某大学SAN网络集中存储备份系统方案.docx
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某大学SAN网络集中存储备份系统方案
某大学SAN网络集中存储备份系统方案
一、某大学集中存储建设目标
在新的以信息为核心的时代，如何更有效的管理、保护和共享企业信息已为各行业的发展提出了新的挑战。
尤其在新兴信息行业领域，更是面临着前所未有的巨大挑战。
在传统的分布式处理模式下，所有的信息分散在内部各个服务器上，信息的管理，信息的可用性受到了很大的限制，不能充分发挥应有的作用，而且系统的升级和新业务的开发部署也都不能及时响应技术和市场快速变化的要求，在这种情形下，以信息为中心的集中处理模式应时代的需要再次走上了历史舞台，而构建企业信息基础设施则更是集中处理模式的重中之重。
数字信息作为某大学图书馆的基本资产，会越来越成为企业的命脉，存储系统显得越来越重要，建设一个大容量、高可靠性、易管理的存储系统将会成为重点之一，也是将来投资的重点。
根据系统的特点、需求，在整个系统方案设计时重点考虑以下几方面：
高可靠性与可用性
对于关键性应用，如果发生故障或发生宕机现象，会造成严重的后果。
所以，在结构设计中要采用相应的、恰当的技术手段以保障服务可用性。
在考虑技术先进性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠和稳定，达到最大的平均无故障时间。
计算机设备厂商所强调的RAS（可靠、可用、可维护）特性，是系统选型考虑的重点。
高度安全性
IT系统的普及使用户对数据的依赖性逐步提高，因而数据的安全性显得尤为重要。
在系统设计中，既要考虑信息资源的充分共享，还要特别注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制，数据存取的权限控制等等。
可伸缩能力
由于技术和应用模式不断地变化，资源的不可预测性因素成为系统设计面临的最大挑战，很难用传统经验来预测用户的应用需求。
因此，在继续追求系统的响应速度、服务的可靠性、可用性和安全性的前提下，增加系统缩放性与灵活性就显得尤为重要。
良好的伸缩能力不仅意味着系统的持续性和稳定性，而且也是满足未来服务、应用增长需要的必备条件。
未来所支持的数据将有非常大的增长，所以伸缩能力是现在所要考虑的最重要的问题。
高性能
服务的响应速度是保证用户服务质量和满意程度的重要方面。
系统高性能确保为用户提供优质的服务，使用户得到良好的响应时间。
投资保护和兼容性
计算机技术是一项十分活跃的技术，更新换代很快。
因此系统设计时应考虑到一定的兼容性，有利于保护投资。
同时提供对各IT厂家产品的互操作能力。
高效实用
着眼于业务、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作急需的问题。
可以考虑合理的分步实施。
系统管理的简单性
信息系统的复杂性带来了管理费用的增加、维护费用的攀升，因此在进行系统设计时，应保证管理过程的简单化，如统一的管理平台、图形化用户界面等。
二、集中存储建设内容
2.1SAN存储系统解决方案
2.1.1需求分析
某大学图书馆存储现状：
非光纤存储：
如：
联想机器上有1个RAID卡，容量800G；DELL服务器上有一个SCSI卡，20块180G的厚盘，软RAID，有2TB数据
光纤存储：
3台SunT3，容量2T；3台SunSE3510，容量2T。
采用DAS的连接方式，支持Sun服务器应用。
未来需求：
◆容量40TB，连接大约10台主机，包括10台服务器。
主要用于期刊数据库存储
◆希望考虑对以上现有的存储的集中管理。
◆能够利用和保护现有投资
◆通过部署虚拟化存储设备，统一管理存储空间，对外提供CIFS、iSCSI和FC访问
根据用户要求，结合我们对某大学图书馆业务的理解，我们认为存储系统基本需求如下。
