HDS云數據中心架構

HDS信息基礎架構解決方案陳楠

神州數碼HDS售前工程師2014年12月存儲業(yè)內的不同定位HDS專業(yè)的存儲技術廠商存儲行業(yè)的先驅者、領導者IBM專業(yè)的主機廠商核心技術在小型機存儲只是附帶產品HP專業(yè)的主機廠商產品多而不精今年下滑明顯EMC生意型的存儲廠商大量的收購產品紛雜存儲技術一般NetApp存儲軟件廠商核心技術在NAS始終是PC架構HDS公司簡介1989年成立于美國硅谷(美國國家半導體子公司)傳承30余年大型主機設計及制造經驗在全球170+個國家有生意往來總部位于美國的SantaClara業(yè)界廣泛的合作SUN代理HDS高端存儲

(2001年)HPOEMHDS高端存儲，XP系列(1998年)Unisys代理HDS高端存儲(2005年)AcerCo-Branding(2004年)LenovoCo-Branding(2004年)業(yè)界領先的技術業(yè)界第一款具有冗余部件設計的高可用存儲系統FreedomStorage7700（1995年）業(yè)界第一臺基于交換架構的全光纖架構高端存儲Lighting9900系列（2000年）業(yè)界第一臺具有異構平臺虛擬化功能存儲USP（2004年）業(yè)界第一臺3D存儲（2010年）

豐富的統一存儲產品與方案內容平臺HCP300HCP500CommandSuite塊平臺VSPHUS110HUS130HUS150HUSVM統一平臺HUS110HUS130HUS150HUSVM專用平臺HDISoftwareHUSVMHitachiComputeSystems100%數據可用性承諾文件平臺HNAS4040HNAS4060HNAS4100

HDS的基礎架構云、內容云和信息云的三步戰(zhàn)略基于企業(yè)現有的IT投資，為所有數據提供一個單一的虛擬化統一平臺大數據時代的HDS云戰(zhàn)略規(guī)劃INFRASTRUCTURE基礎架構云虛擬化與移動性,集成的統一管理數據中心融合方案隨需應變的基礎架構CONTENT內容云獨立于應用的內容搜索、查詢、調用隨需應變的內容提供內容生命周期管理服務INFORMATION信息云商業(yè)智能大數據分析數據挖掘集成與融合VISIONANDSTRATEGYStorageInfrastructureandTechnologies基礎架構云：虛擬化基本數據池面向服務的數據中心云信息基礎架構一個平臺承載客戶所有類型數據NASVTLEnterpriseMidrangeCloud非虛擬化存儲服務CAS虛擬化后的存儲服務平臺檢索備份內容非結構化NAS服務器SAN“大數據”HDS統一存儲平臺的云戰(zhàn)略意義內容云SHARE-POINTFILESYSTEMS

EXCHANGESAPORACLEPDF

孤立的應用和存儲資源龐大的數據和低效的利用率復雜的架構和高昂的成本難于檢索、分析和保護應用孤島存儲孤島典型環(huán)境SHARE-POINTFILESYSTEMS

EXCHANGESAPORACLE提高效率，簡化管理和降低成本無中斷的數據自由流動跨應用的數據檢索云就緒HDS當前云戰(zhàn)略目標統一的虛擬化存儲池基礎架構云控制器1控制器2主機1主機2后端后端前端MPU+ASIC前端MPU+ASIC前端MPU+ASIC前端MPU+ASIC緩存緩存緩存緩存后端ASIC后端ASIC后端ASIC后端ASIC主機1主機2緩存緩存普通雙控架構，一旦單控故障，緩存徹底失效!高端容錯設計“堡壘”式數據中心核心存儲架構100%可用性承諾DS5000/P6000/VNX/CompellentVSP/VMVSPWithoutScale-out

2to4VirtualStorageDirectorblades–8to16cores2to12FEDbladeswith16to96ports2to8cacheadapterswith32to512GBcache2to4BEDbladeswith8to32SASlinksVSPwithScale-out8VirtualStorageDirectorblades–32cores2to24FEDbladeswith16to192ports2to16cacheadapterswith64to1,024GBcache8to16BEDbladeswith8to64SASlinks貴族基因：USP-V/HUS-VM/VSP體系架構剖析

