diào)整功率，支持端口休眠，無流量不耗電。

支持IEEE802.3az能效以太網(wǎng)標準，線卡收發(fā)器具備低功率閑置模式，支持正

常工作與低功率狀態(tài)快速轉(zhuǎn)換，低流量低功耗。

3.3服務器平臺設計方案

3.3.1機架服務器技術介紹

信息化建設不僅需要考慮業(yè)務平臺的快速部署和持續(xù)擴展，同時也需要考慮信息

化建設過程中為學校帶來的競爭成本開銷。信息化建設的成本不僅包括了設備采購的

成本，還應考慮運營成本。包括：能源消耗、人力成本、管控成本等因素。信息化建

設還應考慮和關注system的集中管控維護、節(jié)能減排以及空間利用率等因素。結合這

些因素，信息化建設中的通用服務器選型建議采用X86服務器架構。本方案推薦華為

新一代高新能機架服務器RH5885HV3,該型號服務器具備如下優(yōu)勢。

>領先的計算性能：

?采用Intel?Xeon?IvyBridge-EX(E7-4800V3)高性能CPU,單處理器最

大的內(nèi)核數(shù)量14個。

?syslemDIMM數(shù)量最大支持48DIMM,內(nèi)存數(shù)量和容量提升50%,可以支持更

大的數(shù)據(jù)庫和更多的虛擬機。

>system高RAS特性，提升system運行穩(wěn)定性及實現(xiàn)故障快速恢復：

?實現(xiàn)和移植了Intel安騰(小型機)的高級RAS特性，高達40幾項硬件RAS特

性。

?風扇免開蓋熱插拔維護（業(yè)界服務器大多風扇內(nèi)置，需要開蓋維護）。

?LED診斷面板，故障定位信息更加全面和準確，現(xiàn)場操作，使故障得到快速定位

和恢復。

?支持高溫40度長期穩(wěn)定運行（不配置SSD等大功耗卡時）。

3.3.2服務器平臺配置規(guī)劃

綜上所述，在校園信息化建設中服務器平臺的設備選型和配置規(guī)劃如下：

>虛擬化服務器：

推薦配置4臺華為TecalRH5885V3機架服務器作為虛擬化服務器，用于數(shù)字化校園業(yè)務計算

應用。

建議配置4路服務器，4CPU型號為E7-4850V3（14核），配置冗余電源、風扇、4端口以太網(wǎng)交

換模塊；512GB以上DDR4內(nèi)存，2塊300GB10KSAS磁盤，RAID卡支持RAID0/1/10。

>服務器虛擬化軟件：推薦采用華為FusionSphere軟件。

3.3.3服務器虛擬化方案

服務器虛擬化使用hypervisor的軟件應用程序來創(chuàng)建多個相互隔離的虛擬環(huán)境，稱

為虛擬機（VM）,每個VM可以傳統(tǒng)意義的物理服務器應用。服務器虛擬化后，服務

器內(nèi)部的虛擬化軟件具有二層交換能力成為vSwitch。當前服務器虛擬化軟件很多，比

如：華為FusionSphere、vmWare>Xen。

圖3-2虛擬機（VM）示意圖

虛擬機熱遷移特性是指在使用同一共享存儲的主機之間將處于運行態(tài)的虛擬機由

當前所在的主機遷移到另一臺主機上，在遷移的過程中不影響虛擬機對外服務。HA

（HighAvailability）指的是通過盡量縮短因硬件故障引起的非計劃性停機所導致的停

機時間，以提升system和應用的可用性。它與被認為是不間斷操作的容錯技術有所不

同。HAsystem是目前企業(yè)防止核心計算機system因故障停機的最有效手段。