Ø部署基于新的SAN架构的光纤存储系统，容量40TB硬盘，以SATA硬盘为主
Ø支持现有UNIX服务器和Windows/PC服务器的连接
Ø提供整合的存储架构，包括对基于数据块、NFS/CIFS文件访问的需求。
即整合SAN和NAS需求。
Ø提供有效利用现有存储的能力
Ø提供从现有存储的数据级迁移能力和手段。
整合是当今IT行业最热门的话题和趋势。
Gartner集团等预测研究表明，50%-70%的IT用户已经或者将要实施应用和数据整合的策略。
整合意味着应用、数据库、存储的集中。
整合的方式也是多样的，从简单的将服务器集中到统一的机房，到将不同的应用集中到较少的服务器和存储资源上（如部署SAN）。
总之，整合的益处和风险并存，用户经常需要得到专业公司的帮助。
作为所有系统的最基础数据，通过部署统一的ＳＡＮ存储系统的优点是非常明显的。
所以，建议对上述应有部署统一的存储系统。
部署统一的存储系统的的好处：
⏹降低TCO（TotalCostofOwnership）
⏹平台和软件系统标准化
⏹改进可用性和可靠性
⏹改进最终用户的服务水平
⏹提高服务器/存储的利用率和性能
⏹可以统一部署备份和恢复系统
⏹可以借此将应用移植到新的硬件和软件平台
⏹推动业务和部门合并和优化
⏹建设统一的机房环境
⏹改进管理能力
⏹降低硬件管理成本
整合是当今IT行业最热门的话题和趋势。
Gartner集团等预测研究表明，50%-70%的IT用户已经或者将要实施应用和数据整合的策略。
整合意味着应用、数据库、存储的集中。
整合的方式也是多样的，从简单的将服务器集中到统一的机房，到将不同的应用集中到较少的服务器和存储资源上（如部署SAN）。
总之，整合的益处和风险并存，用户经常需要得到专业公司的帮助。
作为所有系统的最基础数据，通过部署统一的ＳＡＮ存储系统的优点是非常明显的。
所以，建议对上述应有部署统一的存储系统。
部署统一的存储系统的的好处：
⏹降低TCO（TotalCostofOwnership）
⏹平台和软件系统标准化
⏹改进可用性和可靠性
⏹改进最终用户的服务水平
⏹提高服务器/存储的利用率和性能
⏹可以统一部署备份和恢复系统
⏹可以借此将应用移植到新的硬件和软件平台
⏹推动业务和部门合并和优化
⏹建设统一的机房环境
⏹改进管理能力
⏹降低硬件管理成本
⏹···
2.1.2SAN存储架构设计
根据某大学图书馆的需求，其架构大体如下。
我们关注的主要是对信息进行管理和存储部分。
StorageAreaNetwork（SAN）是一个专为存储而设计的高性能网络，通常基于2Gb/s光纤通道（FiberChannel）。
SAN采用光纤连接在服务器和存储之间建立一个专用的网络。
在SAN中任何服务器与任何存储间都有可能发生通信。
正是因为光纤的性能特征，SAN允许存储远离服务器放置，同时维持集中的控制，这就为实现集群、数据共享和灾难恢复等解决方案打开了大门。
StorageNetworkingIndustryAssocation（SNIA）为SAN给出一个正式的定义：
“一个以在计算机系统和存储单元间传输数据为主要目的的网络。
简称SAN。
SAN包括通信基础架构，用以提供物理连接，和一个管理层，将连接、存储单元和计算机系统组织起来以实现数据传输的安全可靠。
”——SNIA技术词典,StorageNetworkingIndustryAssocation版权所有,2000。
SAN将带来许多好处，这些好处对满足企业的业务需求是重要的、有时甚至是关键的因素。
SAN将能提供：
存储整合StorageConsolidation
SAN中所有存储对多台服务器均为可见。
此种能力允许将存储整合成较大的虚拟存储池，然后根据需要分配给不同的服务器使用。
这就避免了每个服务器都有其自己的存储阵列，从而减少投资和管理的费用。
高可用性Highavailability
