上海財經大學集中存儲方案建議書 NetApp

上海財經大學科研樓智能化一期建設集中存儲方案PAGE99PAGE上海財經大學科研樓智能化項目語音錄播/視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲方案2017年12月

目錄1 NetApp簡介 42 業(yè)界榮譽 83 NetApp的技術優(yōu)勢 94 需求分析 114.1 校園安防建設的必要性 114.2 系統(tǒng)結構 124.3 建設目標 135 設計原則 145.1 整體IT架構設計原則 146 系統(tǒng)分析和方案設計 166.1 集中存儲方式比較 166.2 數(shù)據(jù)分析 196.3 存儲需求分析 196.4 存儲系統(tǒng)選型 216.5 方案設計 246.6 NetApp技術優(yōu)勢 256.7 初步建議配置 357 NetApp存儲詳細介紹 377.1 NetApp系統(tǒng)的可擴展性 377.2 NetApp存儲系統(tǒng)的安全性、可靠性和可用性 377.3 統(tǒng)一存儲系統(tǒng) 387.4 NetAppFlexVol和FlexClone存儲虛擬化技術 417.5 FlexShare軟件 467.6 FilerView管理工具 477.7 獨特的RAID-DP技術 507.8 Snapshot快照技術 527.9 SnapRestore軟件 537.10 SnapMirror災難恢復 547.11 SnapDrive軟件技術 567.12 SnapManager 587.13 SnapVault 697.14 OpenSystemSnapVault 798 NetApp服務體系介紹 818.1服務體系 818.2．服務內容 858.3.增值服務 888.4.故障報修流程 899 FAS8200產品介紹 93 NetApp簡介NetApp是全球領先的存儲與數(shù)據(jù)管理廠商，由DaveHitz和JamesLau(劉冠新)于1992年在美國加州陽光谷(Sunnyvale)創(chuàng)立。經過二十多年的發(fā)展，今天的NetApp已經是一家擁有13000名員工，年營業(yè)額達到63億美金的跨國公司。雖然是一家年輕的公司，但在截止到2013年全球外部存儲系統(tǒng)市場占有率上，NetApp公司已經穩(wěn)居第二的市場地位。從創(chuàng)立之初，NetApp就確立了兩大宗旨，也是我們賴以成功的企業(yè)文化。首先是“幫助客戶成功”。NetApp重視每一個客戶，而且提出“GoBeyond”的原則，即不僅僅只是做好自己分內的事，要進一步、更深入地為客戶服務。例如，在項目中，我們不但會做好存儲設計、規(guī)劃和實施，也會對基礎架構、應用部署提出最佳實踐的建議，使整個系統(tǒng)成為更加協(xié)調的有機體。其次是創(chuàng)新。從成立以來，NetApp就不斷地進行技術創(chuàng)新，引領著世界存儲技術的發(fā)展方向。NetApp認為，優(yōu)秀的存儲是業(yè)務系統(tǒng)更加可靠的基石，更快運行的推進劑，業(yè)務整合的黏合劑，降低成本提升效率的魔術棒。拿設計汽車類比，過去傳統(tǒng)存儲廠家只是一代又一代地擴大氣缸尺寸，提升馬力，雖然載貨量和性能提升了，但油耗也上去了，同時駕駛人員得到的只是一輛更難開的車。而NetApp一方面通過高效技術，減小氣缸尺寸、降低油耗，同時還提升了動力；另一方面，NetApp豐富了很多安全、人性化方面的功能，駕駛人員開起來更加輕松、更安全，也獲得了更好的駕駛體驗。這是一個典型的“雙贏”：在數(shù)據(jù)急劇膨脹、應用日趨復雜、業(yè)務要求越來越高的今天，NetApp的技術創(chuàng)新則幫助客戶降本增效：節(jié)省成本開支，提升運行效率；反過來，客戶也幫助NetApp獲得了成功。根據(jù)IDC統(tǒng)計，NetAppFAS系列是全球銷量第一的單一存儲系統(tǒng)。

NetApp外置存儲排名2017Q2:2017年Gartner魔力象限排名：2017最新存儲性能排名：業(yè)界榮譽近年來NetApp獲得的業(yè)界榮譽包括：連續(xù)11年取得《財富》雜志“全美最佳公司”前十，其中2009年擊敗Google獲得第一。2013年《財富》雜志“全球最佳跨國公司”第三連續(xù)6年在Gartner中高端SAN和NAS存儲魔力象限中，獲得“領導者”評價。微軟“最佳存儲解決方案”、“最佳私有云解決方案”大獎DCIG2013年“最佳統(tǒng)一存儲”、“最佳云存儲”評比，囊括前三存儲標準化組織SNIA成立的云存儲標準化小組中，6個領導席位，NetApp占據(jù)3席IDC99.999%可用性認證連續(xù)4年獲得美國《存儲》最佳企業(yè)級存儲大獎NetApp的技術優(yōu)勢這兩年來，大數(shù)據(jù)行業(yè)的應用有以下發(fā)展：一是數(shù)據(jù)量越來越大，數(shù)據(jù)類型也呈多樣化。由于大數(shù)據(jù)和云技術的應用發(fā)展，各行業(yè)的沉淀數(shù)據(jù)量呈幾何級增長。我們估計，在不久的將來，很多行業(yè)的數(shù)據(jù)量將達到PB級別。同時，非結構數(shù)據(jù)和結構化數(shù)據(jù)在各應用中將并存，而且數(shù)據(jù)增長方向主要在非結構化數(shù)據(jù)。如何管理海量的數(shù)據(jù)，對傳統(tǒng)存儲來說，是巨大的挑戰(zhàn)。二是應用要求越來越高。這既體現(xiàn)在應用對“不中斷運行”的要求上，同時也對應用系統(tǒng)性能的需求。兩者其實可以歸為一個目的，保證應用正常運行，減少宕機時間。三是應用種類越來越多，對管理維護也提出更高要求。新需求不斷地提出，也會產生新的應用。那么對于存儲系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)是，如何滿足新應用需求的同時，降低管理維護的復雜度。四是突破不同系統(tǒng)、不同行業(yè)、不同地域之間的信息壁壘，實現(xiàn)充分的信息資源共享、互備。利用傳統(tǒng)的存儲技術，要實現(xiàn)以上目標，必須付出很大的代價。而NetApp的創(chuàng)新技術可以幫助用戶輕松實現(xiàn)，而且這些技術全部“統(tǒng)一”到一個平臺上了：統(tǒng)一存儲NetApp發(fā)明了統(tǒng)一存儲，它可以同時整合不同類型的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一管理。同時，單套NetAppFAS存儲可以管理超過50PB的數(shù)據(jù)量，輕松應對新的業(yè)務帶來的海量數(shù)據(jù)––這正是我們擅長的。彈性擴展從較小的型號起步，后期也可以靈活地對性能和容量進行擴展和升級，沒有數(shù)據(jù)遷移的陣痛，而且可以保護原有投資。業(yè)務連續(xù)性NetApp存儲內置了豐富的數(shù)據(jù)保護措施，足以應對各類故障。如“雙活”、容災、秒級快照備份、D2D備份…這些功能全部內置于存儲本身，不需要額外購買軟件。高效率存儲技術，應對海量數(shù)據(jù)針對日益膨脹的數(shù)據(jù)量，NetApp免費提供了壓縮、消重等技術，可以大幅降低磁盤購買量。NetApp還提供性能加速技術，各項性能測試表明，相同硬件配置下，NetApp可以提供最好的性能，保證核心業(yè)務的最低延時目標。面向虛擬化、云計算的共享式架構NetApp最初設計就是按照共享式的IT架構來做的。共享式架構，也是虛擬化和云計算的基礎。不但可以打破應用、地域之間的信息壁壘，同時還可以提升硬件資源利用率，降低維護復雜度。更重要的是，面對新的應用需求時，可以做出更快的反應和調整。需求分析校園安防建設的必要性隨著我國教育事業(yè)的發(fā)展，學校的規(guī)模不斷擴大，學生高密度集中，校區(qū)開放程度和后勤服務社會化程度越來越高。加上學生自我保護意識差，存在極大安全隱患。如何處理各校區(qū)安全保衛(wèi)工作和突發(fā)性、群體性事件，減少校園暴力，對學校進行有效的安全防護成為百姓關注的重點。特別是近年來，危害校園安全、侵害學生權益的案件日益突出，各類針對校園的違法犯罪現(xiàn)象呈上升趨勢。校園安全已經成為一個社會高度關注的熱點問題。有效解決當前校園安全存在的問題，確保校園安全，已經成為創(chuàng)建平安工作的一個重要命題。開展“平安校園”創(chuàng)建活動，是全面加強學校安全管理工作，維護學校正常教育教學和生活秩序，保證師生人身財產安全，營造安全、穩(wěn)定、文明、健康的育人環(huán)境，為構建社會主義和諧社會的首善之區(qū)創(chuàng)造條件的一項基礎性工作。系統(tǒng)結構此次需求為上海財經大學科研樓智能化信息化一期建設需求，需要建設含語音錄播、視頻監(jiān)控的基礎信息化系統(tǒng)，大致的架構如下：在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，我們建議采用如上圖所示存儲方案，采用NAS的方式連接到視頻服務器。采用以上NAS存儲結構，整個系統(tǒng)的實施和維護非常簡單，由于存儲架構采用Active-Active的雙活全冗余高可用架構，因此可以保障系統(tǒng)的高可用性。