数据中心存储集中及容灾方案1.1.docx
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数据中心存储方案
数据中心
存储集中及容灾方案
EMC电脑系统（中国）有限公司
2012年7月
前言
感谢XX领导和专家对易安信公司的信任和支持，给我们一个机会参与数据中心存储集中及容灾项目，我公司将全力以赴，为XXIT系统的建设作出贡献。
作为信息基础架构的提供商，我公司拥有完善的技术团队和丰富的行业应用经验。
在本方案中，我公司提出了一套高可靠性的解决方案，充分利用了存储技术的最新发展成果，考虑了系统的先进性、高可靠性、高可用性、系统的灵活扩展能力、开放性以及高可管理性等原则，并对项目的具体需求提出了解决方案。
EMC相信，通过与XX的密切合作，能够建设一个高标准的IT系统，并为将来长期的友好合作关系打下良好的基础。
我公司凭借先进的技术和出色的支持服务以及多年来在各行业的成功经验，相信通过双方的合作，能够使系统项目顺利实施，从而为XX提供一个健康、安全、高可用的业务运行环境，并进一步建立长期的友好合作关系。
目录
第一章项目背景描述 5
第二章解决方案的设计 6
2.1方案设计的原则 6
2.2存储整合的阶段规划 6
第三章项目一期存储整合技术方案 9
3.1方案设计的思路和架构 9
3.2数据集中方案建议 10
3.2.1SAN交换机网络设计 12
3.2.2存储磁盘阵列设计 12
第四章项目一期数据迁移方案 12
4.1数据迁移的目的 12
4.2数据迁移的原则 13
4.3数据迁移过程 13
4.4数据迁移方法 19
第五章VNX存储功能和特性 20
第六章采用EMCVNX存储产品的优势 27
第七章项目一期数据保护系统整合技术方案 31
7.1主机房本地数据保护方案 31
7.2XX数据保护整合方案 33
第八章项目一期XX存储容灾与业务连续性方案建议 34
8.1业务连续性系统建设 34
8.1.1容灾概述 35
8.1.2容灾技术简介 41
8.2XX容灾系统方案架构设计 49
8.3建议的XXVPlexMetro方案的优势 50
8.4容灾项目实施与演练 52
第九章项目一期存储系统EMC设备清单 58
第十章EMC系列产品行业内/外成功应用案例 60
第十一章总结 60
第十二章EMC公司专业存储服务介绍 61
第十三章EMC公司专业培训介绍 62
第十四章设备介绍 65
14.1EMCVNX7500统一存储系统 65
四院四部数据中心存储集中及容灾方案
第一章项目背景描述
XX信息化建设方面，系统建设已比较全面，业务部门的信息化程度已比较成熟，拥有包括ERP系统、邮件,OA,设计等多个系统。
众多内容丰富、功能强大的应用软件逐渐成熟，成为XX信息技术的核心。
XX作为国内大型的研究,制造军工单位，信息系统是一个数据量大，数据类型复杂和事务并发多的系统，随着时间的推移，这些环境的数据越来越多，数据的价值也越来越大。
如何管理及保护好这些数据，是本次项目主要解决的问题。
具体来说，项目一期实现的目标是：
·存储整合：
目前系统数据存储扩展能力有限，数据在多个应用之间，如何高速、快捷地传递及统一的数据管理，存储成为一大瓶颈。
针对这个问题，本次方案将实现主要系统的存储整合。
·备份整合：
随着应用系统业务越来越多，数据量不断增加，数据价值的增大，不能因为数据的丢失与损毁造成业务的中断。
实现信息系统数据异地备份及统一备份也刻不容缓，本次方案将实现数据中心信息系统数据统一备份，并实现数据异地备份。
·异地容灾：
随着XX业务飞速发展，对业务系统依赖性越来越强，不允许业务系统有任何中断，为了保证信息系统的稳定性，在本次方案中实现主机房信息系统同三十多公里外数据中心应用级异地容灾。
第二章解决方案的设计