通过双路连接的存储设备、双路连接的服务器和冗余的交换拓朴结构，实现多层次的冗余。
多个访问路径允许实现集群的故障切换（failover）配置。
存储设备从服务器上脱离开，使其能被单独管理。
灾难恢复配置能解决系统宕机时间和服务丢失的问题。
可伸缩性Scalability
SAN中存储设备不再与主机直接相连，它的改动不需要主机停机配合。
并且新的存储设备一旦连入SAN，经过容量和区域的划分，即可以被连入SAN中的主机更有效地使用，进而实现了存储容量的动态扩充。
SAN能实现简单、经济、高效的扩展，以提供更多的存储、更多的服务器、更多的数据通路和支持更广泛的用户区域。
采用智能的交换机和长距离的光纤，使之成为企业选择可靠扩展方案时一个极具吸引力的特征。
这种可扩展能力甚至对现有的生产环境几乎不会带来任何影响。
高性能HighPerformance
SAN采用高带宽、低负载的光纤通道协议传输SCSI信号，实现主机和存储之间点对点的高效数据传输。
现有的光纤通道技术已经实现了2Gb/s&4Gb/s的数据传输速率，10Gb/s的技术也将实现。
增强的设备连接能力EnhancedDeviceConnectivity
基于光纤通道的规范，设备连接能力比较早的技术，例如SCSI（7或15个设备），要大大地提高。
一个光纤通道仲裁环（FC-AL）能支持126个设备，而一个完全的Fabric结构理论上可支持多达一千六百万个设备。
根据存储整合的特点，基于SAN的存储架构是理想的选择。
根据前面章节容量的要求外，支持众多业务主机的访问也是基本需求。
配置光纤交换机和高档磁盘阵列CX700。
ＳＡＮ和光纤交换机
冗余配置16口光纤交换机，构成基础SAN架构.
磁盘阵列系统
配置磁盘阵列系统CX700。
多台业务主机，通过冗余2Gb光纤链路与光纤交换机连接，光纤交换机通过2Gb光纤链路分别与CX700连接，构架成数据中心存储区域网。
建议配置是基于２Gb技术的光纤存储系统CX700。
CX700是高性能的存储设备，并且支持基于存储系统进行数据快照和远程复制，配置：
l当前容量47.5TB（30块300GB10000rpm,75块500ＧＢ7200rpmSATA）容量
lCX700最大可以支持240块硬盘
lCX700配置8GBCache
lCX700配置8*2Gb光纤主机连接端口
lCX700配置8*2Gb光纤后端磁盘连接端口
l支持数据快照和克隆功能软件SnapView
l支持磁盘阵列间数据迁移软件SanCopy，支持远程数据复制软件MirrorView
l双控制器，配置4颗高性能CPU
l支持2048LUNs，256台主机（通过ＳＡＮ）
l支持Windows,Linux,NetWare,Solaris,IBMAIX,HP-UX,HPTru64 等
CX700是CLARiiONCX系列产品之一。
CX700提供了一种没有任何单点故障的可扩展、高可用性体系结构。
CX系列产品采用了通用的硬件体系结构和软件应用程序套件。
它通过EMCNavisphere进行集中管理并支持基于存储的业务连续性和灾难恢复功能，保持了CLARiiON系列久负盛誉的数据完整性和高可用性的所有特性―全局热备用，冗余电源和冷却，通向光纤通道和ATA磁盘驱动器的四条通路，双活动存储处理器，整个阵列内的数据通路奇偶校验，及其他许多特性。
在CX700存储服务器上安装AccessLogix软件对存储逻辑单元（LUN）进行规划，保证数据卷的正常划分。
通过统一的存储管理软件NavisphereManger完成对CX700的存储管理、调优、配置及报表功能。
CX700是一种全功能而且完整的高可用性直接连接/SAN连接产品，提供内部故障切换（处理器、电源、通路）以确保数据可用性和无单一故障点。
有功能强大的软件用于实现高数据可用性、无中断在线备份、高速数据移动、应用程序测试和灾难恢复。
