某公司存储虚拟化
解决方案
<版本：V1.0>
项目名称 编制人 编制时间 某公司信息化系统存储虚拟化项目 李霞 2013年06月20日 1 项目方案背景 ..................................................................... 3 1.1
现状分析 ................................................................ 3 1.1.1 1.1.2 1.2 1.3
某公司信息化系统现状概述 ........................................... 3 系统使用存储状况 .................................................. 3
项目建设的必要性及重要意义 .............................................. 4 项目方案概况 ............................................................ 5
2 3 4
项目方案目标 .................................................................... 5 项目方案范围 ..................................................................... 5 项目方案可行性分析 ............................................................. 6 4.1 4.2 4.3
系统方案设计总述 ....................................................... 7 实施方案设计步骤 ....................................................... 11 软硬件设备清单 ......................................................... 12
5 系统原有数据的迁移和容灾 ....................................................... 12
1项目方案背景
1.1 1.1.1
现状分析
某公司信息化系统现状概述
该公司各个信息系统存储分散，造成管理上的不便和资源使用率的低下， 数据安全也不能得到很好的保证；且使得管理者无法站在整个信息系统资源 的角度对其进行统筹规划，致使其成长性较弱。
1.1.2 系统使用存储状况
存储设备
(1) IBM DS47O0车列上，系统A可使用的总容量为1400G现已使用了 800Q 使用
率为57%系统B可使用的总容量为1950G现统计分析系统已使用 了 900G使用率为67%系统C可使用的容量已全部分配完毕。
(2) IBM FastT600阵列上，系统A测试环境可使用的总容量为1340Q现已
使用了 1340G使用率为100%系统D可使用的总容量为340G,现已使 用了 170G使用率为50%
(3) IBM DS5020阵列上，系统E数据库服务器可使用的总容量为 1540G现 已使用
了 1530G使用率为97%系统E应用服务器可使用的总容量为 270G 现已使用了
206G使用率为76%
(4) EMC CX3-40阵列上，系统F可用总容量为941G现已使用了 325Q使
用率为32%系统G可用总容量为800G现已使用了 270G使用率为34% 系统H可用总容量为600Q现已使用了 305G使用率为51%
(5) EMC CX50阵列上，系统J数据库服务器可用总容量为120G现已使用 了 95G
使用率为79%系统J应用服务器可用总容量为 300G现已使 用了 280G使用率为
94%
阵列名称人 IBM DSdTOW 梗用系统心 系统M 系统w 可用空间卩 已用空间祕 快用率P 14002 1950^ 800G^ 9003 系统3 IBM FastTCOO* 卫 4003 ]3403 340OJ 15400^ 270G^ 941^ BOOG^ 4003 13403 100卿 1QW 系统A测试环境」 系统2 系统E数据库服务器心 系统E系统应用服务器心 a IBM D 55020^ 170G^ 15303 206G^ 3253 27OGP 3053 95G^ 979^ 76%*-1 32瞬 34却 51和 79却 9加 1 EMC CX3-40-P 系统R 系统3 护 系统恥 系统J应用服务器卫 600^ 120G^ 3003 EMC CXBOO^ 系统J数將產服务器」
280(^ 1.2 项目建设的必要性及重要意义
目前该公司的磁盘阵列划分孤立、分散，造成磁盘阵列的浪费以及 数据的高风险性，且十分不易于维护。随着之后系统和数据量的不断增 力卩，这一现象将会持续加剧。