而且還可以充分利用NAS存儲系統(tǒng)的雙校驗盤和在線數(shù)據(jù)保護機制等實現(xiàn)數(shù)據(jù)多層次的保護，今后的維護也非常方便。建設目標本次項目將在上海財經大學科研樓建立存儲系統(tǒng)，設計科學、有效的信息系統(tǒng)構架和功能，實現(xiàn)以下目標：采用專業(yè)的存儲設備和合適的體系架構，整合各項業(yè)務數(shù)據(jù)，將視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)以及辦公、人口信息等數(shù)據(jù)做集中存儲和數(shù)據(jù)保護；配置足夠容量，以滿足目前和將來數(shù)據(jù)存儲的需求，特別是視頻數(shù)據(jù)；為了保證視頻資料清晰，暫不采取壓縮手段；利用現(xiàn)有的帶寬資源，定時、有選擇地將各下屬派出所視頻數(shù)據(jù)復制到存儲設備上，以提升數(shù)據(jù)可管理性和對信息資源的長期利用，使得投資性價比最高；存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)易于在網(wǎng)絡中共享，比如用于回放；能夠共享給公安三級網(wǎng)內部使用，并保證安全性（隔離兩個網(wǎng)絡）；存儲設備需要具備足夠高的性能和穩(wěn)定性；NetApp認真詳細考察和論證上海財經大學科研樓的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和與之相關周邊系統(tǒng)，充分利用上海財經大學科研樓智能化建設現(xiàn)有的IT系統(tǒng)，盡量節(jié)省成本，建設科學合理的存儲系統(tǒng)架構，達到數(shù)據(jù)最大程度保護和利用，性能進一步優(yōu)化，滿足上海財經大學科研樓的各項功能需求。高可用性和高性價比是本方案的建設出發(fā)點。設計原則整體IT架構設計原則本次系統(tǒng)存儲整合的建設目標的總體設計目標是系統(tǒng)的高可靠性、高安全性、高性能，以及可伸縮性、靈活性、易于管理，在整個系統(tǒng)的構建中還充分考慮了對現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容及可擴展性，使整個系統(tǒng)有很高的性能價格比。我們在整體方案的設計上基于以下設計原則：一、數(shù)據(jù)安全性原則由于系統(tǒng)存放著關鍵數(shù)據(jù)，系統(tǒng)要求保證7×24小時不間斷工作，所以必須從設備選型和方案設計上保證系統(tǒng)的安全性和高可用性。重點考慮系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大的特點，并針對該特點進行設計和提供解決方案。二、可管理性與系統(tǒng)高效原則為保證數(shù)據(jù)存儲的可管理性，減少管理的復雜性。采用先進的技術和先進的系統(tǒng)軟件，采用統(tǒng)一的管理機制，保證大數(shù)據(jù)量的高速訪問。三、易用性原則所采用的設備采用了所見即所得的界面，用戶很快就可以上手，基本上不需要做特別的培訓。四、可擴展性原則除了系統(tǒng)硬件要符合技術潮流外，與之相配的軟件也需采用先進技術，以利于整個系統(tǒng)的平滑升級。在原有的設備不能滿足要求的情況下，可以在原來的基礎上增加相關設備或擴展相關模塊來滿足性能的要求。能夠在系統(tǒng)平臺升級過程中能夠保持平滑過渡。硬件配置要求穩(wěn)定性高、易擴容，能適應以后的升級以最大限度地保護現(xiàn)有投資，并保證應用的連續(xù)運行。五、系統(tǒng)完整性原則完整的系統(tǒng)應該包括服務器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、磁盤子系統(tǒng)、光纖交換網(wǎng)絡、虛擬磁盤管理、數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)等。作為數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的組成部分，本系統(tǒng)的各項設計從整體考慮，協(xié)調各子系統(tǒng)構成完整的數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)。六、成熟性原則本方案所提供的產品都是經過了市場的考驗，并有大量成功案例的應用系統(tǒng)。七、投資最有效原則系統(tǒng)方案應具有高性能價格比，具有較高實用性。系統(tǒng)分析和方案設計集中存儲方式比較當前業(yè)界采用的存儲結構有如下幾種：SAN結構的存儲、NAS結構的存儲、SAN/NAS/IPSAN一體化的存儲。其中SAN/NAS/IPSAN一體化存儲結構較為新穎，真實滿足大多企業(yè)的應用，因而得到越來越多的推廣。SAN結構的顯著優(yōu)點是：性能卓越，適用于實時相應要求高的OLTP數(shù)據(jù)庫環(huán)境。缺點：由于文件系統(tǒng)有個服務器管理，天然地造成文件系統(tǒng)不能共享。同時，服務器眾多的異構平臺，構造復雜，成本趨高。NAS系統(tǒng)的顯著優(yōu)點是：天然文件系統(tǒng)共享，構造靈活，適用于流媒體視頻系統(tǒng)、文件服務系統(tǒng)。缺點：性能通常不及純SAN系統(tǒng)。為什么說NAS是滿足視頻應用的最佳結構呢？原因是遠程監(jiān)控的錄像數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡直接傳送給后端的NAS存儲，而不需要再在存儲的前端增加服務器。另外，當多臺服務器需要播放同一個視頻錄像時，NAS天然的文件共享特性使得一個視頻文件可以同時被不同的服務器共享播放，而在SAN的存儲結構中實現(xiàn)就很困難。IPSAN是通過網(wǎng)絡來實現(xiàn)SAN存儲，其優(yōu)點是不需要構建光線網(wǎng)絡，而可以利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)網(wǎng)絡實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)的較高性能存儲，結構簡單，易于實現(xiàn)，成本也較低。性能不如SAN，但是也能基本滿足一般企業(yè)應用的需求。SAN/NAS/IPSAN一體化存儲系統(tǒng)的顯著優(yōu)點，集成了SAN和NAS的優(yōu)點，滿足各種應用，降低了總體擁有成本。尤其是IPSAN，既具備高性能的特點，同時成本較之FC為基礎的SAN大為低廉。目前各大專業(yè)存儲廠商，都致力于SAN/NAS/IPSAN產品的開發(fā)，其中，NetworkAppliance公司在結構整合中一枝獨秀。NetworkAppliance成立于1992年，其NAS產品和“Simpleisbest”的理念始終被業(yè)界稱道。Netapp公司有自主產權的DataOntap微內核系統(tǒng)和WAFL文件系統(tǒng)，使得該公司很容易在原有的系統(tǒng)上開發(fā)出SAN的功能來。SAN/NAS/IPSAN無縫地集成到Netapp存儲上。同樣的對外接口，可以同時提供NAS和SAN的功能。所有功能不需要增添額外的硬件，只需要License激活。數(shù)據(jù)分析存儲系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是最為關鍵的信息，對于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析是為了量化地描述系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，為提供合理的方案提供科學的依據(jù)。在XX公安局的整個系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)中，視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)占了絕大多數(shù)。下面主要對視頻信息的數(shù)據(jù)量和網(wǎng)絡流量作分析。此次配置FAS8200,配置24x900GB硬盤，可用容量達到13.9TB.存儲需求分析1，本項目中的存儲設備主要將用于滿足視頻監(jiān)控以及辦公、人口信息等業(yè)務系統(tǒng)的存儲需求。存儲模式上，選擇NAS和成本較低的IPSAN。視頻最適合的存儲方式為NAS辦公、人口信息系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)適合IPSAN架構，結合其他公安分局視頻監(jiān)控存儲建設的案例，考慮到系統(tǒng)中可能還會存在其他應用（如數(shù)據(jù)庫等綜合應用），可能會用到SAN的架構，因此考慮使用NAS/IPSAN存儲系統(tǒng)，并且要可以方便實現(xiàn)SAN/NAS/IPSAN一體化的專業(yè)存儲。2，存儲系統(tǒng)動態(tài)按需分配空間。