虛擬防火墻一種是指將物理的防火墻，虛擬成多個獨立的防火墻，這是物理防火

墻的功能；每個虛擬防火墻system都可以被看成是一臺完全獨立的防火墻設備，可擁

有獨立的system資源、管控員、安全策略、用戶認證數(shù)據(jù)庫等。虛擬防火墻是硬件防

火墻的特性，虛擬防火墻作用：防火墻通過在同一臺物理防火墻設備上劃分多個邏

輯的防火墻實例來實現(xiàn)對業(yè)務或部門獨立安全策略的部署，虛擬防火墻極大的減少了

用戶投入的資本。華為數(shù)據(jù)中心虛擬化解決方案在選擇硬件防火墻時，可以選擇支持

此特性的硬件防火墻。

華為服務器虛擬化解決方案支持基于共享存儲虛擬化方式方法（VIMS）的VM增

量快照、全量快照和快照恢復，也支持VM的備份和恢復。VM備份支持全量備份和

增量備份，需要與FusionSphereHyperDP—起配合使用。HyperDP可以提供按照指

定策略：周期性，一次性的備份和恢復的策略配置。VIMS（VirtualImageManage

System,虛擬鏡像管控system）是一種高性能的集群文件system,使用時先將數(shù)據(jù)存

儲先格式化成VIMS格式，然后掛載到CNA上進行使用。

3.4存儲平臺架構設計方案

3.4.1存儲需求分析

通過上一節(jié)對各業(yè)務system的數(shù)據(jù)存儲需求分析可以看出，當前system的數(shù)據(jù)存

儲主要是基于數(shù)據(jù)庫應用類型的結構化數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)以結構化方式方法存儲，其

數(shù)據(jù)存取類型為小I/O隨機讀寫，通常采用延時更低、存取效率更高的FCSAN存儲

設備，存儲介質(zhì)通常也建議采用更高性能、更高可靠性的SSD或者NLSAS磁盤，既

能夠提文件數(shù)據(jù)的正常存取，同時也能數(shù)據(jù)存儲的大容量、高擴展性存儲并降低數(shù)據(jù)

存儲成本。綜上所述，在公司的信息化建設過程中，基于各業(yè)務system的統(tǒng)一部署和

規(guī)劃，所需的存儲平臺應具備以下幾方面的因素：

1、能夠同時支持數(shù)據(jù)庫應用、服務器虛擬化應用、業(yè)務應用的數(shù)據(jù)存取，即

同時提供FCSAN、IPSAN、NAS存儲服務的統(tǒng)一存儲設備。

2、為保障核心業(yè)務system的高可用性和業(yè)務連續(xù)性，存儲平臺應具備system

級冗余架構，同時保障關鍵應用的數(shù)據(jù)具備system級鏡像保護。即能夠保

障存儲平臺發(fā)生system級單點故障時，數(shù)據(jù)無丟失、損壞，業(yè)務不中斷。

3、做為高效率的基礎數(shù)據(jù)存儲平臺，它應具備業(yè)務高擴展能力，不僅是支持

多業(yè)務差異化的存儲需求，同時從容量、性能、帶寬各方面也應具備良好

的擴展性，從而滿足未來業(yè)務持續(xù)的擴展能力以及對當前的投資提供有效

保護。

3.4.2存儲平臺規(guī)劃

存儲平臺采用兩臺華為Oceanstor5500V3統(tǒng)一存儲設備（以下簡稱5500）作

為雙活存儲，對于應用業(yè)務system數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大約在100TB左右。所以，此次