2.1方案设计的原则
源自技术先进性、可扩充性、高可靠性、高可用性、成熟性、可管理性的设计原则和总体设计思想，依靠业界优秀技术设计理念和产品，借鉴了包括在内的全球众多成功案例和实际经验，我们设计了存储整体的系统方案。
技术先进性：
系统设计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，也掌控未来的发展方向。
从技术角度出发着眼未来，确保用户获得技术成熟并且先进的产品方案。
可扩充性：
在系统设计时充分考虑可扩充性，从而确保新功能、新业务的增加在原有的系统平台上扩展和实现。
确保存储设备对主机系统的广泛支撑能力。
高可靠性：
存储设备平台具有高可靠性，具备先进的冗余的设计。
充分保证系统7x24小时不间断稳定运行和高容错能力，具有灵活的存储系统容量和性能调节能力，同时提供极为充分的可靠性各项指标设计。
高可用性：
在线磁盘系统不停机情况下，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。
可管理性：
提供功能强大的管理软件对存储系统进行有效的管理。
可实施性：
选用成熟的技术，成熟的案例经验和设计方案，制定详细的技术实施方案。
2.2存储整合的阶段规划
依据统筹规划、分步实施的指导原则，作为最重要的IT基础的存储平台,不仅仅是在项目设计与建设实施阶段，还应该覆盖在系统运行、维护、升级扩展等整个生命阶段。
一个好的IT架构，必定是一个层次清晰，模块严谨的结构。
首先，作为IT基础设施中最重要的存储平台，本方案具有良好的模块化特性，它应该具有十分出色的连接和支持能力。
方案提供的存储基础平台具有丰富的功能特点，不但能够满足项目建设的各阶段要求，还为未来的发展打下良好的基础。
信息系统架构将越来越多地把更多的数据和应用整合在一个统一的平台上，同时基于此架构实现多应用的业务连续性要求。
方案正符合这样的趋势：
采用存储网络技术，使得整个存储基础设施具有很好的扩展能力，随着业务的发展，可以通过扩展网络支持更多的服务器、通过扩展存储可以提供更多的存储空间以及I/O处理能力。
要支持大规模信息的集中访问，存储基础平台还必须具有足够的处理能力；在IT系统当中，I/O性能往往会成为整个系统的性能瓶颈；因而，需要采用领先技术使得存储系统能够完全消除这种瓶颈，支持大规模的数据集中访问。
网络数据中心建立集中的系统体系架构及管理，是当今技术发展趋势，也是一个中长期项目，都要采用综合考虑全面兼顾的方法，然后稳扎稳打分步建设，最终形成一个先进性的强大系统体系。
针对信息中心的现有业务特点，并且配合客户的发展规划，我们建议总体方案将分为四个建设阶段：
项目一期:
第一阶段数据整合平台建设
第二阶段数据保护系统整合建设
第三阶段业务连续性系统建设
项目二期：
第四阶段服务器虚拟化平台建设
第一阶段做好数据整合平台建设是数据信息中心统筹建设的最基本一步，也是整个系统架构的重要建设环节。
信息技术的核心是信息，围绕着信息的处理，信息的传送，信息的管理，信息的共享，信息的保护等等，人类在信息技术的各个方面不断取得突破。
人们越来越清楚地看到信息的载体—存储系统在整个IT环境中成为基础架构，它是保证IT环境的其它部分（主机，网络，应用等）正常运转的关键。
客观地讲，离开了整合存储系统的IT环境将成为无米之炊，什么也做不了。
第二阶段数据保护系统建设是针对第一阶段的数据大集中完成后实施的，可以理解为对系统和数据的备份保护平台整合。
当客户完成第一阶段的建设后，形成了一个统一数据存储平台，而后随着业务的发展，各项业务的运行会越来越依赖于计算机系统的电子数据。
数据量也会逐年翻番，网络系统的复杂度和数据的规模增加了数据管理的难度，正在广泛使用的存储结构也对备份系统也提出了更高的要求。