視頻信息存儲的空間需求往往不是一次固定分配就結束的，需要隨著應用的變化發(fā)展作動態(tài)調整。這就要求存儲系統(tǒng)可以在物理LUN一級和文件系統(tǒng)一級可以動態(tài)伸縮，并且不能造成空間的浪費，充分利用存儲資源。3，NL-SAS磁盤可以節(jié)省成本。由于視頻、音頻文件需要占用大量的空間，從節(jié)省成本的角度出發(fā)，選用NL-SAS磁盤存放視頻和音頻文件。NL-SAS磁盤價格低廉，但可靠程度較SAS磁盤低，因而需要存儲系統(tǒng)提供高可靠的數(shù)據(jù)保護手段。例如,RAID-DP技術，雙重校驗，可靠程度大大提高，可以將數(shù)據(jù)出錯機率控制到10億分之一。4，存儲系統(tǒng)必須支持SAS磁盤和NL-SAS磁盤的混插。將來可能有的部分應用或者數(shù)據(jù)庫需要存放在FC高速磁盤上，而其他的視頻和音頻數(shù)據(jù)存放到相對慢一些的ATA磁盤上，。當前FC磁盤的轉速可以達到15000RPM,而SATA的轉速通常是7200RPM。SAS磁盤的尋道時間更快于NL-SAS磁盤的尋道時間。當然SAS磁盤的價格比較昂貴，應用于數(shù)據(jù)庫，或其他經常讀寫的關鍵數(shù)據(jù)比較合適。5，存儲系統(tǒng)是高可靠的并具備多重數(shù)據(jù)保護手段。存儲系統(tǒng)是各應用的核心，所以一定要高度可靠，系統(tǒng)冗余。除了RAID技術的保護外，還可以提供文件系統(tǒng)一級的快照，可以在數(shù)秒內將整個系統(tǒng)做一次完全的邏輯備份或恢復。其次系統(tǒng)可以實現(xiàn)卷的clone。存儲系統(tǒng)能針對應用系統(tǒng)提供獨特的解決方案，6，IPSAN的應用以其靈活廉價而逐漸普遍得以推廣。實際表明，IPSAN的效率很高，成本低廉，可以使用于關鍵業(yè)務、各種應用的數(shù)據(jù)存儲。所以，存儲系統(tǒng)需要集成IPSAN的功能，統(tǒng)一的接口可以提供NAS/IPSAN的多種功能。7，存儲系統(tǒng)要體現(xiàn)簡單性和易管理性。存儲系統(tǒng)要便于維護和管理。8，擴展性。存儲系統(tǒng)要具備縱向和橫向的擴展性，系統(tǒng)本身可以擴容，將來可以很方便地升級，甚至具備多套存儲采用虛擬化技術合而為一的特性，才能滿足業(yè)務的發(fā)展需要。9，另外，需要是專業(yè)存儲廠商的成熟產品，在業(yè)界對于存儲系統(tǒng)功能和周邊應用的支持都處于領先水平，以能夠滿足將來存儲建設的不斷發(fā)展過程中的各種需求。未來，可以在各個警署派出所部署各自的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，每個警署采用獨立的入門級的集中存儲設備，而在分局中心部署一套集中存儲，將各個警署的歷史數(shù)據(jù)或關鍵錄像數(shù)據(jù)收集上來，這些收集過程采用存儲專業(yè)軟件就可以實現(xiàn)。存儲系統(tǒng)選型在以上方案中我們選用NetApp公司的FAS8200存儲產品：1，采用Netapp公司的FAS8200產品非常符合本項目的需求。一是因為Netapp產品在XX分局內已經有很好的成功使用案例，實際證明，能很好地滿足公安系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應用，其次，NetappFAS8200產品具備的優(yōu)點符合上述的需求。2，F(xiàn)AS8200最大支持57PB的數(shù)據(jù)，此次提供4個萬兆網(wǎng)口以及4個16GFC口，完全滿足性能和存儲空間的需求3，Netapp產品化繁為簡，智能創(chuàng)新。非常簡單地將NAS/SAN/IPSAN集成到一起。其內核和硬件的簡化設計，減少操作的復雜性，對客戶的管理和應用至關重要，可以顯著提高可用性，降低總體擁有成本。4，NetappFAS8200采用了NVMe大緩存和SAS磁盤的混合運用，滿足不同需求，同時，其獨特的WAFL文件系統(tǒng)及專業(yè)高效的RAID-DP、RAID4+算法使得FAS8200保持很好的性能。5，采用重復數(shù)據(jù)刪除技術可以幫助客戶解決數(shù)據(jù)快速增長的問題，通過刪除冗余數(shù)據(jù)對象，客戶可以大大的減少數(shù)據(jù)存放空間。6，NetappFAS8200產品提供了高可靠性，兩個機頭連接成Cluster，負載均衡，并實現(xiàn)故障切換，當一個機頭出現(xiàn)問題，其所承擔的工作會自動被另一個正常機頭接管。業(yè)務不會因為單個部件失效而中斷。7，節(jié)約空間。做到真正的SAN/NAS空間管理一體化。LUN和NAS的文件系統(tǒng)可以位于一個物理卷上，沒有使用的空間可以釋放出來，組成新的空間。8，提供了SnapLock法規(guī)數(shù)據(jù)訪問安全控制。對于不能隨意篡改的數(shù)據(jù)，可以保證數(shù)據(jù)一次寫入，僅保留只讀功能，不允許修改和刪除。這對于將來公安系統(tǒng)的某些應用可能有意義，例如，現(xiàn)場語音的錄音，不得隨意被修改。9，基于NetappFAS8200的產品數(shù)據(jù)保護手段豐富，如Snapshot/Snaprestore,Snapmirror,Syncmirror,FlexClone等。10，NetappFAS2000存儲系統(tǒng)具備多種安全訪問控制手段，可以采用UNIX中的hostaccesscontrol,也可以采用WindowsDomain的認證方式，同時，訪問Netapp的用戶還含有了users,groups,roles,capabilities的權限控制能力。FAS2000提供了遠程控制RLM的能力，可以通過SSH的加密通道，從遠程控制存儲系統(tǒng)，杜絕安全隱患。方案設計方案構架圖本建議方案為基于NetAppFAS存儲的集中存儲和文件共享的解決方案，系統(tǒng)構架圖如下：

NetApp技術優(yōu)勢獨特的RAID-DP技術NetApp的統(tǒng)一存儲系統(tǒng)始終采用的是Netapp專利的增強型RAID4和RAIDDP兩種RAID技術，增強型的RAID4技術主要利用Netapp專利的WAFL技術，如下圖3131211131221331229587{DDDDP一個Raid組內，可以防止因一塊磁盤故障導致數(shù)據(jù)失效圖RAID4實現(xiàn)原理不僅避免了傳統(tǒng)的RAID4技術由于專用的校驗盤成為性能和可靠性方面的瓶頸而產生性能和可靠性方面的問題，而且還大大減少了傳統(tǒng)的單校驗盤RAID技術所存在的由于隨機寫所帶來的嚴重的IO懲罰的問題，因此其性能非常良好，基本接近其他廠商所采用的RAID0+1的性能，但是在空間的利用上面有大大優(yōu)于RAID0+1技術?？紤]到光纖磁盤本身的良好的穩(wěn)定性再加上Netapp的全局熱備盤技術，因此在本方案中，建議用戶在規(guī)劃光纖磁盤空間的時候，可以采用增強型RAID4技術，在保證可靠性和性能的基礎上，盡量提高磁盤空間的利用率。同時NetApp可以采用先進的RAIDDP雙校驗硬盤技術，支持同一RAID組內任意兩塊磁盤同時發(fā)生故障時數(shù)據(jù)不丟失；Netapp的RAIDDP技術，如下圖31312111312213312295877121211{DDDDPDP一個Raid組內可以同時壞兩塊磁盤數(shù)據(jù)可靠性比RAID-4或RAID-5提高了4000倍RAIDDP實現(xiàn)原理由于采用了雙向同一算法的雙校驗盤技術，因此在基本不影響性能的情況下（和相同盤數(shù)的增強型RAID4項比較，性能影響為5%左右），保證了在一組磁盤同時失效兩塊磁盤的時候所有數(shù)據(jù)還能正常訪問，大大減少了磁盤故障給數(shù)據(jù)帶來的威脅。考慮到NL-SAS磁盤本身的可靠性相對較低，因此，本方案建議用戶在規(guī)劃NL-SAS磁盤空間的時候，采用RAIDDP技術，這樣對于每個RAID組，只需要一塊額外磁盤的代價就能大大增加數(shù)據(jù)的可靠性，從而也提升了整個存儲系統(tǒng)的可靠性。獨有的WAFL技術NetApp的文件系統(tǒng)名為WAFL，是專為Filer系統(tǒng)而設計的。WAFL是“WriteAnywhereFileLayout”，即“任意位置寫入文件布局”的縮寫。WAFL文件系統(tǒng)和Filer的整合式RAID管理采用一體化設計，以避免大多數(shù)帶有RAID管理機制的文件系統(tǒng)所固有的性能問題。網(wǎng)絡化存儲實際應用中的三個基本要求決定了需要為NetAppFiler設計全新的文件系統(tǒng)：文件系統(tǒng)應該更加有效地操控RAID機制增加新的硬盤時，文件系統(tǒng)應該能夠相應的動態(tài)增長文件系統(tǒng)應該不需要做消耗大量時間的一致性檢查在這些基本要求之上，引申出了支持數(shù)據(jù)快照(Snapshot)的要求。NetApp于1995年5月提出專利申請，在1998年10月獲得專利（專利號碼：5,819,292），題目為《MethodForMaintainingConsistentStatesofAFileSystemandForCreatingUser-AccessibleRead-OnlyCopiesofAFileSystem》，前半部分就是有關WAFL的內容，后半部分則關于數(shù)據(jù)快照(Snapshot)技術。