5500存儲配置128GB緩存，配置10塊600GSSD硬盤，配置26塊6000GB7200

KRPMNLSAS硬盤，劃分同一個存儲池，總裸容量為150TB,存儲總的可用容量大

約在100TB左右。

同時，為了提升整個存儲system的資源利用率，采用“按需分配”的智能智慧存

儲空間分配策略。利用自動化精簡配置軟件可創(chuàng)建比物理容量大的邏輯卷，客戶可為

應用主機配置超出實際物理容量的虛擬存儲容量，降低客戶的初始購置成本。區(qū)別于

普通的精簡配置技術，華為自動化精簡配置可實現(xiàn)更加精細化的空間管控，分配粒度

低至8KB。同時支持空間回收技術，進一步提升了存儲資源利用率。當容量不足時，

精簡配置LUN支持在線擴容，業(yè)務不受影響。精簡卷的創(chuàng)建過程非常簡單.客戶只需

配置精簡卷的名稱和大小，存儲system可自動化將存儲空間劃分成小塊，自動化創(chuàng)建

邏輯卷。

存儲system鏡像技術可以實現(xiàn)同一陣列之間的鏡像，鏡像方式方法下，鏡像數(shù)據(jù)嚴

格保持一致，提供了數(shù)據(jù)高可靠的保障。當一套存儲單元故障時，system仍然可以對外

提供業(yè)務，保證了業(yè)務的365X7X24小時持續(xù)訪問。通過文件鏡像功能，可以進一步

保證業(yè)務system數(shù)據(jù)的可靠性保護。

存儲system動態(tài)分級存儲技術可以自動化將不同活躍度的數(shù)據(jù)和不同特點的存儲

介質(zhì)動態(tài)匹配，提升存儲system性能并降低用戶成本。應用在存儲動態(tài)分級中不會中斷

現(xiàn)有業(yè)務，不會影響數(shù)據(jù)讀寫。

對于數(shù)據(jù)存儲平臺建議采用雙活存儲平臺規(guī)劃，對于非關鍵業(yè)務system可采用冷

備或按需恢復的機制部署，而對于核心的關鍵業(yè)務則可通過雙存儲卷鏡像的機制保障核

心關鍵業(yè)務system的存儲平臺高可用，從而避免單system失效帶來的業(yè)務中斷或數(shù)據(jù)

丟失。雙存儲鏡像的解決方案既可以依賴于獨立的存儲虛擬化網(wǎng)關VIS6600T來實現(xiàn)，

也可以依賴存儲system自身的同步鏡像或復制功能實現(xiàn)，兩者的區(qū)別主要是在于故障

恢復時間點目標（RTO）不完全相同?；诖鎯Σ渴痣p活存儲軟件可以真正實現(xiàn)雙存儲

同時在線，單system故障無縫切換和恢復，業(yè)務完全不中斷，數(shù)據(jù)也不會有任何損壞，

具備最嚴格意義的RTO為0的高可用雙存儲平臺。

為滿足2套陣列之間關鍵業(yè)務存儲空間的同步鏡像部署要求，消除設備層面的單點

故障，確保業(yè)務system7*24小時在線運行，采用OceanStorV3存儲陣列雙活軟件。

它可實現(xiàn)的功能包括：①異構品牌存儲設備資源整合與統(tǒng)一管控；②雙存儲或多存儲設

備間數(shù)據(jù)卷同步鏡像功能；③異構品牌存儲設備統(tǒng)一遠程容災功能。

3.4.3存儲可靠性設計

設備層面可靠性

部件冗余system的控制器、電源、風扇、電池、交換矩陣、鏈路等均

通過冗余備份保證可靠性，硬盤通過RAID保證可靠性。單個

引擎內(nèi)部，供電均采用1+1備份保證可靠性。

硬盤RAID保護支持RAID10/RAID5/RAID6等多種RAID保護方式方法

硬盤故障重構硬盤故障后，通過重構將該盤的數(shù)據(jù)重新生成并寫入其他的

多個硬盤上，當在線更換硬盤后，system內(nèi)部會在存儲池范

圍內(nèi)自動化均衡；

硬盤防誤拔硬盤被誤拔出并重新接入后，如果時間不超過2分鐘，硬盤

自動化恢復并提供業(yè)務，system自動化根據(jù)日志記錄將拔出

后寫過的區(qū)域的數(shù)據(jù)重新寫入硬盤；如果超過2分鐘才接入

原來的硬盤，則system自動化從全盤重構轉(zhuǎn)為根據(jù)日志記錄

重寫，以減小重構數(shù)據(jù)量加速恢復過程；

FRU在線更換引擎內(nèi)前端接口卡、后端接口卡、管控卡、控制器、風扇、

電源、電池均支持熱更換；

掉電保護system異常掉電后，通過電池供電將Cache內(nèi)的臟數(shù)據(jù)寫入

保險箱，提供永久的掉電數(shù)據(jù)保護

DIF校驗提供從主機-＞陣列-＞硬盤的1/0全路徑、端到端DIF機制保

證數(shù)據(jù)的正確性

3.4.4存儲高效率設計

存儲為上層所有的業(yè)務system提供數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管控服務，為了提升存儲

system的訪問效率，所以本次存儲system通過采取以下技術手段可以大幅度提升整個

存儲方案的使用效率：

>動態(tài)分級存儲：隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)集中存儲的實現(xiàn)，如何解決數(shù)據(jù)集中伴生的

