罗世雄
【摘 要】数据越来越多也越来越重要,存储资源作为数据的存储空间,为上层应用提供各类数据服务支撑,其重要性显而易见.本文主要以数据中心存储资源池为出发点,通过对业务的应用场景及数据类型分析,从存储池的选型、服务分级及功能等维度进行规划设计,为下一代数据中心存储发展提供参考. 【期刊名称】《电信工程技术与标准化》
压电陶瓷驱动电源【年(卷),期】2018(031)009
【总页数】6页(P77-82)
【关键词】云计算;数据保护;存储服务;存储管理平台
【作 者】箱包手把罗世雄
【作者单位】湖南省邮电规划设计院有限公司,长沙 410126
【正文语种】中 文
gvg668【中图分类】TN915
1 引言
存储资源池的规划和设计遵从稳定可靠、易扩展、高性能、管理灵活的原则，按照分级存储的理念，为应用提供更多的存储及数据服务，如数据共享、数据容灾、备份恢复等，满足不同业务的服务水平要求[1]。按照ITIL管理域功能要素，提升应用服务水平质量和系统管理水平，建立合理分级存储和存储服务的架构，提供多种数据支撑服务[2]。 作为整个数据中心数据承载的核心架构，存储云平台应具备高可靠、高性能、易扩展、易管理的特点[3]。存储资源池的规划和设计应借助存储自动化平台，实现存储的资源自动智能供给等控制服务，改变传统存储管理手工操作的模式，实现存储的自动化运维管理，实现存储资源即服务（Storage as a Service)[4]。
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2 业务应用场景分析
遮蔽肩垫为满足存储的不同要求，根据存储设备性能建立分区存储策略，提供统一的高可用数据存储服务和存储管理服务。
各种应用类型对应的适用存储选择，见表1所示。
表1 存储选型表应用类型 应用需求 存储空间需求存储I/O需求存储带宽需求 常见业务场景通用管理系统 通用类型 L L L 一般系统大计算量系统 计算密集型 L M M 高性能计算大访问量系统 浏览密集型 M M L 大型网站大数据量系统大I/O小数据量 M H M 联机处理数据库小I/O大数据量 H M H 数据仓库分析访问写密集型 H M H 视频上传网站访问读密集型 H M H 影视播放网站非结构化数据 L L L 办公文档、图片等其他¹ 特殊需求 H H H 大型关键性业务系统
3 业务数据类型分析
数据中心不同业务系统产生数据的类型不同，需采用不同的技术满足不同要求，以达到高可靠、高性能、高可扩展性和管理灵活的特点。
3.1 结构化数据
结构化数据是以行和列为组织形式，数据的I/O通常与一个事务相关，每个I/O的数据量相对较小，但是I/O的频率很高，故要求存储系统具有较高IOPS性能。结构化数据典型的是数据库数据，包括Oracle等商用数据库。
3.2 非结构化数据
非结构化数据是以文件为组织形式存放在存储设备上的数据。前端应用系统对非结构化数据I/O通常采用大数据块顺序读写，但I/O次数较少，故要求存储系统提供大I/O带宽和存储扩展。非结构化数据典型的是多媒体文件等。
4 存储资源池选型设计
目前较主流存储方式，主要有FC-SAN、IP-SAN、NAS、分布式存储等方式[4,5]，详见表2所示。
5 存储资源池服务分级设计
5.1 存储服务目录
对数据中心各业务的服务级别需求分析，产生出服务目录、服务级别协议，建立数据中心统一的数据存储管理和服务规范及标准，设计和实施符合不同服务级别的数据保护和恢复解决方案，定义符合业务需求的IT服务及其相关的服务内容和服务级别，根据服务级别设计出合理的存储资源池架构。存储服务目录定义如表3所示。 5.2 存储服务级别
由于应用业务需求、成本考量等因素的不同，不同应用对同一存储服务相同服务指标的要求和服务级别是有偏差的，所以对存储服务的每一个服务指标都定义了不同的服务级别。
存储服务级别是以业界存储服务的最佳实践为基准，以主流存储厂家知识和经验作为校正，以访谈不同业务需求及目前存储服务情况和搜集现状数据来完善服务级别，根据运行效果不断校正偏差，得出存储资源池服务级别分类如表4所示。
5.3 数据保护服务级别
根据数据中心应用系统数据保护和恢复的实际需求，结合业界数据保护和恢复方面的最佳实践，提出分级的数据保护恢复服务，确定数据保护服务各级别的定义。数据保护服务采
用恢复时间点目标(RPO)、恢复时间目标(RTO)、可恢复性3个关键性能指标对其量化。数据保护级别分类如表5所示。