另一項專利于1995年6月申請，在1998年9月獲得專利（專利號碼：5,948,110），題目為《MethodForProvidingParityInaRAIDSubsystemUsingNon-VolatileMemory》，這就是如何利用NVRAM來加速RAID，并保護RAID數(shù)據(jù)的一致性。WAFL采用有電池保護的NVRAM（非易失性內存）來擔任其日志(journal)，并藉由consistencypoints提供文件系統(tǒng)一致性(consistent)的保證，在非正常斷電或關機時，重新開機后可在2分鐘內開始提供服務，不需要執(zhí)行文件系統(tǒng)檢查，也不用擔心文件系統(tǒng)會損毀。WAFL結合NVRAM、RAID、Snapshot的設計難度極高，故從1992年至今仍未有其它廠商可以做到。WAFL的主要特點及其所帶來的優(yōu)勢包括：特點優(yōu)勢永遠一致性的文件系統(tǒng)任何時刻文件系統(tǒng)均處于一致性的狀態(tài)，即使遇到非正常斷電或不正常關機后，也不需執(zhí)行硬盤檢查，即可在復電后2分鐘內迅速提供服務。具電池保護的NVRAM日志利用存取速度較硬盤快一千倍的內存，擔任文件系統(tǒng)的日志，同時保護metadata及data的交易紀錄，并加速寫入的效率和反應時間、保證文件系統(tǒng)的一致性、保證寫入的交易不會因斷電而流失。內建智能型最佳化的RAID磁盤陣列管理系統(tǒng)配合NVRAM日志功能，藉由硬盤區(qū)塊的配置最佳化，可將大量的隨機寫入轉為少量的循序寫入，真正達到平行寫入(StripeWrite)并減少磁頭移動的次數(shù)和磁頭移動的距離的目的，加速文件存取和搜尋的速度。能增長的文件系統(tǒng)不需其它軟件的協(xié)助，就可直接實時動態(tài)線上擴增文件系統(tǒng)容量且立刻能使用新增加的容量。每次可只增加一塊硬盤或多塊硬盤的方式來擴增，完全不需要停機，也不需要等待時間。另外也可在不擴增容量的前提下，動態(tài)線上提高文件數(shù)量的上限，完全不需要停機，也不需要等待時間，也不影響系統(tǒng)運作效率。硬盤區(qū)塊驗證系統(tǒng)Block-levelChecksum（專利申請中）保障資料讀取的正確性。瞬間快照備份(Snapshot)使用不需要移動硬盤區(qū)塊的WAFL專利技術，可瞬間備份整個文件系統(tǒng)，每個volume可有255份快照，每個使用者都有自己專屬的一個快照目錄，可自行恢復只屬于自己在任一快照時間點的資料，完全不需系統(tǒng)管理人員的協(xié)助。每個快照備份皆是完整的文件系統(tǒng)備份(FullFileSystemBackup)，不論已有多少份數(shù)的備份，系統(tǒng)運作效率皆不受影響。WAFL的特點和優(yōu)勢WAFL作為專門為網(wǎng)絡文件訪問而優(yōu)化的UNIX兼容文件系統(tǒng)。在某些方面，其磁盤格式類似于其它UNIX文件系統(tǒng)，如伯克利快速文件系統(tǒng)（BerkeleyFastFileSystem，以下簡稱FFS）和IBMTransArcEpisode文件系統(tǒng)，相似之處包括：WAFL是基于數(shù)據(jù)塊的，使用沒有片段的4KB大小數(shù)據(jù)塊WAFL使用inodes來描述其文件WAFL文件系統(tǒng)中，目錄是格式特殊的文件像IBMTransArcEpisode文件系統(tǒng)一樣，WAFL使用文件來儲存元數(shù)據(jù)（MetaData）。WAFL三個最重要的元數(shù)據(jù)文件是：inode文件，包含文件系統(tǒng)所有的inode塊圖文件，用以識別空閑塊inode圖文件，用以識別空閑inode。這里采用“圖”而不是“位圖”的稱謂，因為這些文件采用多于1位（bit）對每一個路徑加以描述。其中，每一個WAFLinode包含16個塊指針，用以表明哪一個數(shù)據(jù)塊屬于該文件。不同于伯克利快速文件系統(tǒng)，一個WAFLinode的所有塊指針指向的是相同層次上的數(shù)據(jù)塊。這樣，對于小于64KB的文件，inode使用16個塊指針指向文件數(shù)據(jù)塊；大于64MB的文件，inode使用塊指針指向間接數(shù)據(jù)塊，間接數(shù)據(jù)塊再指向實際的文件數(shù)據(jù)塊。較大文件的inode指向更多的間接數(shù)據(jù)塊。對于十分小的文件，數(shù)據(jù)儲存在inode本身。簡單的，可以把WAFL理解為數(shù)據(jù)塊樹型結構，在樹的根部是rootinode，rootinode是用以描述inode文件的特殊inode。inode文件包含描述系統(tǒng)中其它文件的inode，包括塊圖和inode圖文件。WAFL文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊樹型結構的樹葉是所有文件的數(shù)據(jù)塊。如下圖所示：WAFL的樹型結構示例圖圖中顯示，文件由不同的數(shù)據(jù)塊組成。較大的文件在inode和實際數(shù)據(jù)塊之間存在額外的間接層次。WAFL要啟動的話，必須要找到該樹型結構的根部，所以對于WAFL（任意位置寫入文件布局）來講，rootinode是個例外，它必須處于硬盤上的固定位置以便WAFL定位。使用文件來保存元數(shù)據(jù)的方式帶來的好處有：允許在硬盤上任何地方寫入元數(shù)據(jù)塊。這就是WAFL名稱的起源。與FFS類似，WAFL在其寫入分配策略上有著完全的靈活性，數(shù)據(jù)塊不是被永久地分配到固定的磁盤位置上。WAFL利用了這種靈活性來優(yōu)化Filer的RAID性能。WAFL可以事先規(guī)劃對同一RAID條帶進行多重寫入的時間，這樣當僅僅更新RAID某一硬盤條帶中某一數(shù)據(jù)塊時，就不會對整個寫入性能帶來損耗。在有關RAID的章節(jié)中，詳細描述了WAFL采用的旨在有效利用增強型RAID4的寫分配策略。使文件系統(tǒng)的增長變得十分容易。當增加新的硬盤時，F(xiàn)iler可以自動增加元數(shù)據(jù)文件的大小。如果系統(tǒng)的缺省值稍小，管理員也可以手動增加文件系統(tǒng)中的inode。允許元數(shù)據(jù)塊在硬盤上任何地方寫入。這種方式使得SnapShot數(shù)據(jù)快照功能成為可能。要使SnapShot可以工作，WAFL必須可以把新的數(shù)據(jù)，包括元數(shù)據(jù)寫入到新的硬盤空間上，而不是覆蓋原有數(shù)據(jù)。如果WAFL在磁盤上固定的位置存儲元數(shù)據(jù)，這項功能就不可能實現(xiàn)。FlexVol虛擬技術NetApp系統(tǒng)使用先進的FlexVol虛擬技術，支持管理員對存儲空間的靈活分配和配置，可以動態(tài)調整單個邏輯卷的容量；FlexVol技術不僅通過增加底層IO的分散度大大提升了數(shù)據(jù)訪問的性能，同時其獨有的存儲共享池的技術，支持不同應用在存儲空間上的真正共享和調劑，極大的提高了存儲空間的利用率，簡化了存儲空間管理的復雜度。而一般的預分配存儲空間的管理方法，是在業(yè)務管理人員所提出的空間需求的基礎上給每個應用系統(tǒng)分配一定的空間，這個空間分配是固定，分配給每個應用的空間都是一個給定大小的實際空間，不管此應用實際使用空間的大小，它都占用分配給它的物理空間，而再次調節(jié)這些空間是一件非常耗時的操作，且在這段時間內會影響應用的正常運行。因此這種傳統(tǒng)的方式往往會導致用戶的某些應用由于預先分配的空間過小需要擴容而同時還有大量的應用，而手里還有許多空閑的空間沒被使用，但是又無法調劑給那些需要擴容的應用。用戶唯一能解決此問題的辦法就是繼續(xù)購買容量，這樣就會進入一個系統(tǒng)越擴容導致的空間浪費越大，而空間浪費越大越需要頻繁擴容的惡性循環(huán)，最終造成用戶存儲空間利用率低下和存儲空間管理復雜的后果。而Netapp的FlexVol所提供的先進的存儲空間的管理和使用策略完全避免的這些問題。FlexibleVolumes是一個劃時代的新技術，所有的卷被視為邏輯的數(shù)據(jù)容器，同時可以在不破壞底層物理存儲結構的前提下被獨立的設置、調整大小，管理和移動。NetAppFlexVol技術提供了真正的存儲虛擬化解決方案，能夠縮減開銷和資本費用，減少業(yè)務中斷并降低風險，同時還具有很高的靈活性，可以快速方便地適應企業(yè)不斷變化的需求。FlexVol技術可以自動集中存儲資源，便于您在一個大型磁盤池中創(chuàng)建多個靈活的卷。有了這一靈活性，您就可以簡化操作，最大限度地提高利用率和效率，并可以快速、無縫地進行修改。利用NetApp存儲解決方案，您可以隨時隨地根據(jù)需要以最低成本增加存儲容量，并且無需中斷業(yè)務運作。如下圖所示，一個Aggregate被定義為給卷（Volumes）分配空間的許多磁盤的池（pool）。