另外该公司的存储设备来自不同的厂家或者采用了不同的型号，为 了方便统一管理，我们可以通过实现存储的虚拟化，将存储整合起来， 可以实行对整个磁盘阵列进行总的调配和规划，充分利用磁盘阵列上的 空间，提高系统的运行率，减少数据丢失的风险；并且易于管理和维护， 能够优化数据备份机制。
为提高资源使用率以及系统高性能和高安全性的保证，本次项目需 采购两台相对商端的磁盘阵列，在实行存储分级时，我们可以将重要的 和需要要保证高性能的系统和数据规划存放在这两台磁盘阵列上。
从节约成本上考虑，本次项目还需采购一台低端的磁盘阵列，在存 储分级中，这个阵列用来存储一些对安全性和性能要求不高的数据。
目前旧磁盘阵列划分RAID后，可使用空间为9.77T。使用了 6.46T, 使用率
66%本次采购的阵列实际可用大小约为 11T0可以充分满足该公 司未来3年的数据
增长所带来的阵列需求，并且新采购磁盘阵列能够全 面覆盖旧的磁盘阵列空间，在风险上，可以有效的预防旧有磁盘阵列的
损坏或报废所带来的新的存储空间需求。 在存储的分级上，有更宽裕的 容量去做各种调整。并且大容量并不会浪费。 可以在满足了基本需求以 及应付各种临时性的存储申请后，可以将剩下空闲的存储作为新系统上 架的存储，在未来的采购中，
可以集中统计存储需求，充分利用起来。避 免多次申购小磁盘阵列造成的成本上升以及空间利用率浪费。如无特殊 的磁盘阵列需求，预计可满足未来 3年内该公司磁盘阵列的需求。
本次项目作为一次存储改革性项目，使得在存储容量方面，我们站 在该公司信息化建设全局的高度来统一规划调配，因此在以后新增项目 建设中，不需要再单独考虑存储的采购需求。
1.3 项目方案概况
通过采用存储虚拟化技术，引入虚拟存储设备来总体规划和管理先 前所有的存储；在提高存储设备利用率的同时，也大大的改善了数据的 安全性和系统运行效率。
2项目方案目标
通过采用SVC存储虚拟化技术，引入以存储为中心的信息化建设理 念，将各系统的数据存储集中，提高存储利用率，使核心系统在线的数 据存储在两台设备上，任何一台设备发生故障都不会影响系统的运行； 在提高系统运行率的同时，减小了数据丢失的风险。此外，由于同时有 两台设备用于核心数据存储，可通过优化核心数据备份机制，实现重要 数据的实时备份。
3项目方案范围
本次项目作为一个整合化处理项目， 不需要极大的变动整体架构，仅需要变 动各个系统连接存储的方式，使各系统通过存储虚拟化设备去连接各个磁盘阵 列，由存储虚拟化设备去统一管理各个磁盘整列。
4项目方案可行性分析
4.1
存储整合解决方案简介
存储的整合工作也叫“虚拟存储（Storage Virtualization）
”或“存
储虚拟化”，是指把多个存储介质模块（如不同的磁盘阵列、硬盘等）通过 一定的手段集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池中得到统一管 理，其目的是集中存储资源，更好管理存储为企业提供资源。
Advanced Copy Services EMC 聚集多个昭摆
系统建立1个 大的存储池
IBM虚拟引擎（SVC）采用“虚拟存储”技术整合异构存储设备。
如上图所示，SVC是整个SAN网络的控制器，将整个 SAN中的各种 存储设备整合成一个巨大的“存储池”，使得用户充分利用存储资源并可 按需分配存储
存储改变不影响
空间、性能和功能，其主要功能如下： 应用
帮助企业用户构建统一、合理的、高可扩展的存储架构；
SAN
统一管理存储系统，把多个存储系统整合成单一的存储池，其兼容 市面上常从一个点管理所 见主机系统和存储产品； 适用于所有存
储系统
Storage Foo)
一銮楼眞服务
SAN Volume Controller 有存储系统
简化各种复杂的存储系统管理，可通过 GUI （图形界面）管理所有 存储系统； 迁移过程无需停机，支持7X24小时业务不间断运行，迁移过程主机 系统和应用不受影响；
提供快照、数据复制等功能，做到跨存储及跨地域的数据保护; 采用SVC可方便的帮助用户实施分级存储。
用户采用SVC方案时，面对大量的异构存储设备，无需考虑后端物 理存储是哪个厂商、型号的设备，服务器端所使用磁盘空间的均为是物 理设备的逻辑映像。即使物理存储发生变化，也不会影响到逻辑映像， 系统管理员不必再关心后端存储，只需专注于管理存储空间，所有的存 储管理操作，例如系统升级、建立和分配虚拟磁盘、无停机迁移、扩充 存储空间等都比以前容易的多，存储管理变得轻松简单。
IBM SVC能够将多个磁盘系统的容量整合为一个单一的“容量池”， 并通过SVC做简化管理。SVC可以有多个Cluster节点组成，每个节点 有大的CACHE
和高性能的处理器，通过虚拟化若干存储设备以一个统一 逻辑设备存在，可以被系统中所有服务器访问，防止出现存储设备的信 息孤岛。同时，SVC负责I/O处理，
SVC控制从主机到存储的数据流，并 支持多条数据通路，多条路径并发工作，从
而增大 冗余。
I/O并且可做到路径
4.2 系统方案设计总述
假设逻辑示意图如下:
注：SVC为本次需采购的硬件设备 总体方案简述如下:
陣列1
障列2
陣列N
1•将新买的存储虚拟化设备接入到以上光纤交换机中，用来管理接入以上 光纤交换机中