復雜度增加、效率降低、管控成本上升的問題成為客戶面臨的又一大難題。

動態(tài)分級存儲根據(jù)信息在不同的階段對于業(yè)務的價值是不同，通過智能智慧

的I/。熱度統(tǒng)計，可以精確發(fā)掘數(shù)據(jù)內(nèi)在價值，從而將數(shù)據(jù)進行合理的分布。

將高Value的數(shù)據(jù)自動化分布到高級別的存儲介質(zhì)上，而將低Value的數(shù)據(jù)自

動化遷移到更加廉價的介質(zhì)上。而這一切都在業(yè)務未曾感知的情況下自動化

完成。

>自動化精簡配置：虛擬存儲精簡置備是一種通過靈活的按需分配存儲空間來

優(yōu)化存儲利用率的方法。精簡置備可以為用戶虛擬出比實際物理存儲更大的

虛擬存儲空間，只有寫入數(shù)據(jù)的虛擬存儲空間才會為之真正分配物理存儲，

未寫入的虛擬存儲空間不占用物理存儲資源，從而提升存儲利用率。

>RAID2.0+技術：華為存儲system采用RAID2.0+技術，將硬盤切成MB級別的塊

大小(Chunk),以Chunk為粒度進行硬盤的資源管控。不同于傳統(tǒng)RAID固定成

員盤盤的做法，陣列內(nèi)所有的硬盤被劃分為固定大小的CHUNK,system自動

化隨機選擇多個硬盤的多個CHUNK按照RAID算法組成CKG,CKG被劃分為固

定大小的數(shù)據(jù)塊(Extent)分配給不同的Volume使用。

如下圖所示:

StoragePool(HUNKCKGVolume

RAID2.0+塊虛擬化技術RAID2.0+塊虛擬化技術相比傳統(tǒng)RAID,有效提升system

整體性能，主要性能優(yōu)勢：

?快速重構，每個物理硬盤的CHUNK會和多個硬盤的CHUNK組成RAID,單個

硬盤故障后參與重構的硬盤比傳統(tǒng)方式方法多很多，可以極大提升重構速度，最

快可以達到每TB重構30分鐘完成。

?硬盤自動化負載均衡，Volume的數(shù)據(jù)被均勻分布到陣列內(nèi)所有的硬盤上，可以防

止局部硬盤過熱，提升可靠性。在參與業(yè)務讀寫過程中，陣列內(nèi)硬盤參與度高，

有效提升system性能：

?最大化硬盤資源利用率：1）性能一一在RAID2.0+環(huán)境中，LUN基于資源池

（Pool）創(chuàng)建，不再受限于RAID組磁盤數(shù)量，單個LUN的性能可得到大大提升；

2）容量一一由于資源池中的磁盤數(shù)量不受限于RAID級別，免除傳統(tǒng)卷管控技術

環(huán)境下有些RAID組空間利用率高而有些RAID組空間利用率低的狀況，并借助

LUN動態(tài)擴容，從而提升磁盤的容量利用率；

?提升存儲管控效率：無需花費過多的時間做存儲預規(guī)劃，只需簡單地將多個硬盤

組合成存儲池，設置存儲池的分層策略，從存儲池劃分空間（卷）即可；當需要擴容

存儲池，只需插入新的硬盤，system會自動化的調(diào)整數(shù)據(jù)分布，讓數(shù)據(jù)均衡的分

布到各個硬盤上；當需要擴容卷時，只需輸入想要擴容的卷大小，system會自動

化從存儲池中劃分所需的空間，并自動化調(diào)整卷的數(shù)據(jù)分布，使得卷數(shù)據(jù)更加均

衡的分布到所有的硬盤上；

3.4.5存儲網(wǎng)絡設計

結合本次建設需要，光纖交換機是必不可少的，用于備份組網(wǎng)的以太網(wǎng)交換機可

以根據(jù)實際業(yè)務情況選擇性的建設，或者也可以與局域網(wǎng)交換機混合使用。為保障學

院信息化持續(xù)建設和業(yè)務擴展的能力，光纖交換機采用主流16Gb端口速率的型號，同

時端口數(shù)量也應具有可持續(xù)擴展的能力，建設初期應至少提供至少24個端口/臺，后續(xù)

可隨業(yè)務擴展動態(tài)擴容，能夠通過堆疊的方式方法快速增加、擴展光纖端口的數(shù)量，

達到數(shù)十個甚至上百個業(yè)務端口。結合以上業(yè)務規(guī)劃，建議采用2臺24端口的FC

交換機。

3.4.6異構存儲的融合

OceanStor5500V3融合存儲system為異構設備提供豐富的異構虛擬化功能

SmartVirtualization,該功能可以適用于業(yè)界主流廠商的存儲陣列，對于客戶現(xiàn)網(wǎng)老舊

的存儲陣列。通過異構接管功能降低用戶管控不同異構陣列的復雜度并提升異構LUN

性能；通過提供異構LUN在線遷移實現(xiàn)在不斷業(yè)務的情況下實現(xiàn)異構LUN之間數(shù)據(jù)