这时候就需要我们建议一个更完善的数据保护系统，来满足实际需要。
这样做，是要实现数据的副本保存，当设备损坏和数据丢失时，通过我们建设的一个包括策略、程序、制度和相关技术结合的数据保护计划，能快速恢复系统和原有关键数据。
另外，在做备份系统的选择时，要关注备份系统的成熟性，是否适合大型的,分布式数据中心的复杂多变的环境下的数据保护，还要有优异的性能，同时要支持跨操作系统平台、跨机构的数据恢复，以及要靠考虑安全性、易用性、易维护性和可管理性等因素。
第三阶段的业务连续性系统建设，也就是建立关键业务和核心平台的容灾系统。
容灾方案的技术核心是实现远程数据复制，并能够在灾难发生时在远端利用复制数据提供企业业务运营支撑服务。
其中，采用基于存储的虚拟化技术建设容灾系统是目前客户采用较多的双活容灾方案，有越来越多的应用案例。
采用基于存储虚拟化的容灾方案的技术核心是利用盘阵对盘阵的数据块镜像技术实现对生产数据的远程拷贝，从而实现生产数据的灾难保护。
在主数据中心发生灾难时，可以利用灾备中心完全同步的数据在灾备中心建立运营支撑环境，为业务继续运营提供IT支持。
同时，也可以利用灾备中心的数据恢复主数据中心的业务系统，从而能够让企业的业务运营快速回复到灾难发生前的正常运营状态。
EMC公司的基于存储虚拟化的容灾方案已经得到了广大用户的实际应用检验，方案的可行性、产品的成熟度、稳定性、可靠性、灵活性都的到了大量实际应用的考验。
EMC的技术服务队伍已经在众多容灾项目成功实施过程中表现出强大的技术力量，能够确保用户容灾方案的成功实施。
第四阶段服务器虚拟化平台建设，采用服务器虚拟化技术架构，逐步整合现有服务器环境。
通过方案的测试与验证阶段后，将其中的单机业务引用逐渐从现有部署环境迁移至虚拟化平台，再通过虚拟化平台实现的业务连续性方案保证措施，逐步实现一类业务应用的虚拟化平台迁移与部署，最终建成虚拟化计算环境资源池。
该解决方案将极大的提供服务器整合的效率，大幅度简化了独立服务器及本机应用管理的复杂性，提高了整体系统的可用性，同时还明显的减少了投资成本，具有很好的技术领先性和性价比，虚拟技术由于采用了将传统服务器应用程序环境封装成可移动的档案文件的技术，很容易实现业务的连续不间断运行，针对应用和访问量灵活部署，降低系统总成本。
总而言之，在统一规划、建设好数据整合平台的基础上，才能在以后一步步有效的进行数据保护系统整合建设和业务连续性系统建设。
本方案下面主要帮助XX信息中心对第一、二、三阶段的建设的作出合理化平台选型和存储技术建议。
第三章项目一期存储整合技术方案
3.1方案设计的思路和架构
按照XX的应用需求，我们将按照以下的思路进行集中存储系统构建：
1配备高性能，高稳定性的存储产品；
2建立完整的存储解决方案，实现足以支撑当前以及未来存储空间需求的大容量在线存储系统。
3实现数据的在线高可用性，避免由于逻辑故障、人为因素、意外事件导致的计划外停机。
4配置企业级磁盘存储产品，将用户系统中的数据集中存储至核心存储中，实现数据高速共享。
建立完整的高安全性、高稳定性、高性能的数据集中存储系统环境。
5响应绿色IT，节能减排的国家号召，采用低功耗的设备。
6通过全球知名的品牌产品与全面的服务网络提供优质解决方案，以及最佳的产品组合和兼容性。
本方案是针对用户实际的业务系统状况及依据EMC的经验专门设计出的整体解决方案。
3.2数据集中方案建议
结合XX集中存储需支撑的应用系统及未来三年存储空间业务需求，主机房集中存储方案需实现的目标：
1，稳定可靠安全
2，强大的I/O处理能力
3，存储需要在未来支持多个应用的数据，存储空间预估当前需要500TB的存储空间，未来必须保证有足够的扩展能力。
4，统一的管理
5，24X7不间断运行的能力
6，智能化存储功能
7，投资保护，数据迁移方便