從管理者的角度來看，卷仍保持著對主要項的數(shù)據(jù)管理。但由于是對管理者透明，F(xiàn)lexibleVolumes現(xiàn)在面向的是邏輯項而不是傳統(tǒng)的物理存儲了。FlexibleVolumes因此不再受限于它們存在的磁盤的限制了。你可以在一個存儲的“池”中定義一個你需要多大的空間的FlexVol，而不是由你創(chuàng)建卷所在的磁盤個數(shù)硬性規(guī)定。一個FlexVol也可以不需要停機任意收縮或者擴展。同時FlexibleVolumes可以在Aggregate所擁有的所有物理磁盤上實現(xiàn)條帶化。對于那些對性能敏感的應用來說，F(xiàn)lexibleVolumes比那些由磁盤個數(shù)限定大小的卷擁有更好的性能。圖FlexVol卷與存儲池FlexVol的技術優(yōu)勢靈活的尺寸：NetApp的靈活卷的最小顆粒度是4KB，可以精確的適合各種大小的存儲應用的需求。其它的系統(tǒng)需要卷或者文件系統(tǒng)的大小要基于底層物理或者邏輯磁盤的整數(shù)倍而定，顯然會浪費數(shù)百兆甚至數(shù)吉以至更多的物理容量。靈活地改變尺寸（擴展和收縮）：NetAppFlexVol技術允許WAFL文件系統(tǒng)在線且安全的進行擴展和收縮，以使文件系統(tǒng)精確的適合用戶的數(shù)據(jù)需求。其它的存儲提供商基本能夠提供不停機的容量擴展機制，但他們卻不提供類似NetAppFlexVol的無縫和簡單的容量擴展，并且不能提供在線且安全的文件系統(tǒng)收縮的功能?？臻e空間池：由于NetAppFlexVol可以像擴展一樣簡單的實現(xiàn)容量的收縮，已分配給FlexVol的未使用空間可以非常簡單且安全的從FlexVol移出并重新分配給其它即將被填滿需要更多空間的FlexVol。通過NetAppFlexVol技術，未使用或者未分配的空間在aggregate容器層被視為一個池（pool），可以被任意的FlexVol進行配置使用或者從FlexVol移出至池中。精確的數(shù)據(jù)管理：FlexVol支持NetApp高級的基于時間點數(shù)據(jù)鏡像的快照（SnapShot)和根據(jù)不同時間間隔顆粒度進行的數(shù)據(jù)復制（SnapMirror）功能。用戶會根據(jù)不同的數(shù)據(jù)種類需要不同快照和復制規(guī)則?，F(xiàn)在可以將這些數(shù)據(jù)放于為其設定的FlexVol中，提供精確的快照和復制功能。瘦容量提供（Thincapacityprovisioning）：NetAppFlexVol可以實現(xiàn)瘦容量提供，即FlexVol僅僅占用已經被寫入實際數(shù)據(jù)的物理存儲空間，其他在FlexVol中已定義但未被使用的容量并不占用實際的物理磁盤空間。該功能在其它存儲系統(tǒng)中是無法實現(xiàn)的，無論采用的是文件、LUN或整個文件系統(tǒng)。磁盤聚合提高性能：NetAppFlexVol技術使用一個新的智能數(shù)據(jù)容器對象——aggregate。通過使用aggregate，F(xiàn)lexVol可以充分利用一個含有大量磁盤的條帶化的全部I/O對各種大小和種類的數(shù)據(jù)對象進行訪問。簡單化的存儲系統(tǒng)管理：通過使用aggregates，NetAppFlexVol實際上已經消除了在存儲產品上令數(shù)據(jù)管理員頭痛的所有低級別的條帶化的管理工作。Aggregates將注意力集中于數(shù)據(jù)的管理，而不是磁盤的管理，將他們從一味的磁盤驅動器的配置的噩夢中解脫出來。初步建議配置建議機型：NetAppFAS8200，雙控制器機型，可以擴展到57PB的裸盤容量。配置容量：1個盤柜（900G*24）總計13.9T可用容量。軟件配置：CIFS軟件協(xié)議（windows環(huán)境的NAS，用于文件共享）,NFS（UNIX環(huán)境的NAS）軟件協(xié)議，iSCSI軟件協(xié)議（IPSAN模式，用于各種應用的數(shù)據(jù)存儲，該協(xié)議軟件為免費）NetApp存儲詳細介紹NetApp系統(tǒng)的可擴展性NetApp存儲系統(tǒng)可在線擴充硬盤，容量擴展命令簡單快捷，一秒鐘即時見效。物理空間按需擴容，擴容粒度為單個硬盤。真正實現(xiàn)“所買即所需”的升級模式，最大程度保護投資，不存在任何重復購買現(xiàn)象。NetApp存儲系統(tǒng)具有控制器和磁盤之間的無關性，系統(tǒng)可以按需平滑的升級，只需要更換新的控制器就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的升級，無須進行任何的磁盤數(shù)據(jù)移動，非常簡便。NetApp存儲系統(tǒng)的安全性、可靠性和可用性NetApp的存儲系統(tǒng)使用的專有的DataONATP的操作系統(tǒng)目前已經發(fā)展7.2的版本，已經具有10幾年的使用經驗，經過了不斷的完善，是專門用于存儲管理的Unix結構的操作系統(tǒng)，有非常好的穩(wěn)定性和可靠性，在7.1的版本已經捆綁了完善的訪問安全管理機制。同時也可以與第三方的LDAP服務器作無縫的整合，建立統(tǒng)一的安全管理機制。NetApp專用的DataONTAP操作系統(tǒng)具有極高的可靠性，與通用操作系統(tǒng)不同，完全不受病毒、黑客攻擊的影響。NetApp存儲系統(tǒng)采用全冗余的硬件結構，雙active的控制器，冗余的電源和風扇系統(tǒng)，可靠性指標可以達到99.999以上。RAIDDP技術獲得的磁盤系統(tǒng)的高可靠性比傳統(tǒng)的RAID5要提高10000倍左右，即使和RAID0+1相比也可以提高4000倍左右。統(tǒng)一存儲系統(tǒng) NetApp實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲統(tǒng)一集中，滿足SAN、NAS、IPSAN的多種業(yè)務應用。NetApp網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)的最大的一個特點就是唯一一家真真意義上的統(tǒng)一架構存儲，使用單一一個存儲系統(tǒng)控制器，就可以同時實現(xiàn)NAS網(wǎng)絡存儲、SAN存儲、以及iSCSI網(wǎng)絡存儲，不需要再添加任何附加的網(wǎng)關和附加的管理服務器，結構簡便可靠。同時無論是基于文件的NAS網(wǎng)絡存儲服務還是基于裸數(shù)據(jù)塊的SAN以及IPSAN網(wǎng)絡存儲服務，NetApp的產品都可以提供通過第三方測試機構和現(xiàn)實生產環(huán)境所證明的業(yè)界最優(yōu)異的性能。這就從根本上改變了用戶選擇網(wǎng)絡存儲架構的模式，用戶不必再為選擇何種網(wǎng)絡存儲架構去權衡利弊，可以按照實際的應用系統(tǒng)需求為應用系統(tǒng)配置最適合的網(wǎng)絡存儲架構。NetApp的所有的存儲系統(tǒng)都使用相同的結構，相同的基于NetApp專有的存儲控制操作系統(tǒng)DataONTAP，具有簡便相同的應用界面和操作界面。用戶可以根據(jù)應用環(huán)境需求自主方便的選擇不同的網(wǎng)絡存儲架構，在降低用戶存儲設備總擁有成本的基礎上，最大限度地保護用戶的投資。NetappFAS系統(tǒng)采用專用的DataONTAP內核操作系統(tǒng),有效地減少黑客攻擊及病毒感染的可能圖NetApp統(tǒng)一存儲從軟件方面來看，如下圖所示：圖NetApp系統(tǒng)內部結構圖統(tǒng)一存儲內部統(tǒng)一使用Netapp的專用操作系統(tǒng)DataOntap來實現(xiàn)兩種架構的一致性支持。在DataOntap內部的各個功能層中，最下面的三層FibreChannelmassStorage、IntegratedRAIDManager和WAFL分別提供裸磁盤管理，RAID的實現(xiàn)和管理以及后端存儲空間的虛擬化管理，這三層對SAN、IPSAN和NAS來說是共用的，因為不管是哪個廠商的存儲產品，不管這個產品是支持何種架構，都需要在存儲的操作系統(tǒng)中實現(xiàn)這三種功能，因此這三種功能是無所謂SAN、IPSAN或是NAS區(qū)分的，只是各個廠商在這三層特別是在RAID實現(xiàn)和管理以及后端存儲空間的虛擬化管理層會采用自己的一些專利技術，這些專利技術的優(yōu)劣，直接決定了一套存儲系統(tǒng)在性能和可靠性方面的表現(xiàn)。NetApp存儲產品采用NAS模式時，具有最好的互操作性和兼容性，由于文件系統(tǒng)放置于存儲設備之上，可以實現(xiàn)真正的實際共享。用戶的數(shù)據(jù)只要保存一個拷貝，即可被前端的各種類型的主機所使用，具備主機無關性。對于異構操作系統(tǒng)Unix和Windows，同樣可以保證數(shù)據(jù)的共享，并且對于Unix和Windows平臺，各自的訪問權限均可得到保證。即，NetApp的存儲系統(tǒng)在和Unix連接時，滿足Unix的安全標準；和Windows連接時，滿足Windows的安全標準；并且由于采用獨立研發(fā)的操作系統(tǒng)，不會受病毒和黑客攻擊。