12HUS-VM2VirtualStorageDirectorblades–8to16cores2to6FEDbladeswith16to48ports2to4cacheadapterswith32to256GBcache0to4BEDbladeswith0to32SASlinksUSP-V/VMDMX-3/4容量/性能成本多控制器架構雙控制器架構單控制器架構單控松耦合集群架構XIV,Isilon,Panasys普通通用標網互連雙控松耦合集群架構3PAR,VMAX,Fujitsu8000非交換式專網互連多控緊耦合集群架構VSP,P9500全交換式系統互連磁盤陣列體系架構最近進展韓曉明，中國科學院計算技術研究所存儲中心副主任EMCVNX,HPEVAIBMDS8000/V7000,HDSHUS100….USP-V，DMX存儲虛擬化技術——存儲多合一ERPVideoStreamingDataMiningE-mailPrintServices100%HighPerf.ArchiveBackup99.9%GeneralPurposeFileandVTLServicesOneplatformforalldata利舊&資源靈活部署！帶內存儲虛擬化技術IBMSVC,EMCV-plex帶外存儲虛擬化技術EMCInvista基于陣列控制器的存儲虛擬化技術VSP,VMAXFTS業(yè)界存儲虛擬化技術架構解析新型數據中心整合存儲基礎架構VirtualizedPoolofMedicalRecords各種不同的應用系統E-mailERP訂單物流圖書

積分DocumentManagementSystem

真正統一的存儲池存儲虛擬化技術——存儲一分多AMSHDS高端存儲Partition#3Partition#1Partition#29900V9500V

SATAIBMESSSANWindowsHostUnixHostNAS應用EMCDMXUnixHostVol1Vol2Vol3Vol4ol1Vol1Vol1Vol1Vol1Vol2Vol2Vol2Vol3Vol2Vol2存儲資源池CacheVol5Vol3Vol3Vol4Vol3Vol3Vol4動態(tài)調整存儲資源隔離&優(yōu)先級調整！存之有效與儲之有道的平衡業(yè)界獨有HDS保持無數據丟失記錄關于雙活數據中心深入思考LVM雙寫方案虛擬化機頭雙寫方案服務器A服務器BSAN光纖交換機LUN1LUN2主機LVM同步鏡像磁盤陣列柜A磁盤陣列柜B服務器A服務器BSAN光纖交換機LUN1LUN2虛擬化機頭LVM同步鏡像磁盤陣列柜A磁盤陣列柜B虛擬化機頭HAM存儲級復制方案服務器A服務器BLUN1LUN2磁盤陣列TrueCopy同步鏡像磁盤陣列柜A磁盤陣列柜BSAN光纖交換機雙活數據中心？自動還是盲動？雙寫可用性煩惱無退路的

‘雙活’高可用選高端！2X86更可靠嗎？熱點話題“雙活”生產數據中心SAN數據庫/應用TCP/IP網絡存儲陣列容災數據中心SAN數據庫/應用TCP/IP網絡存儲陣列客戶端/用戶客戶端/用戶客戶端/用戶WAN/廣域網應用/數據庫Active/Active存儲/數據同步與鏡像EMCVPLEX產品定位應用和數據遷移高可用集群員工合作跨越兩個數據中心內進行同步傳輸更遠距離的異步復制保持應用程序可用性和不間斷的數據訪問同時訪問跨兩個數據中心的一個版本信息華為：存儲整合和云計算建設LANHDSUSP-V*3HDSAMS2300*9HAMHAM華為2010年給予HDS實施團隊的感謝信云技術是近一時期以來最為火熱和復雜的新興技術。在華為的云系統建設中，HDS和用戶共同規(guī)劃、共同設計、同甘共苦，共同完成了基于HDS存儲虛擬化的云存儲架構。StorageInfrastructureandTechnologies基礎架構云：虛擬化基本數據池內容云：文件、對象的內容池C:C:/DEV/DEVARCHIVEARCHIVEBACKUPBACKUP面向服務的數據中心云信息基礎架構HNAS:獨特硬件和軟件技術的專業(yè)NAS存儲一般

服務器通用服務器運行路由軟件客戶化操作系統運行文件服務軟件通用服務器運行CIFS/NFS軟件優(yōu)化的軟件套件客戶化操作系統運行路由軟件優(yōu)化的軟硬件套件專有硬件實現路由專有硬件和系統實現文件服務HitachiNAS軟件限制了性能硬件限制了性能ASICsFPGAsM1/M2（HNAS3080/3090）硬件架構IntelCPU串行運算（其他廠商）共享處理器共享內存每個時間周期運行單任務共享總線FPGA并行計算(HDS)獨享處理器獨享內存每個時間周期多任務多線并行并行與串行NAS系統體系結構對比多達12.8GB/sHDS的PACS歸檔解決方案PACS在線存儲LAN網絡SAN網絡客戶端HNASPACS自動歸檔PACS數據庫服務器PACS數據庫服務器基于HNAS自動歸檔PACS在線數據-高性能磁盤PACS近線數據-大容量磁盤數據存儲區(qū)數據處理區(qū)業(yè)務處理區(qū)PACS近線存儲統一界面管理StorageInfrastructureandTechnologies基礎架構云：虛擬化基本數據池內容云：文件、對象的內容池C:C:/DEV/DEVARCHIVEARCHIVEBACKUPBACKUPGlobalOrchestration信息云：融合的計算資源池計算網絡面向服務的數據中心云信息基礎架構基礎架構部署面臨的挑戰(zhàn)PlanBuyIntegrateCodeTestDeploySupportITDevelopment太多的管理傳遞