集中存储的业务模式对于存储的性能有更高的要求，其性能的高低对于数据库的运行起到决定性的影响。
信息中心的建设不但是网络系统，主机系统，数据库，存储系统等简单的堆积和链接．要对业务类型进行分析和归类，从而进行业务系统的优化和存储系统的优化，达到最为合理的系统配比。
每台数据库服务器和前端应用服务器应至少配置两块以上的HBA卡（三块更为合理，两块用于存储，一块用于备份），满足冗余和业务连续性的需要。
在磁盘阵列方面，本方案推荐了EMC中高端的智能存储系列产品VNX7500来存放核心业务数据。
VNX7500具有软件功能技术领先，硬件性能领先，可扩展性强的特点。
EMC中高端存储设备现在前端端口全部为8Gb/s的产品，支持虚拟资源调配，FASTCache，FAST技术，业务优先级动态处理等诸多业内属于领先水平的存储技术．连续十五年居于世界第一位．得到了各个行业客户的充分认可。
同时为了更好的为主机与存储系统提供最优的链接服务，本方案推荐使用SAN8Gb/sFCP交换机,可扩展到80端口的DS5300B。
3.2.1SAN交换机网络设计
FCSAN存储网络由2台EMCDS-5300B，激活48端口SAN交换机构成高性能的冗余存储区域网，链路故障时可自动切换，无单点故障。
每台提供64个8Gb/s的FC端口，2台总共提供96个8Gb/s的FC端口。
可以满足服务器的连接需求，其余端口用于连接8个FC端口的生产存储系统和虚拟带库的连接，并为未来的存储扩展和备份系统准备。
3.2.2存储磁盘阵列设计
存储磁盘阵列采用1套EMCVNX7500高性能企业级存储系统构成。
其磁盘总容量500TB，其中200TB为15krpm600GBSAS磁盘，300TB为7.2krpm2TBNLSAS磁盘，共提供16个8Gb/s前端磁盘端口，并且可以根据用户的需求在线进行扩展到32个。
为了满足磁盘阵列的I/O性能需求，1套企业级FC存储系统配置了2个存储控制器负责FCSAN数据传输，提供8个6Gb/s后端端口（共32个通道）。
存储系统CACHE配置为48GB，CACHE可以根据应用需求灵活扩展到2000GB（通过FASTCACHE方式）。
第四章项目一期数据迁移方案
4.1数据迁移的目的
目前，XX应用系统在存储系统中存放的数据，本次项目中需要将原有数据平稳、安全的迁移到新增的VNX7500存储系统中。
新增的存储系统无论扩展能力、处理性能相比原有存储系统都将有大幅度提升，为此，我们计划将现有存储系统上的数据依次迁移到新增存储系统中，以满足未来业务扩展的需要。
4.2数据迁移的原则
确保数据安全性
在技术允许的条件下，要绝对保证数据的安全性，要绝对避免数据损失、丢失等风险。
确保数据一致性
由于XX应用系统目前运行的大多数应用系统都是基于数据库系统开发的，所以在数据迁移的过程中要保证数据一致性，一定要避免数据迁移后系统无法正常启动等风险的出现。
确保现有主机正常工作
在数据迁移过程中，要尽量避免给主机带来不必要的风险，造成业务系统非计划宕机。
确保停机时间最短
在数据迁移过程中，业务系统停机是不可避免的，但是应该尽量缩短停机时间。
分步骤实施
由于XX应用系统主机数量较多，所以数据迁移必须分阶段实施，数据迁移方案也应该给出不同阶段的工作量。
由专业人员进行数据迁移
由于XX应用系统设备众多，数据迁移时牵扯到主机、光纤交换机和存储系统等不同厂家，为了确保数据迁移的安全、可靠并最终成功，所有数据迁移所涉及的到设备厂商必须由原厂商工程师实际操作。
4.3数据迁移过程
为了保证所有迁移能够有条不紊地进行，并且保证业务系统的平稳过渡，我们把整个迁移分为5个阶段进行。
l第一阶段：
迁移评估
l第二阶段：
迁移规划和设计
l第三阶段：
变更控制
l第四阶段：
数据迁移实施
l第五阶段：
数据迁移后审查
第一阶段：
迁移评估