平滑的遷移；通過提供異構遠程復制技術實現(xiàn)異構LUN間的容災；通過提供異構快照

技術實現(xiàn)異構LUN的快速備份。

異構虛擬化化可以滿足各種場景的需求：

＞異構陣列接管

用戶的數(shù)據(jù)中心通過長期的建設，數(shù)據(jù)中心可能存在來自不同異構廠商的存儲陣

歹人如何很好的管控和應用好來自不同廠商的異構陣列給存儲管控員提出了很高的技

術耍求。存儲管控員可通過異構虛擬化接管功能，可大大降低對管控異構陣列的技術

難度和復雜度。存儲管控員只需要管控好華為陣列就能達到管控好所有異構陣列的目

標方向，從而減輕了存儲管控員的工作負擔。其場景特點就是簡化用戶管控。

＞異構數(shù)據(jù)搬遷

用戶數(shù)據(jù)中心可能存在大量的存量異構設備，有些設備可能即將過?；蛐阅懿荒?/p>

再滿足業(yè)務要求，在購買華為OceanStorV3存儲后，客戶可能希望把存量LUN上的

業(yè)務遷移到新購陣列中?？蛻艨赏ㄟ^異構虛擬化LUN在線遷移功能，在線遷移異構

LUN數(shù)據(jù)到新購陣列中，數(shù)據(jù)遷移過程中，主機業(yè)務正常運行，但在進行數(shù)據(jù)遷移

前，需要對異構LUN進行接管。其場景特點就是異構LUN數(shù)據(jù)搬遷過程中，主機業(yè)

務不中斷。

＞異構容災

如果客戶業(yè)務數(shù)據(jù)分散在不同的站點，且對業(yè)務的持續(xù)性要求較高時，需要各業(yè)

務站點的數(shù)據(jù)互為備份和業(yè)務切換。當災難發(fā)生時，能夠通過互為備份的站點進行

業(yè)務數(shù)據(jù)的接管和數(shù)據(jù)恢復。但是，可能由于數(shù)據(jù)站點的陣列來自于不同的異構廠

商，導致異構陣列間的數(shù)據(jù)無法做到互為備份。異構虛擬化提供的異構同步和異步復

制功能，可以使異構陣列間的LUN數(shù)據(jù)做到互相備份，做到站點間的數(shù)據(jù)容災。

＞異構數(shù)據(jù)保護

客戶異構陣列上的LUN數(shù)據(jù)可能受到病毒或其他原因?qū)е翷UN數(shù)據(jù)受到破壞。

異構虛擬化提供異構快照技術可為異構LUN提供快照備份，快照瞬間完成，當數(shù)據(jù)被

破壞后，可通過快照迅速的回滾到指定的快照時間點的數(shù)據(jù)，迅速恢復數(shù)據(jù)。

3.4.7存儲雙活詳盡設計

存儲雙活作為整個system的核心基礎架構平臺，主要解決以下兩個核心問題。一是如

何在兩個數(shù)據(jù)中心間實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時同步，從而保證異常情況下，零數(shù)據(jù)丟失