CX700具有部署灵活性，在同一阵列中可选择使用高性能光纤通道驱动器或高容量ATA驱动器。
原有的存储设备如SunSE3510等也可以接入新的SAN系统，构成统一的SAN基础架构。
2.2虚拟存储管理系统解决方案
2.2.1存储虚拟结构图
2.2.2存储虚拟描述
清华图书馆目前有5台主机（Solaris,Windows和Linux操作系统）接入SUN磁盘阵列，现有存储空间2TB。
本次项目规划目标是添加1台40TB的磁盘阵列和应用服务器，并且通过统一虚拟存储化平台将42TB的存储空间进行虚拟化管理。
飞康IPStor存储虚拟化平台可以对各个厂商的阵列空间实现统一管理，并且灵活的分配给某大学图书馆的应用主机使用。
飞康IPStor实现存储虚拟化用两种模式，即直通车方式和虚拟化方式。
对某大学图书馆现有的2TB的SUN阵列空间采用直通车的，经过IPStor管理后重新分配给现有应用服务器，不对原来2TB的数据做任何修改，从而原来2TB的数据不会丢失；对于新置40TB阵列存储经过IPStor存储管理后分配给新的应用服务器使用。
对于IPStor管理器和存储阵列之间的连接我们称为downstream，而IPStor管理器和应用主机之间的连接我们称为upstream,在downstream和upstream链路上IPStor支持FibreChannel,IPSAN,iSCSI,InfiniBand和IBMSSA等多种连接方式。
IPStor虚拟存储架构有着优秀的开放性和扩展性。
2.2.3IPStor异构存储虚拟管理介绍
2.2.3.1IPStor虚拟存储管理器的存储管理模式
从主机的发展过程我们可以看到，主机平台的发展随不同阶段都伴随着历史性的变革，从单一平台发展到多平台以适应不同的应用环境，从分散式的管理走向统一的平台管理。
当然，存储设备的发展也从单一的存储设备发展到现今的SCSI、FC、iSCSI等接口的磁盘存储设备和磁带存储设备及NAS、SAN和Worm等的不同需求的服务方式，存储设备及存储服务方式的多样性，增加了IT存储平台管理上的复杂性，因此简化管理，降低成本投入及提高投资回报率是IT现今所面临的最大挑战。
IPStor存储管理器是基于网络的存储架构管理方式，将存储资源设备所在的区域SAN与应用主机所在的区域LAN完全隔离开，使得主机统一通过网络层的网关（GateWay）与存储资源进行会话；即应用主机只需关心如何进行数据存取及存储方式，不在关心数据存放在何处及存放的数据如何保护；在存储域只需将有效的容量提供出来及进行硬件级的保护和RAID级的维护，基于网络层的IPStor存储管理器将对硬件提供的存储容量的进行管理，附加存储服务功能进行数据多重保护及将相对应的存储容量供给应用主机。
因此，基于网络架构的IPStor存储管理器，集中对存储资源设备进行管理，并在集中管理的基础上对数据进行多级保护，按照应用所需的存储资源供给主机。
IPStor存储管理器中如同一个网关，将主机域的LAN与存储域的SAN连接起来，同时又将主机访问域和存储资源域隔离成不同的两个区域，主机访问群的增加、减少不会影响到存储域，存储域中的存储设备的增加、减少也不会影响到主机域，同时存储域中的存储设备的管理及储存的数据保护等的管理统一到一个平台中，统一由IPStor存信管理器管理，简化整个存储域的管理，享受IPStor存储管理器对数据的多级保护功能等。
2.2.3.2IPStor虚拟存储管理对存储资源的整合
存储所面临最大的挑战是如何利用现有的IT人员简化管理异构的存储资源设备及异构的主机访问群，大量DAS的存储访问模式的复杂管理，单一的存储服务平台（SAN或NAS）及存储资源的利用率等，这都是现今普通存储访问架构所面临的挑战，随着业务的发展，信息数据日益飞速增长，使得不同的、大量的业务数据的管理问题及安全性问题也面临着最强的挑战，数据的在线性要求已不能适应传统存储硬件设备升级、维护等的宕机时间，因此，存储资源设备的集中管理，存储服务的集中化供给，存储资源的有效利用率，新一代的存储架构等都是企业所急需解决的。