太多工具太多供應商

太耗時

成本劇增ITInfrastructure“ITorganizationsspend23.3%ofstafftimeandresourcesonthistypeofpre-systemdeployment”兩種云平臺基礎架構模型客戶測試分別購買元件產品AppAppAppStorageMgmtVirtualizationMgmtServerMgmtNetworkMgmtStorageNetworkServerVirtualization參考架構(靈活)MgmtMgmtMgmtMgmt供應商提供驗證

購買單品SKU或靈活地選擇元件AppAppAppStorageNetworkServerVirtualizationUnifiedManagement集成方案(一體化)供應商組裝外加統一管理和組合購買單品AppAppApp減少復雜性

增加靈活性價值HDSUCP統一計算平臺HitachiUCPSelectHitachiUCPPro網絡虛擬化存儲服務器集成的解決方案(TurnkeySolution)預驗證的解決方案:HDS企業(yè)級存儲HDS企業(yè)級服務器UCPDirector:和vCenter集成的協調管理軟件各組件管理軟件包HDS提供統一配置HDS及HDS合作伙伴提供安裝實施服務參考架構解決方案(ReferenceArchitecture)預驗證的參考架構解決方案:HDS企業(yè)級存儲HDS企業(yè)級服務器各組件管理軟件包HDS提供產品配置清單HDS和HDS合作伙伴提供安裝及技術支持Bestinclasschoice:Integratedorreferencesolutions面向服務的UCP云平臺功能區(qū)域戰(zhàn)略合作伙伴解決方案數據庫聯機業(yè)務處理OracleSAP數據保護內容文件服務虛擬化MicrosoftCitrixSymantecUCPforOracleUCPforHANAUCPforHyper-VUCPforExchangeUCPforVMwareUCPforVDIUCPforContentCoreHighPerf.FileOthersHCRUCPforSQLUCPforSharePointUCPforBackupVMwareHDSUCP刀片虛擬化多合一技術——SMP多刀片聚合功能4-BladeSMP計算/內存/IO性能平衡擴展1Blade2Blades4BladesSockets248Cores204080MemorySlots3264128MemorySize768GB1536GB3072GBMezzanineSlots248PCIeSlots2484CPUSMP計算節(jié)點——Nehalem-EXQPI互聯技術SMP內存擴展單個刀片節(jié)點:768GB2刀片SMP:

1.5TB4刀片SMP:3TBSMP

IO擴展

PCIe2.0x8lanes:8slots/2blades;16slots/4bladesSMPCPU擴展單個刀片:2路CPU2刀片SMP:4路CPU4刀片SMP:8路CPUICHCPUNehalem-EXCPUNehalem-EXCPUNehalem-EXPCIeOnBoardNICICHI/OHubBoxboro-EXCPUNehalem-EXGbEGbEI/OHubBoxboro-EXPCIeMezzanineMezzanineBlade0Blade1刀片虛擬化多合一技術——SMP計算節(jié)點獨有SMP功能/優(yōu)于Xeon機架式服務器的IO擴展能力刀片虛擬化一分多技術——LPAR邏輯分區(qū)HDS刀片服務器——LPAR邏輯分區(qū)HitachiLogicalPartitioningFeature(LPAR)更好的性能對操作系統透明更好的安全性內置硬件虛擬化技術:HVM通過LPAR進行服務器虛擬化提高刀片服務器利用率刀片虛擬化一分多技術——LPAR邏輯分區(qū)專用模式共享模式

專用模式ModePCIPCIPartition1NICNICMemoryCPUCPU共享模式PCIPCIPCINICNICNICMemoryMemoryCPUCPUCPUPartition2Partition3內置硬件虛擬化:HVM2GB8GB10GB35%65%LPAR#1LogicalPartitioningCPUMemI/OVirtualI/OSharedDynamicCPUAllocation#34GBCoreCoreCoreCoreDedicatedModeSharedMode6GB#4#2#5OS1OS4OS3OS2OS5DedicatedI/OShared更好的性能/對操作系統透明/更好的安全性