每個控制器還可以劃分VLAN，達到隔離訪問的目的。NetApp統(tǒng)一存儲設備在作為NAS存儲的時候全面支持各種UNIX、Windows主機平臺，如IBMAIX、SunSolaris、HPHP-UX、Tru64、SCOUNIX、Netware、各種Linux、WindowsNT、Windows2000Server、WindowsServer2003等。而且支持UNIX、windows用戶相互映射。兼容性的問題是SAN架構面臨的一個主要問題，NetApp存儲系統(tǒng)工作在SAN模式下，可以支持前端Windows2000、Windows2003、RedHatLinux、SuSELinux、Solaris8、9、10、HP-UX、AIX、等各種通用操作系統(tǒng)平臺，同時與Cisco、Brocade、Emulex、Qlogic、等多個廠家的連接設備相兼容，同時可以支持通道多路復用和負載均衡，雙機架構和軟件。具有很好的兼容性。NetApp存儲系統(tǒng)工作在iSCSI模式下同樣具有最好的兼容性，可以使用硬件TOE和軟件initiator2種方式連接前端主機，可以支持Windows、Soalris、RedHat&SuSELinux、HP-UX、AIX等多種操作系統(tǒng)平臺，同時可以支持VMware虛擬機平臺。從上面的分析也可以看到，Netapp的產品，在SAN和NAS的實現(xiàn)上既有集中，也有獨立，集中主要是共享一些先進的技術所帶來的優(yōu)勢，獨立主要是實現(xiàn)各自的協(xié)議和接口，兩種架構無所謂誰是誰的基礎，或一種架構是從另外一種架構發(fā)展而來?？傊?，Netapp所提供的SAN、IPSAN和NAS不管從功能還是從性能上來說，都具有明顯的優(yōu)勢。NetAppFlexVol和FlexClone存儲虛擬化技術FlexVol虛擬技術NetApp系統(tǒng)使用先進的FlexVol虛擬技術，支持管理員對存儲空間的靈活分配和配置，可以動態(tài)調整單個邏輯卷的容量；FlexVol技術不僅通過增加底層IO的分散度大大提升了數(shù)據(jù)訪問的性能，同時其獨有的存儲共享池的技術，支持不同應用在存儲空間上的真正共享和調劑，極大的提高了存儲空間的利用率，簡化了存儲空間管理的復雜度。而一般的預分配存儲空間的管理方法，是在業(yè)務管理人員所提出的空間需求的基礎上給每個應用系統(tǒng)分配一定的空間，這個空間分配是固定，分配給每個應用的空間都是一個給定大小的實際空間，不管此應用實際使用空間的大小，它都占用分配給它的物理空間，而再次調節(jié)這些空間是一件非常耗時的操作，且在這段時間內會影響應用的正常運行。因此這種傳統(tǒng)的方式往往會導致用戶的某些應用由于預先分配的空間過小需要擴容而同時還有大量的應用，而手里還有許多空閑的空間沒被使用，但是又無法調劑給那些需要擴容的應用。用戶唯一能解決此問題的辦法就是繼續(xù)購買容量，這樣就會進入一個系統(tǒng)越擴容導致的空間浪費越大，而空間浪費越大越需要頻繁擴容的惡性循環(huán)，最終造成用戶存儲空間利用率低下和存儲空間管理復雜的后果。而Netapp的FlexVol所提供的先進的存儲空間的管理和使用策略完全避免的這些問題。FlexibleVolumes是一個劃時代的新技術，所有的卷被視為邏輯的數(shù)據(jù)容器，同時可以在不破壞底層物理存儲結構的前提下被獨立的設置、調整大小，管理和移動。NetAppFlexVol技術提供了真正的存儲虛擬化解決方案，能夠縮減開銷和資本費用，減少業(yè)務中斷并降低風險，同時還具有很高的靈活性，可以快速方便地適應企業(yè)不斷變化的需求。FlexVol技術可以自動集中存儲資源，便于您在一個大型磁盤池中創(chuàng)建多個靈活的卷。有了這一靈活性，您就可以簡化操作，最大限度地提高利用率和效率，并可以快速、無縫地進行修改。利用NetApp存儲解決方案，您可以隨時隨地根據(jù)需要以最低成本增加存儲容量，并且無需中斷業(yè)務運作。如下圖所示，一個Aggregate被定義為給卷（Volumes）分配空間的許多磁盤的池（pool）。從管理者的角度來看，卷仍保持著對主要項的數(shù)據(jù)管理。但由于是對管理者透明，F(xiàn)lexibleVolumes現(xiàn)在面向的是邏輯項而不是傳統(tǒng)的物理存儲了。FlexibleVolumes因此不再受限于它們存在的磁盤的限制了。你可以在一個存儲的“池”中定義一個你需要多大的空間的FlexVol，而不是由你創(chuàng)建卷所在的磁盤個數(shù)硬性規(guī)定。一個FlexVol也可以不需要停機任意收縮或者擴展。同時FlexibleVolumes可以在Aggregate所擁有的所有物理磁盤上實現(xiàn)條帶化。對于那些對性能敏感的應用來說，F(xiàn)lexibleVolumes比那些由磁盤個數(shù)限定大小的卷擁有更好的性能。圖FlexVol卷與存儲池FlexVol的技術優(yōu)勢靈活的尺寸：NetApp的靈活卷的最小顆粒度是4KB，可以精確的適合各種大小的存儲應用的需求。其它的系統(tǒng)需要卷或者文件系統(tǒng)的大小要基于底層物理或者邏輯磁盤的整數(shù)倍而定，顯然會浪費數(shù)百兆甚至數(shù)吉以至更多的物理容量。靈活地改變尺寸（擴展和收縮）：NetAppFlexVol技術允許WAFL文件系統(tǒng)在線且安全的進行擴展和收縮，以使文件系統(tǒng)精確的適合用戶的數(shù)據(jù)需求。其它的存儲提供商基本能夠提供不停機的容量擴展機制，但他們卻不提供類似NetAppFlexVol的無縫和簡單的容量擴展，并且不能提供在線且安全的文件系統(tǒng)收縮的功能。空閑空間池：由于NetAppFlexVol可以像擴展一樣簡單的實現(xiàn)容量的收縮，已分配給FlexVol的未使用空間可以非常簡單且安全的從FlexVol移出并重新分配給其它即將被填滿需要更多空間的FlexVol。通過NetAppFlexVol技術，未使用或者未分配的空間在aggregate容器層被視為一個池（pool），可以被任意的FlexVol進行配置使用或者從FlexVol移出至池中。精確的數(shù)據(jù)管理：FlexVol支持NetApp高級的基于時間點數(shù)據(jù)鏡像的快照（SnapShot)和根據(jù)不同時間間隔顆粒度進行的數(shù)據(jù)復制（SnapMirror）功能。用戶會根據(jù)不同的數(shù)據(jù)種類需要不同快照和復制規(guī)則?，F(xiàn)在可以將這些數(shù)據(jù)放于為其設定的FlexVol中，提供精確的快照和復制功能。瘦容量提供（Thincapacityprovisioning）：NetAppFlexVol可以實現(xiàn)瘦容量提供，即FlexVol僅僅占用已經被寫入實際數(shù)據(jù)的物理存儲空間，其他在FlexVol中已定義但未被使用的容量并不占用實際的物理磁盤空間。該功能在其它存儲系統(tǒng)中是無法實現(xiàn)的，無論采用的是文件、LUN或整個文件系統(tǒng)。磁盤聚合提高性能：NetAppFlexVol技術使用一個新的智能數(shù)據(jù)容器對象——aggregate。通過使用aggregate，F(xiàn)lexVol可以充分利用一個含有大量磁盤的條帶化的全部I/O對各種大小和種類的數(shù)據(jù)對象進行訪問。簡單化的存儲系統(tǒng)管理：通過使用aggregates，NetAppFlexVol實際上已經消除了在存儲產品上令數(shù)據(jù)管理員頭痛的所有低級別的條帶化的管理工作。Aggregates將注意力集中于數(shù)據(jù)的管理，而不是磁盤的管理，將他們從一味的磁盤驅動器的配置的噩夢中解脫出來。提供高級的卷Clone功能——FlexCloneFlexClone克隆技術NetAppFlexClone技術實現(xiàn)了真正的克隆，能夠即時復制數(shù)據(jù)卷和數(shù)據(jù)集，并且在生成副本時無需增加存儲空間。每個克隆卷都是透明的虛擬副本，可以用在基本的企業(yè)運作方面，例如測試和補丁修復、平臺和升級檢查、針對大型數(shù)據(jù)集的多個模擬數(shù)據(jù)集、遠程辦事處的測試和分級以及特定市場的產品多樣化等。NetAppFlexClone能夠以最小的開銷，實實在在地節(jié)約空間。也就是說，您能夠以更少的時間和更低的風險管理更多的數(shù)據(jù)集變化—這將有力地促進企業(yè)經營目標和發(fā)展目標的實現(xiàn)。FlexShare軟件業(yè)界上在同一個存儲系統(tǒng)一般對于所有的I/O請求都采用同樣的優(yōu)先級別設置,I/O處理基本采用先進先出的方式;這時候,一旦系統(tǒng)處于高負責運轉狀態(tài),則某些關鍵應用的性能會顯得相對比較差.在這樣的情況下,如果客戶需要針對某些特定應用提高性能,可能會被迫額外購買新的存儲從而把不同的應用存放不同的存儲上,,或者購買更高檔的存儲來滿足需求.Netapp最新推出的FlexShare軟件,使得管理員可以針對不同的應用,設置不同的I/O優(yōu)先級別,從而可以利用現(xiàn)有的存儲滿足客戶的需求,從而獲得更大的投資回報率.