的所有的磁盘阵列。
2. 修改SAN交换机上zone
3. 更改磁盘阵列上的LUN map pi ng映射
4. 在接入光纤交换机中的磁盘阵列中，禾【J用阵列中未使用的空间，在
上使用Image Mode来创建VDisk做原有数据的迁移。
SVC
5. 在数据的迁移过程中，尽量保持系统的稳定性，部分系统可能要停机几 分钟。在实
施的过程中要协调好停机时间。
6. 卸载主机上原有的多通道软件，安装 SDD启动SVC 通过以上步骤，实现存储的虚
拟化，整合。
4.3 工作原理
在存储子系统与主机之间引入 SVC后,主机所有的I/O必然要经过SVC内部, 相当于SVC要接管从主机过来的所有I/O。要做到这一点，SVC借鉴了已有的 存储虚拟化技术：
存储子系统级别的虚拟化
存储子系统级别的虚拟化如下图所示，
vffl lvl v昌】lv2 VFI 1\\ S vg2 lvl v?2 LQ_Q QJ LB B,QJ
2 vg2 lv3
n n 逻辑层 vel ve2 t> -------------------- o m谨辑卷首理弓動
mdC mdl md2
软件Rat卑 des块设备3動孚 db :
139二磁 蛊揑制 器驱动 FC磁盘 控制SS呃 动 使用 Host Bus Adapter 例如 1394 Host Bus Adapter(Controller) 连接磁 盘柜,通过
1394 Controller 驱动，物理磁盘被映射为系统中的 sda,sdb,sdc等 SCSI磁盘块设备，块
设备上层的虚拟化原理上和主机级别子系统块设备的虚拟化 类似。
网络级别的存储虚拟化
网络级别的存储虚拟化分两种： Out of Band和In Banc。如下图所示是 Out
of Band存储虚拟化的一种方式，存储子系统通过 SAN使得3个不同类别的操作 系统在Metadata Server的Lock机制控制下共用存储子系统中的 3个存储单元。 在每个Host 上, 3个存储单元被虚拟化为一个 Stripe Group,使得各个Host可 以采用统一的Stripe策略控制各自的I/O行为。
Stripe Stripe ■ 以太网端口
G1014)
GTOL^
Stupe Gioi平
000
Meta Server
Solans Host AIX Host
Host
FC'连接
------- IP连接
FC■端
口
In-Band的方式实际上是通过数据通道(Data Path)上的虚拟化软件，把呈现 在SAN中一个或多个存储子系统的存储单元虚拟化成另外一种方式的虚拟存储 单元，称为VDisks.。如下图所示是属于In-Band存储虚拟化。SVC使用In-Band 的虚拟化方式，也就是说，SVC把主机级别的虚拟化实现在SAN的网络层次上实 现。
Soloris 主机
Windows主机 AIX主机
MDG
A存储子系统
B存储子系统 C存储子系统
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------I
传统的SAN网络中，每种存储系统都自成一体，就像一个个的孤岛， 无法构成一片
统一的。而 SVC是整个SAN网络的控制器，它将整个 SAN中 的各种存储设备整合成一个巨大的存储池， 充分利用存储资源和按需分配存储空 间、性能和功能。
SVC实现虚拟存储层的功能，将存储智能加入到 SAN的网络中。现在用户可 以按照应用不断变化的需求来分配存储，而不再受制于存储子系统设备在功能和 性能上的。
4.4 实施方案设计步骤
存储虚拟化
1.第一阶段购买存储虚拟化设备及磁盘阵列扩展柜 2•将存储虚拟化设备接入新增的光纤交换机中。 3. 安装和配置虚拟化设备环境。
4. 对原有的磁盘阵列中存储的数据进行迁移，完成部分系统的数据整合及 规划 5. 进行功能性测试，并完成上线工作。 6. 第二阶段购买新的磁盘阵列或者扩展柜。
7•将新买的磁盘阵列接入新增的光纤交换机中或者将新买的磁盘阵列接入 原磁盘阵列的控
制器。
8. 对数据进行优化，完成所有系统的数据整合及规划，确保系统的高性能 和高安全性。 9. 进行功能性测试，并完成上线工作。
4.5 软硬件设备清单
单位 套 数量 1 序号］ 产品名称 3 虚拟存储管理 设备 主要配置 IBM SVC（机架式，4U）: 备注 负责整体 管2节点，2T容量，冗余电源，3年7 X 24原厂 保修 理本地 磁盘阵列 4 磁盘阵列扩 展柜 台 N 5系统原有数据的迁移和容灾
引用SVC虚拟化技术后，可以使用Copy Service使得不同厂商之间可以轻 松地实现实时的容灾备份以及数据迁移，如下图：
主机1 —主机刃 丨「 王机： 主机N SVC 詩级 Copy S^nice
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I
SVC5
SVC节点1 SX C节点N
节点
人厂 商存储子系统 £厂商存储子系统I ;C厂面存储子系统 D厂商存储子系统
位于城市A的颤 位于城市吕的数摇
SVC高级Copy Smice便得不同厂商存储子系统可实现实时容灾备份