Rear使得刀片服務器支持Unix-classIO擴展能力單個大片最多可支持16個PCIIO插槽4刀片的SMP節(jié)點(80Core)最多可支持64個PCI插槽PCI插槽10U2000機柜4UIO擴展單元刀片IO擴展模塊統一數據存儲池信息處理計算處理SAN智能虛擬化云存儲HP

EVAEMC

CX4HDS

AMS辦公辦公文件共享服務-HNAS海量數據檢索-HDDS應用應用SANHP

EVAEMC

CX4HDS

AMS客戶端影像NAS數據內容存儲服務-HCP+業(yè)務計算處理快速數據備份同城容災異地容災基于陣列的同步數據復制所有數據的副本所有數據的副本克隆快照VTL/帶庫離線備份3DC獨特的“拉”方式異步數據復制數據屬性對象數據統一數據存儲池信息處理

HDS面向服務的數據中心云信息基礎架構HDSUCP統一管理某科研機構基于刀片的云平臺建設案例MonitorESXESXCB2000ESXESXCB2000ESXESXCB2000HUS150VSPESXESXCB2000HNAS3080ITOAHDPSQuestionsandDiscussion容災建設的重要性數據是核心資產，業(yè)務連續(xù)性至關重要各種災難造成的數據損壞或業(yè)務中斷對企業(yè)正常運作帶來巨大影響美國911

災難的分類：自然風險，例如地震、火災、水災、氣象、疾病、戰(zhàn)爭人為風險，例如錯誤操作、黑客攻擊、病毒發(fā)作、員工發(fā)泄不滿技術風險，例如設備失效，軟件錯誤，通訊中斷、電力失效……政策法規(guī)要求2007年，國信辦聯合八大重點行業(yè)推出《信息系統災難恢復規(guī)范》臺北桃園機場某著名電子商務企業(yè)系統癱瘓需求：能否統一多種數據保護功能？重復數據刪除災難恢復?歸檔索引/搜索CDP法律文件跟蹤報告一次寫多次讀快照數據泄露備份復制??HUS綜合數據保護解決方案數據保護的三個要素：1.

源端；2.操作；3.目標端---復雜工作簡單化數據實例管理——全面管理數據，保障數據安全、業(yè)務安全復制或1.源端2.操作3.目標端存儲池復制點歸檔設備HCP磁帶庫/虛擬磁帶庫WindowsLinuxVMWAREHyper-VCDP備份歸檔文件跟蹤安全2.連續(xù)數據保護/實時備份APPOSAPPOSAPPOSAPPOSSource保護點AgentWindows實時數據保護管理臺近幾年的實時備份存儲池近期的CDP通過實時數據傳輸實現用戶的的持續(xù)數據保護使用于數據不能丟失的用戶結合實時備份功能，既實現數據的不丟失，有能實現數據的長期保護實時數據監(jiān)控和傳輸，對主機和網絡影響最小挑戰(zhàn)：僅適用Windows/CDP的數據需要進行恢復最新數據每分鐘恢復點舊數據每小時恢復點返回目錄3.文件追蹤/文件安全管理臺可以按照路徑、進程、類型、用戶定義需要追蹤保存的文件只要有修改，就會保存可以回滾任何一個修改的版本同時記錄操作的用戶和操作的方式、設定文件訪問權限挑戰(zhàn)：僅支持windows10:15V110:25V210:55V311:05V411:30V510:0011:0012:00每次修改會有一個保存文件追蹤--實時10:15V110:25V210:55V311:05V411:30V5返回目錄4.文件/郵件歸檔文件郵件文件/郵件流向元數據流向HCP對象存儲管理臺通過時間/大小可以將文件/郵件歸檔到HCP進行長期保存對文件服務器和郵件服務器進行瘦身，提高性能和效率同時擁有備份功能，在歸檔的同時保證實現數據和應用的保護集中管理挑戰(zhàn)：僅支持windows/Exchange,歸檔設備為：HCP可查詢可快速搜索歷史數據HDIM存儲池返回目錄HUS：