（RPO=0）o二是如何實現(xiàn)存儲資源的虛擬化，提供可同時被兩個數(shù)據(jù)中心主機訪問的

存儲共享卷，從而實現(xiàn)主機應用集群的跨站點部署，保證異常情況下，應用的自動化

切換（RTOM）。

業(yè)界存儲雙活技術路線

當前，存儲業(yè)務通常有多種實現(xiàn)存儲雙活方案的架構。

按照物理形態(tài)分類，一種是基于存儲網(wǎng)關來實現(xiàn)；一種是基于磁盤陣列來實現(xiàn)；按照

業(yè)務能力分類，一種是A/A模式雙活，雙活的兩端都能提供服務；一種是A/P模式雙

活，只有一端提供服務，只有提供服務的一端故障時另一端才能提供服務。

上述分類可以兩兩組合成不同的雙活方案，在方案可靠性、業(yè)務連續(xù)性以及可擴展性

方面都存在一定差異。

存儲雙活架構對比

方案可靠性

按照物理形態(tài)分類?；诖鎯W(wǎng)關的雙活方案：除了需要在每個站點部署磁盤陣列

外，還需在每個站點新增一臺或多臺存儲網(wǎng)關設備，由存儲網(wǎng)關組成一個跨站點的集

群，存儲網(wǎng)關導致組網(wǎng)復雜，增加故障節(jié)點；基于磁盤陣列的雙活方案，只需要將每

個站點的一臺或多臺全冗余架構的磁盤陣列組成一個跨站點的集群，實現(xiàn)自動化故障

切換，不需要網(wǎng)關，降低組網(wǎng)復雜度，提升方案可靠性。

此外還要集群的架構，有些集群實際上采用的是Stretched架構，即將一臺陣列的兩個

控制器部署在兩個站點，每站點內(nèi)部只有一個控制器，存在單點故障風險，可靠性

低。

數(shù)據(jù)實時同步技術及性能影響

按照物理形態(tài)分類。基于存儲網(wǎng)關的雙活方案除了需要在每個站點部署磁盤陣列外，

還需在每個站點新增一臺或多臺存儲網(wǎng)關設備，10路徑為主機-網(wǎng)關-磁盤陣列，相比

磁盤陣列方案，因為10路徑需要經(jīng)過額外網(wǎng)關，比磁盤陣列方案至少多0.5ms的10

處理時間。

按照業(yè)務能力分類。A/A模式雙活采用卷鏡像技術實現(xiàn)兩站點間的數(shù)據(jù)實時同步。兩

臺存儲設備上的LUN被虛擬化為一個虛擬的卷，主機寫操作通過卷虛擬化鏡像技術同

時寫入這兩個存儲設備，保持數(shù)據(jù)實時一致。其中任何一個存儲設備故障，虛擬卷仍

能提供正常的10讀寫能力，主機業(yè)務不受影響。待存儲設備恢復正常后，存儲虛擬化

設備將增量數(shù)據(jù)后臺同步到修復的存儲設備，整個過程對主機“透明”，不會影響主機

業(yè)務。A/A模式雙活采用de同步復制技術是通過建立主存儲設備復制到從存儲設備

的同步復制關系，在從存儲設備生成一個實時一致的數(shù)據(jù)副本來實現(xiàn)的。同步復制對

上層主機而言，兩個數(shù)據(jù)中心的存儲體現(xiàn)為兩個不同的LUN。由于同步復制的從存儲

設備不能被主機訪問，因此，需要跨站點訪問主設備，IO處理時延增加。

無論哪種類型方案，為了保證兩個數(shù)據(jù)中心存儲的數(shù)據(jù)實時一致，同步復制與虛擬化

卷鏡像的寫操作都需要等待兩端存儲同時寫成功之后再返回給主機“寫成功因此，

兩種架構都將對10寫操作帶來一定的時延增加，必須提供低時延的同城網(wǎng)絡，以減小

對寫時延的影響。

存儲卷的雙活訪問特性

A/A模式雙活：提供可供兩數(shù)據(jù)中心主機同時進行讀寫訪問的共享存儲卷。主機訪問

請求由本數(shù)據(jù)中心所在的存儲網(wǎng)關或磁盤陣列響應，無需跨越同城網(wǎng)絡訪問另一數(shù)據(jù)

中心的存儲網(wǎng)關或磁盤陣列。

A/P模式雙活：將一臺存儲網(wǎng)關或磁盤陣列的控制器部署在兩個數(shù)據(jù)中心，且控制器

處于主備模式，備控制器無法被主機訪問，只能提供一條備用的存儲路徑，不是真正

的雙活。兩個數(shù)據(jù)中心的主機都只能通過訪問其中一個控制器來進行K）讀寫，不僅增

長了主機10的路徑，而且增加了主控制器的業(yè)務壓力，影響system性能。

根據(jù)上面的技術對比，經(jīng)過可靠性，性能等因數(shù)評估，本方案選用磁盤陣列實現(xiàn)A/A

模式雙活。

存儲層雙活方案采用OceanStor系列產(chǎn)品，實現(xiàn)存儲雙活架構，為兩個數(shù)據(jù)中心存儲同

時提供讀寫服務，且整個存儲system架構全冗余，任意數(shù)據(jù)中心故障時，另外一個數(shù)

據(jù)中心有一份存儲設備和相同數(shù)據(jù)可用，最大化提升了業(yè)務連續(xù)性。

?跨站點