FlexShare并不會中止當前的操作(可能優(yōu)先級比較低)而執(zhí)行優(yōu)先級更高的操作,只是在同時接收到不同I/O請求的時候選擇優(yōu)先處理高優(yōu)先級的I/O請求,因此,FlexShare對于系統(tǒng)的性能和特定作業(yè)的完成時間并不做任何承諾;而只是提供了一種優(yōu)先級別設置的機制;同時,FlexShare也可能會把低優(yōu)先級別的I/O請求先于高優(yōu)先級別的I/O請求執(zhí)行,

FlexShare的優(yōu)勢減少需要管理的存儲系統(tǒng)量;集成系統(tǒng)下,提供一種簡單機制來管理性能;可以使用DataONTAP的CLI來進行管理。允許提高每個存儲系統(tǒng)的性能和進程應用,而且不會對關鍵應用造成影響;無需增加特殊的硬件或者軟件;不需要額外的license?？梢院芎唵蔚母鶕?jù)客戶不同的應用環(huán)境進行調整。

FlexShare提供了不同的volume,可以設置相對的優(yōu)先級別,分別為veryhigh,high,low,verylow和medium(default)。這些功能的存在,使得管理員可以自由調節(jié)在系統(tǒng)已經高負荷運作時候的資源進行優(yōu)先級分配;

01001020304050607080LowPriorityVolumesMediumPriorityVolumesHighPriorityVolumesLatency(msec)沒有使用FlexShare?的情況01001020304050607080LowPriorityVolumesMediumPriorityVolumesHighPriorityVolumesLatency(msec)運用FlexShare后的情況從上面圖可以看到，如果在一個Filer上同時存在database,mail和homedirectory應用,則可以把database應用對應的volume優(yōu)先級別設置為最高,mail的次之,從而提高database應用的性能;針對應用，我們可以把Oracle和SQL的Database對應的Volume的優(yōu)先級設置為最高，ExchangeServer的次之。從而提供了業(yè)務的應用性能。

FilerView管理工具FAS3140可以提供telnet,console,SSH及GUI的圖形化管理模式。其中FilerView管理工具就是其中的GUI圖形管理界面。通過FilerView可以對FAS3140存儲系統(tǒng)進行高度的安全性和完善的權限控制，可以控制主機及單個用戶的訪問權限；每個NetApp存儲設備上都提供內置的FilerView工具，IT管理員可以通過Web瀏覽器進入一個一致、易用的圖形用戶界面(GUI)，進行日常管理。管理員可以從任何地方，從任何計算平臺遠程設置并控制所有NetApp存儲設備，而無需中斷關鍵業(yè)務操作。安裝后，管理員可以有效地監(jiān)視狀態(tài)、滿足增加存儲容量的請求，并對文件系統(tǒng)配置進行更改。管理員還可以在不中斷用戶訪問文件系統(tǒng)的情況下擴展卷，或在連接的WindowsNT?域中添加新的通用Internet文件系統(tǒng)(CommonInternetFileSystem,CIFS)共享。FilerView是用于執(zhí)行從安裝到完成配置的管理任務的主界面。利用每個控制器View，管理員不必再學習特殊的語言或命令行界面來配置和維護NetApp存儲設備。只需一個Web瀏覽器，管理員就可以進入易用的圖形用戶界面，并且可以通過瀏覽各個屏幕來執(zhí)行任務。界面上將始終顯示一個瀏覽樹，以便于在各個任務間切換。FilerView將每個控制器的安裝過程簡化到只需執(zhí)行幾個簡單的步驟。通過控制臺或動態(tài)主機配置協(xié)議(DynamicHostConfigurationProtocol,DHCP)服務器將一個IP地址分配給每個控制器后，管理員可以通過安裝向導快速完成基本配置設置。由于FilerView采用基于Web的方法，因此無需學習和使用復雜難懂的命令行界面執(zhí)行管理任務。通過一個圖形用戶界面，管理員可以配置和監(jiān)視任何DataONTAP資源或服務：文件系統(tǒng)：NFS與CIFS實施的磁盤、卷、qtree和限額；FilerView卷報告顯示所有卷的當前配置狀態(tài)。數(shù)據(jù)保護：Snapshot?和SnapMirror?工具、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理協(xié)議(NetworkDataManagementProtocol,NDMP)可用性：集群容錯軟件聯(lián)網(wǎng)：接口卡；HTTP、DNS（域名服務器）和NIS（網(wǎng)絡信息系統(tǒng)）服務器管理：安全功能、autosupport和SecureAdmin?軟件、SNMP實用程序、資源監(jiān)視工具FilerView的安全模式確保所有管理和配置命令都嚴格保密，無論通過專用網(wǎng)絡或公共Internet執(zhí)行。安全模式需要SecureAdmin軟件，該軟件在每個控制器上實施安全套接字層(SecureSocketLayer,SSL3.0)服務，用于進行用戶驗證和保密通過HTTP處理的命令。下面是一個每個控制器View管理界面的示例：圖控制器View的界面完整的基于Web的管理工具集，提供完善的存儲設備配置管理功能，監(jiān)視功能。支持基于SSL的安全管理。在簡單方便的圖形化Web管理界面中提供易學易用的基本管理功能。低成本的管理工具。獨特的RAID-DP技術NetApp的統(tǒng)一存儲系統(tǒng)始終采用的是Netapp專利的增強型RAID4和RAIDDP兩種RAID技術，增強型的RAID4技術主要利用Netapp專利的WAFL技術，如下圖3131211131221331229587{DDDDP一個Raid組內，可以防止因一塊磁盤故障導致數(shù)據(jù)失效圖RAID4實現(xiàn)原理不僅避免了傳統(tǒng)的RAID4技術由于專用的校驗盤成為性能和可靠性方面的瓶頸而產生性能和可靠性方面的問題，而且還大大減少了傳統(tǒng)的單校驗盤RAID技術所存在的由于隨機寫所帶來的嚴重的IO懲罰的問題，因此其性能非常良好，基本接近其他廠商所采用的RAID0+1的性能，但是在空間的利用上面有大大優(yōu)于RAID0+1技術。考慮到光纖磁盤本身的良好的穩(wěn)定性再加上Netapp的全局熱備盤技術，因此在本方案中，建議用戶在規(guī)劃光纖磁盤空間的時候，可以采用增強型RAID4技術，在保證可靠性和性能的基礎上，盡量提高磁盤空間的利用率。同時NetApp可以采用先進的RAIDDP雙校驗硬盤技術，支持同一RAID組內任意兩塊磁盤同時發(fā)生故障時數(shù)據(jù)不丟失；Netapp的RAIDDP技術，如下圖31312111312213312295877121211{DDDDPDP一個Raid組內可以同時壞兩塊磁盤數(shù)據(jù)可靠性比RAID-4或RAID-5提高了4000倍圖RAIDDP實現(xiàn)原理由于采用了雙向同一算法的雙校驗盤技術，因此在基本不影響性能的情況下（和相同盤數(shù)的增強型RAID4項比較，性能影響為5%左右），保證了在一組磁盤同時失效兩塊磁盤的時候所有數(shù)據(jù)還能正常訪問，大大減少了磁盤故障給數(shù)據(jù)帶來的威脅。考慮到NL-SAS磁盤本身的可靠性相對較低，因此，本方案建議用戶在規(guī)劃NL-SAS磁盤空間的時候，采用RAIDDP技術，這樣對于每個RAID組，只需要一塊額外磁盤的代價就能大大增加數(shù)據(jù)的可靠性，從而也提升了整個存儲系統(tǒng)的可靠性。Snapshot快照技術SnapShot是WAFL文件系統(tǒng)“任意位置寫入”功能帶來的一項突出優(yōu)勢。一份SnapShot是文件系統(tǒng)的在線只讀拷貝。