數據集中，數據分發(fā)Master管理機APPOSAPPOSAPPOSAPPOSSource保護點AgentWindowsAPPOSAPPOSAPPOSAPPOSSource保護點AgentWindowsAPPOSAPPOSAPPOSAPPOSSource保護點AgentWindowsAPPOSAPPOSAPPOSAPPOSSource保護點AgentWindows通過復制技術將分支機構的數據復制到中心存儲，中心可以直接啟用或者查詢

windows操作系統通過復制技術將數據自動分發(fā)到各個分支機構分支機構可以直接使用該數據HUS：多級數據容災Master管理機APPOSAPPOSAPPOSAPPOSSource保護點AgentWindowsAPPOSAPPOSAPPOSAPPOSSource保護點AgentWindows/Linux通過HDIM實現多級數據容災容災中心的數據可以恢復到本地進行測試和容災的演練適用：Windows/Linux/VMWARE/Hyper-v管理臺APPOSAPPOSAPPOSAPPOS測試環(huán)境AgentWindows/Linux一級容災中心Repository存儲池Repository存儲池Repository存儲池windows保護原理數據存儲Sourcemachine1SnapshotSnapshot1001110011010源端目標端：存儲池實時數據傳輸元數據存儲最小4GB磁盤空間HDIMDistributorHDIMBuffer最小4GB磁盤空間操作系統內核文件系統HDIMDistributor過濾器日志文件HDIMBuffer用戶文件系統驅動過濾器HDIMFilterI/O子系統管理器存儲管理器APIAPISnapshotSourcemachine2SnapshotSnapshotSnapshotSourcemachine3SnapshotSnapshotSnapshotSourcemachine4SnapshotSnapshotSnapshotHDIMsynchronizeHDIMsynchronizeHDIMVerify先進行初始化同步，由VSS進程保證數據一致性；初始化同步后，由HDIMAgent的四個子進程完成數據保護任務：Filter：過濾器寫IO和過濾器日志的獲取；Distributor：源端數據發(fā)送和目標端數據接收；Synchronize：同步數據傳輸；Verify：數據校驗；HDIM一個Agent實現實現全部功能基于windowsNTFS文件系統元數據：metadata:標簽和索引，快速的定位數據Stor:用戶的實際數據，可以看到snapshot/version這兩種模式Linux備份：保護原理圖數據存儲Sourcemachine1SnapshotSnapshot1001110011010源端目標端：存儲池定時數據傳輸元數據存儲最小4GB磁盤空間HDIMDistributorHDIMBuffer最小4GB磁盤空間定時文件系統掃描HDIMDistributorHDIMBuffer用戶LVM快照物理磁盤SnapshotSourcemachine2SnapshotSnapshotSnapshotSourcemachine3SnapshotSnapshotSnapshotSourcemachine4SnapshotSnapshotSnapshotHDIMsynchronizeHDIMsynchronizeLinux備份機制：Agent根據策略，定時啟動創(chuàng)建LVM快照；LVM快照僅拷貝原始卷中的元數據，幾乎實時完成；將快照指向的數據復制到目標端存儲池；網絡抖動通過HDIMBUFFER實現斷點續(xù)傳；物理卷（PV）卷組（VG）邏輯卷（LV）文件系統QuestionsandDiscussionHUS中端存儲設備配置與規(guī)格吞吐量

擴展性入門--

HUS110企業(yè)級設計主機多路徑硬件負載均衡動態(tài)性能優(yōu)化99.999+%可用性8GB+7GB緩存8FC和4iSCSI端口混插至120塊盤SSD,SAS和NL-SAS8SASlinks(6Gb/sec)最大4個標準2.5”擴展柜最大9個標準3.5”擴展柜中級—HUS13016GB/32GB+7GB緩存16FC,8FC和4iSCSI端口

混插至360塊盤SSD,SAS和NL-SAS16SASlinks(6Gb/sec)最大14個標準2.5”擴展柜最大19個標準3.5”擴展柜最大7個緊湊3.5”擴展柜最大4個高密度3.5”擴展柜高級—HUS15032GB+7GB緩存16FC,8FC和4iSCSI端口混插至960塊盤SSD,SAS和NL-SAS32SASlinks(6Gb/sec)最大40個標準2.5”擴展柜最大40個標準3.5”擴展柜最大20個緊湊3.5”擴展柜最大11個高密度3.5”擴展柜模塊化存儲系統企業(yè)級存儲系統前端路徑控制Active/ActiveAsymmetric,Active/PassivesetupSymmetricActive/Active

SymmetricActive/Active存儲控制器體系結構復雜性簡單群集簡單群集多控制器群集控制器性能負載均衡能力低很高(接近100%)很高(100%)CTL#1CTL#0BroadbandCrossPath前端卡前端卡后端卡后端卡PathPathPathPathCrossPathSwitchCH-CTL#0