IPStor存储管理器将能有效的解决企业所面临的问题。
IPStor存储管理器可以配置成不同接口的协议（如SCSI、iSCSI、FibreChannel或Infiniband）与多个物理设备（如RAID、JOBD等）相连，将所连接的存储资源的容量统一到单一的虚拟存储池中，也就是对异构存储设备的虚拟化。
借助这一存储池，为企业所建立和提供的存储虚拟逻辑卷（LUN）的SAN访问，对于应用主机来说如同逻辑上的本地连接设备一样，随时可以进行存储操作和管理，同时，通过网络共享的服务方式，也能为企业提借所需的NAS服务及数据原始性需求的WORM服务。
2.2.3.3统一存储资源设备
信息化的不断发展，存储资源简约化管理也是企业所面临的挑战，集中化存储资源管理是存储发展的趋势，在进行异构存储资源合并时，企业往往要购买一些价格昂贵或高端的存储设备，甚至必需用那些著名厂商的存储设备，这些高端存储系统可以完成集中化存储资料和虚拟存储的任务，但它们在改变需求方面的复杂性和机械性往往使得中大型企业又回到了基于独立的服务器式存储管理模式。
IPStor存储管理器是一个完全开放的，符合工业标准构架，能让企业以现存的不同存储设备实施高可用的、可升级的、高效能的、集中化的存储资源及存储虚拟的解决方案。
在异构存储环境中，不同品牌的存储设备很难通过其中某一厂商将它们的资源整合在一起，有时候不同系列的设备也无能为力将其整合，随着信息数据及不同业务系统的不断增长，必然导致了异构设备的存在；IPStor存储管理器是基于网络层将不同的存储资源设备连接在一起，使得每个存储设备之间无需会话，只需同时与IPStor存储管理器会话，IPStor存储管理器再与主机群进行会话，这样就可以避免了某一存储设备只能针对某些主机群服务的限制，提高了存储资源设备与主机访问群的互连性。
2.2.3.4统一存储资源服务
在统一存储资源设备的基础上，我们就能方便的利用这一架构统一为企业提供存储服务，包括有SAN、NAS和WORM等。
企业可以统一的平台上同时享有不同的存储服务。
SAN通常用于需要对存储设备进行高速、数据块级（blocklevel）访问的关键任务应用服务器。
应用服务器使用一个主机线适配器（HBA）或其它方式接入一个单独的连有存储设备的存储网络。
包括镜像、复制、快照、备份/恢复在内的诸多存储服务需要添加额外的软硬件。
NAS解决方案为无需高速、块级访问的工作组用户和应用服务器提供文件级的共享访问。
NAS通常由局域网上的用户客户机所连接的存储设备构成，通过CIFS或NFS协议提供共享存储服务。
NAS存储解决方案拥有自己独立于任何现有SAN解决方案的存储设备集、存储服务和自己的管理方案。
WORM保存记录方面，如企业的财务数据、医院的病历记录卡、银行的交易信息及证卷代理交易记录等组织机构的数据都面临越来越严格的条例规范，都被要求将这些规范的数据存储到某一存储介质中，并且一旦写入后将在一定时期内不能被修改或删除，这就是对WORM技术（一写多读）的需求。
SAN和NAS能够满足企业对存储资源访问的不同需求，但问题是对块级的存储服务和文件级的存储服务需求在同一个企业内部往往同时存在，企业必须使用不同的架构、网络和解决方案来解决存储方面的挑战。
换句话说，这些企业的存储环境往往同时包括了SAN和NAS。
这样做的直接后果就是企业里的存储孤岛（Islandsofstorage）增加了，整个基础架构变得复杂，可管理性下降。
飞康公司的IPStor存储管理器作为网络存储架构领先者，充分了解到客户的问题，提供出全优化的存储网络架构，利用企业现有的存储资源搭建开放式的网络存储架构，基于网络存储架构的IPStor存储管理器的设计原则就是实现SAN和NAS的融合，实现企业级的存储资源服务，提高数据的高可用性，实现无限扩展和存储虚拟，降低总体拥有成本。