5.3.1 级别1
数据保护的最高级别，必须实现数据0丢失与0停机，确保数据完整性、有效性，且发生故障后，无需恢复数据即可100%恢复且正常提供业务服务。
表2 存储类型分类表NAS FC-SAN IP-SAN 分布式存储特点以Hadoop HDFS/HBase 为代表的大数据存储系统和Server San分布式存储，大数据存储主要适合存储大文件（以G甚至T为单位的文件），文件存储的节点同时也是计算的节点（计算靠近数据）系统架构成本较低，性能也较低，易部署，支持长距离、跨平台的共享文件服务器，可满足对访问性能要求不高的平台存放非系统类文件高成本、高性能、高可靠性的块存储，满足核心平台的虚拟机文件系统和数据存储需求，一般配置SAS盘，性能要求不高的可配置SATA盘局域网+服务器+集中存储服务器+FC交换机+集中存储成本较低，性能和稳定性中等的块存储，满足非核心平台虚拟机文件系统和数据库存储需求服务器+以太网交换机+集中存储 服务器+互联网络应用场景 云资源池 大数据平台、Server San
表3 存储服务目录定义服务名称服务性能 性能指标可用性 每年最大的非计划宕机时间指标定义指突发的事件导致系统不可用的时间（累计），可用性还可以通过可靠性和可恢复性来体现，衡量可靠性的标准是无故障时间(MTBF)，衡量可恢复性的标准是故障平均解决时间(MTTR)每个端口每秒的I/O次数 指存储端口每秒的I/O次数存储平台性能应用的吞吐量(MBPS) 指应用每秒的整体吞吐量平均响应时间(ms) 存储端口的平均响应时间性能影响(存储维护) 在维护状态，对存储系统性能的影响程度恢复点目标(RPO) 数据损失量数据保护指的是需要恢复时能够恢复到的时间点，即数据的损失量。RPO越小，表示创建备份数据越频繁。备份技术的选择要能满足RPO要求，既保证生产系统无明显不利影响，又保证备份数据可用性恢复时间目标(RTO)恢复所需要的时间 指的是完成备份数据恢复需要的时间，RTO越小则恢复越快可恢复性 备份恢复成功率指恢复程序的成功率。RAID保护使得磁盘出现问题能及时更换，故磁盘恢复成功率认为100%；而磁带只能在恢复时才能发现数据是否可用，故磁带恢复成功率认为95%-98%
橡胶补强剂表4 存储资源池服务级别分类表服务名称 服务性能 性能指标 级别1 级别2 级别3可用性 年最大非计划宕机时间 小于26.5 min 小于26.5 min 小于52.5 min存储平台 性能平均响应时间 小于8 ms 7～14 ms 12～30 ms端口每秒吞吐量 大于5 000 IOPS小于5 000 IOPS 小于3
500 IOPS应用吞吐量 200 Mbit/s以上 100～200 Mbit/s 100 Mbit/s以下性能影响（存储维护） 10% 10%～20% 20%以上
表5 数据服务级别分类表服务名称 关键指标/因素 级别1 级别2 级别3数据保护服务恢复时间点目标(RPO) 0 h 0 h 24 h恢复时间目标(RTO) 0 h 4 h 24 h可恢复性 100% 100% 100%
要求数据有完整的备份和容灾措施，能够防止物理和逻辑灾难，实现数据RPO=0。建设有完整的本地可用副本，在物理灾难发生时，无切换时间完成生产数据到副本数据切换；必须防止物理站点灾难，建有异地数据副本，当本地所有副本不可用时，数据切换到异地副本；有效防止逻辑错误，能恢复一个月内任意时间点状态数据，满足业务任意时间点回滚，保证数据的0丢失。
适用核心业务系统，此类业务系统发生灾难，将严重影响业务开展。
5.3.2 级别2
必须实现数据的0丢失，确保数据的完整性、有效性，且发生故障后，能够在4 h内100%恢复且正常提供业务服务。
要求数据有完整的备份和容灾措施，具有100%数据可恢复性。要求有完整的本地备份，能够防止物理和逻辑灾难，能通过数据保护方案保证业务连续性，在4 h内完成生产数据切换到副本数据；建有异地的数据副本，当本地副本不可用时，数据切换到异地副本，数据要求RP0=0，RTO≤4 h。
适用重要业务系统，此类业务系统发生灾难，将局部影响业务效率。
5.3.3 级别3
一般服务级别，确保数据的完整性、有效性，RPO和RTO≤24 h，必须实现数据100%恢复。
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