創(chuàng)建文件系統(tǒng)的一份SnapShot僅僅需要幾秒種的時間，并且除非原始文件被刪除或者更改，數(shù)據(jù)快照并不占用額外的磁盤空間。這種只有當數(shù)據(jù)塊發(fā)生改動時才進行數(shù)據(jù)塊復制的技術被稱作“copy-on-write”，只有修改活動文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊并寫入磁盤中新的位置時，SnapShot才會占用額外的磁盤空間。用戶可以采用SnapShot作為數(shù)據(jù)的在線備份，以備將來進行數(shù)據(jù)恢復時使用。用戶也可以方便的把SnapShot快照備份到磁帶上。無需將每個控制器系統(tǒng)下線，用戶管理員就可以將最近的SnapShot快照備份到離線存儲系統(tǒng)中。FAS3140可以對一個卷在線創(chuàng)建最多255個Snapshot快照，節(jié)省大量空間，快速備份，不需要從磁帶機恢復數(shù)據(jù)就可以恢復文件。這項技術可以保證存儲備份系統(tǒng)項目數(shù)據(jù)的安全性。SnapRestore軟件允許任何系統(tǒng)通過即時覆蓋恢復到一個特殊的快照狀態(tài)?？梢圆辉L問磁帶機的情況下快速的實現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)恢復。企業(yè)數(shù)據(jù)和業(yè)務連續(xù)性面臨著巨大的威脅，而且這種威脅一直存在。新的病毒隨時會攻破系統(tǒng)的防線。簡單的軟件升級可能會失敗，使操作完全停止。訂單記錄管理員可能會不小心刪除了重要的客戶記錄。采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復技術，這類事件可能會耽誤數(shù)小時時間，導致數(shù)百萬美元的損失。NetApp?SnapRestore軟件使企業(yè)幾乎可以立即從這些災難下恢復過來。無論是單個文件，還是容量達數(shù)TB的卷，SnapRestore軟件只需幾秒鐘即可將其恢復，使運作得以快速恢復正常。NetAppSnapRestore軟件使數(shù)據(jù)恢復，既迅速又簡單。使用SnapRestore可以：快速恢復數(shù)據(jù)庫在測試過程中頻繁返回到基本狀態(tài)發(fā)生病毒攻擊時可以快速恢復在用戶或應用程序出錯后恢復數(shù)據(jù)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫恢復采用SnapRestore的數(shù)據(jù)庫恢復對于1TB的數(shù)據(jù)庫，全部數(shù)據(jù)都需要恢復磁帶恢復速度為100GB/小時恢復需要的總時間：10小時+日志重放時間對于1TB的數(shù)據(jù)庫，全部數(shù)據(jù)都需要恢復SnapRestore的恢復過程只需幾秒鐘恢復需要的總時間：幾秒鐘+日志重放時間圖利用SnapRestore數(shù)據(jù)庫恢復的優(yōu)勢SnapMirror災難恢復實現(xiàn)異地容災，保證業(yè)務的不停頓?？梢杂糜冢簽碾y恢復—將數(shù)據(jù)鏡像到遠程位置以實現(xiàn)容錯。數(shù)據(jù)分布—使用級聯(lián)或多躍點鏡像方式，將數(shù)據(jù)集發(fā)送到世界各地。遠程數(shù)據(jù)訪問—應用程序能夠以只讀模式訪問鏡像數(shù)據(jù)。聯(lián)機數(shù)據(jù)遷移—將數(shù)據(jù)遷移導致的宕機時間減到最少。數(shù)據(jù)復制—使用鏡像數(shù)據(jù)可以進行隔離測試。同步的數(shù)據(jù)復制—保證各站點間關鍵數(shù)據(jù)的一致性。負載均衡—通過訪問鏡像數(shù)據(jù)，在更多的客戶端之間分攤負載。下圖是SnapMirror的實現(xiàn)原理：圖10SnapMirror實現(xiàn)原理圖NetApp的數(shù)據(jù)異地復制容災管理軟件SnapMirror可以通過異步和準同步方式、同步方式實現(xiàn)異地NetApp存儲系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)復制，可以支持任意2臺或多臺NetApp存儲系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)復制，完全的非對稱的結構。NetApp的SnapMirror數(shù)據(jù)復制軟件具有以下特點：采用異步的復制方式，SnapMirror是采用基于快照的復制技術，在完成初次基線傳輸后，以后的每一次數(shù)據(jù)傳輸都是在傳輸前在主節(jié)點首先生成一份快照，通過快照比對數(shù)據(jù)塊的變化量，然后將快照也就是變化了的數(shù)據(jù)塊通過IP網(wǎng)絡傳輸?shù)絺浞莨?jié)點存儲系統(tǒng)，因此具有極低的網(wǎng)絡帶寬占用和極短的備份窗口時間占用的特點。采用同步方式可以保證主存儲系統(tǒng)和備份存儲系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)完全鏡像，無數(shù)據(jù)丟失，滿足最高數(shù)據(jù)恢復點的目標，同時數(shù)據(jù)可以直接訪問，實現(xiàn)容災。在通訊鏈路出現(xiàn)問題的時候，SnapMirror可以自動的將同步方式降為異步方式，保證數(shù)據(jù)同步操作不會對前端應用系統(tǒng)造成太大的影響，在鏈路恢復正常后，又會自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步并恢復到同步模式。準同步方式是兼顧同步方式的恢復點優(yōu)勢和異步方式的低前端應用系統(tǒng)影響，低網(wǎng)絡帶寬需求的優(yōu)勢，由用戶指定時間間隔進行數(shù)據(jù)同步，在用戶容忍的數(shù)據(jù)異步范圍內實現(xiàn)容災。復制的數(shù)據(jù)對前端應用系統(tǒng)是透明的，即時可用，可以作為經濟容災的數(shù)據(jù)，無需進行任何的恢復操作，管理簡便，效率高。建鏈容易，可以采用IP或FC鏈路，初始化容易，可以通過磁帶來做初次的數(shù)據(jù)同步。異步方式基于IP傳輸，無距離限制。容災備份數(shù)據(jù)檢驗、測試容易，無需占用額外的存儲資源。SnapDrive軟件技術NetworkAppliance的SnapDrive軟件，您可以靈活、高效地利用存儲資源來提高數(shù)據(jù)和應用程序的可用性，從而降低公司存儲管理方面的成本和復雜度。SnapDrive軟件提供了大量的功能，以便加強對Microsoft?Windows?；Linux?；Solaris?；HP-UX?；AIX?環(huán)境的存儲管理，并實現(xiàn)虛擬化。該軟件與MicrosoftNTFS文件系統(tǒng)或UNIX的文件系統(tǒng)緊密集成，并且在應用程序數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)的相關物理存儲之間提供抽象層。其SnapDrive的工作方式如下圖：圖SnapDrive實現(xiàn)原理SnapDriveForWindows軟件將NetApp每個控制器的功能，Windows2000NetApp設備驅動程序，和一個微軟管理控制臺(MMC)應用集成到了一個完整的數(shù)據(jù)管理解決方案中。SnapDrive軟件安裝在Windows2000/2003服務器上。包含下列部分：SnapDriveWin32設備驅動程序SnapDriveWin32服務SnapDrive微軟管理控制臺(MMC)應用SnapManagerNetAppSnapManager軟件是一個既能優(yōu)化存儲管理任務，同時又能簡化Exchange,SQLServer和Domino數(shù)據(jù)庫的配置、備