数据迁移项目的第一阶段首先需要定义数据迁移的范围和确定客户的详细需求，并且对客户当前的环境进行初步的分析，以确定数据迁移的可行性和对当前环境的支持程度。
在这个阶段，还需要根据客户的业务需求选择适当的迁移方法。
在数据迁移项目中，客户的每套业务系统对于EMC来讲都是至关重要的，需要努力花时间做好迁移评估阶段的工作。
做完数据迁移项目第一阶段的工作后，客户将能得到如下结果：
l安全、平稳、风险最小的数据迁移解决方案
l可重复和可预见的迁移结果
l满足客户业务影响需求的数据迁移的具体要求
l与客户一起建立有效实施、管理数据迁移项目的团队成员
EMC在数据迁移方面有许多数据迁移技术和方法，其中大部分是基于阵列或主机为基础的。
客户的业务需求决定了最适当的方法来部署具体的迁移项目。
要确定合适的方法，重要的是要进行初步分析，因此在迁移评估的阶段需要收集当前环境的以下信息：
l需要迁移的数据量
收集客户环境中有关的具体的数据量和LUN的大小
l客户应用系统的可用性
根据需要数据迁移的应用系统数量和应用系统可以宕机的时间窗口往往能够确定使用适当的数据迁移方法。
在线的数据迁移会带来额外的风险，因此客户需要对应用系统的可用性的影响进行权衡。
l容量分配的要求
数据迁移往往会提供一个重新构建LUN大小和存储分配保障计划的机会，因此需要在评估阶段考虑未来容量规划的问题。
l性能的影响
数据迁移通常涉及大量数据移动从而影响到主机、阵列、网络性能和SAN结构，这种影响必须予以考虑。
在数据迁移过程中实施数据流量控制的功能，将减少相应的影响。
l数据迁移的时间窗口
根据客户业务系统的重要级别，可用于数据迁移的维护时间和宕机时间窗口有所不同，某些关键业务可申请的维护时间窗口可能很小。
对于不同要求的业务系统选择不同的数据迁移技术是非常必要的，并且对不同的业务系统需要计划好相应的停机时间和业务切割时间。
l回退计划
为了降低应用系统的风险，在数据迁移实施前必须有一套详细的、可执行的回退操作计划。
本项目中，回退计划可以采用两种技术来保证：
n本地备份系统
XX应用系统原有其他厂商上，在数据迁移之前可以先对数据进行一次全备份，确保数据的安全性，一旦数据迁移过程中出现问题，可以及时使用备份系统来进行数据恢复。
第二阶段：
迁移规划和设计
在数据迁移项目的这个阶段，需要根据对在分析中确定的要求作出详细的设计和实施时间表。
为了完成这一阶段的规划和设计需要具备良好的操作变更管理流程。
这一阶段包括制定一个数据迁移实施计划，不仅包括该项目的具体细节，也应该包括分析应用系统未来可能增长的需求。
数据迁移解决方案的规划和设计必须包含以确保能够达到满足客户业务迁移的需求的迁移方法和环境评估结果。
在此阶段，应该至少记录一下信息：
l具体的源和目标卷
l前端端口的连接
l设备映射要求
l光纤连接
l光纤交换机Zoning
l物理连线要求
l软件版本和许可
l缓存要求
为了设计未来的增长需求计划，重要的是要考虑存储利用率的趋势和未来可能会影响容量的任何举措，并且分析性能和数据保护的要求，确保最佳的数据布局分布和目标阵列的物理配置。
从宏观的角度考虑数据迁移的复杂性，包括服务器负载、网络带宽和容量、源和目标存储系统的性能、SAN流量和迁移时对业务系统的影响、业务的宕机时间窗口，以及在特定的时间数据迁移时数据从一个平台复制到另一个平台时可能出现的影响。
妥善的解决方案的设计允许迁移时的流量控制，在计划好的时间里完成期望复制的适当大小的数据，这是保证数据迁移成功的至关重要因素。
数据迁移成功的标准是指在规划阶段良好的设计达到客户的业务要求，并且在实施阶段能够完全按照计划进行并得到验证。
验证的标准分为两类：
数据完整性和性能。
显然，数据的完整性在何数据迁移项目是至关重要的，为了验证数据完整性，必须首先定义一个测试计划。