通过这一架构，一方面我们可以利用SAN的高扩展性和易管理性来扩展NAS，另一方面可以通过NAS的文件级服务和虚拟化扩展SAN。
显而易见，IPStor存储管理器可以避免企业内出现若干个存储岛以及随之而来的成本、管理等一系列问题。
飞康公司的WORM技术是以IPStor存储管理器的NAS存储服务为技术平台，它可以确保存放的企业业务记录数据长期保持不变，确保企业组织遵守记录保存方面的严格规定，在受监管或企业数据参考期之内不能被删除或修改，只有受到蓄意破坏（对硬件进行破坏），才会导致记录数据的丢失。
除了系统管理员删除整个WORM存储资源卷外，在任何情况下企业用户或系统管理员都不能删除或更改飞康公司的WORM存储资源中所保护的数据文件。
2.2.3.5统一的存储资源管理
IPStor存储管理器的虚拟化存储管理可以大幅度增强和扩展企业数据中心的存储管理能力，简化存储资源管理。
所有物理存储设备都可被检测并集合到一个存储池，加以虚拟化，并且通过Java控制台为IPStor存储管理器的全面管理提供了简单直观的GUI界面。
使用这个主控台，简单的点击鼠标操作就能实现从可用的存储池中创建任意规模的SAN或NAS“虚拟化资源”。
一旦操作完成，就可以向任何应用服务器分配SAN资源，应用服务器的操作系统（WindowsNT、Windows2000、Lunux、Solaris、HP-UX、IBMAIX等）如同安装了主机适配器和连接了驱动器一样产生功能效应。
而访问NAS资源的客户端操作系统采用网络转发程序访问CIFS/SMB和NFS，应用主机能过网络访问NAS共享的存储资源。
在任何时刻动态分配虚拟资源大小，以增加存储容量已成为了可能。
借助Java主控台，通过点击鼠标右键可以方便的在SAN或NAS虚拟资源上定义一个镜像、快照或执行一个安排好的复制或备份。
无论虚拟资源来自SAN或者NAS，借助IPStor存储管理器，创建和提供这些高级存储服务的方式都是一样的。
采用IPStor存储管理器的网络存储架构方式，企业再也不用关心它的存储网络是SAN或NAS，它所要关注的问题是：
如何将整合了SAN和NAS的IPStor存储管理器的网络存储架构部署到存储网络中，解决企业不断增长的存储需求。
由此可见，存储资源的抓取--将多个存储设备资源整合到统一的存储池中，存储服务的附加--给存储池中每一份存储容量都附加了镜像、快照、时间标记、远程复制等高级存储功能，存储资源的供给--按应用主机所需分配包括SAN、NAS及WORM等存储资源，并供给相应的应用主机；这些操作全统一由IPStor存储管理器管理，在硬件存储设备上的管理只需维护硬件的可靠性及RAID级别。
因此IPStor存储管理器集中了异构存储设备的集中管理，并且简约了存储资源及服务的管理，降低了总体成本投入（TCO），使企业能够获得最佳的投资回报（ROI）。
三、原厂服务支持
3.1EMC服务支持
存储系统作为企业业务系统"后台中的后台"，其设计的合理性、运行的效率不但与其它系统的关联极大，同时又与其他系统保持互动。
但是近年来，由于技术和产品的快速成熟，短短的几年内不但有了大量的存储用户，而且也有了众多的企业介入存储市场，生产存储设备，这就要求存储系统的服务人员不仅懂得主机系统、操作系统、应用系统，而且还要深入了解相关存储系统的性能。
因为存储是一整套理念，任何概念上的不清楚，都有可能造成存储系统设计上的漏洞，给用户的使用带来问题。
但是随着企业需存储的业务数据快速增长，企业存储系统日趋复杂化，要设计一个复杂的网络和存储系统，只购买几台符合现状和发展趋势的存储设备并不能为企业带来具有实际意义的存储容量提高和性能的全面改善，一个符合系统实际情况，满足用户要求的存储系统才是真谛所在。
但是对于这
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