这个测试计划可能很简单，比如MD5校验或者能够成功地启动应用系统，但是，用更全面的测试来验证应用系统之间的相互关联的数据集的一致性更有必要。
此外，在规划阶段还应该设定数据迁移后的性能标准，并且在数据迁移后也应当达到要求并得到验证。
采用收集操作系统的iostat和vmstat数据来验证相关的性能指标，至少收集一天的数据来比较数据迁移前后的性能差异。
如果采用的数据迁移技术是一种新的技术，应该在部署到生产环境之前，现在非生产的测试环境中得到验证。
这样能够最大限度的减小风险，以达到客户对业务系统数据迁移的要求。
当数据迁移项目中采用较新的技术或者需要升级版本，额外必须注意以下几个方面：
l支持修订级别和互操作性方面的问题：
n主机总线适配器（HBA）
nFabric
n存储子系统
l主机操作系统版本
l应用软件的版本级别
EMC将在这个阶段通过数据收集并且查询验证EMCSupportMatrix，查明并解决之前的数据迁移中上述所有问题，作为数据迁移实施的一部分，减少现有环境数据迁移的复杂性，以降低数据迁移的风险。
第三阶段：
变更控制
数据迁移项目必须符合变更管理流程。
以下是变更管理涉及的内容：
l风险评估
变更管理的一个重要组成部分是一个完整的风险评估。
风险评估是从一个失败的变更分析出可以出现什么问题，如何预防，以及如何减轻影响的变化。
这种分析应该包括一个文件记录和回退测试计划。
l迁移计划
这是一个在规划和设计阶段建立的审查实施迁移的计划。
这个计划中包括了当前和目标环境，以及逐步的操作过程。
l先决条件和依赖
对数据迁移实施方案的执行过程中所有OnSite的支持，以及相关的参与人员，供应商、零部件供应等先决条件，应记录和计划。
l时间线和时间表
如果目前的行动是至关重要的，时间安排和时间表必须要明确，以满足有限的业务系统维修或割接时限要求，并且确保备份计划进行准备。
l资源计划
该计划应包括相关人员的可用性，技能和责任。
第四阶段：
数据迁移实施
在这个阶段，按照设计阶段制定的计划实施。
一般数据迁移执行的最佳做法包括：
l作为第一步，执行涉及的所有数据的完全备份。
l审查的详细实施步骤。
采用脚本的方法是首选的方法。
l确保实施计划中定义的业务系统重要级别和业务停机时间窗口以及回退计划是正确的，并且实施人员能够完全理解并执行。
l进行试点迁移或实施尽可能高级的测试。
预先计划一个迁移测试是非常有价值的。
l在迁移项目前期观察数据吞吐量。
如果在迁移实施前期发现迁移的时间段内某些吞吐量估计和实际吞吐量存在显着性差异，可能还有时间调整时间表、减少性能影响或采用其它应急的数据迁移方法，以避免在项目中超过计划的时间表。
l一切操作都严格按照测试计划和相关文档。
在生产数据的在线迁移过程中的最高风险无疑是不可控的数据完整性问题，如果这些因素都被列入计划并记录和明确之后，这种风险通常可以缓解。
关键是要按照与客户协商好的计划按部就班的逐一应用系统实施、验证并得到客户业务的验证。
l问题及时上报以及专业人员实施。
在迁移过程中碰到问题及时寻求二线专家的帮助是解决问题的更容易和快速的途径。
在进行数据迁移时确保专业的技术专家严格按照文档实施并且保证相关的支持系统畅通，是减少风险的重要因素。
如果实施人员行为不当，参与支持系统在有帮助需要时得不到支持，甚至实施人员没有什么经验，将会给数据迁移带来非常大的风险。
第五阶段：
数据迁移后审查
在这个阶段，确认没有技术人员、服务质量以及数据完整性的影响。
执行以下工作：
l采集数据迁移后的性能数据并与计划中的定义去比较，验证是否达到客户的期望值
l执行迁移过程中使用的迁移工具等项目的清理。
l利旧或者清理数据迁移前原始的SAN系统和磁盘系统。
l审查在迁移过程中发生问题的处理方式和结果。
l提供迁移后数据环境最终状态的文档。
例如包括地址
升级会员 