數(shù)字化轉(zhuǎn)型下的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)研究與應(yīng)用

朱潤(rùn)娟，魏能強(qiáng)，任少波

（航空工業(yè)成飛公，四川 成都 610091）

通俗來(lái)說(shuō)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型就是利用數(shù)字化技術(shù)來(lái)推動(dòng)企業(yè)組織轉(zhuǎn)變業(yè)務(wù)模式、組織架構(gòu)、企業(yè)文化等的變革措施。旨在利用各種新技術(shù)，如云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等一系列技術(shù)為企業(yè)組織構(gòu)想和交付新的、差異化的價(jià)值。

目前，各行各業(yè)都在積極探索和開(kāi)展數(shù)字化建設(shè)，期望通過(guò)數(shù)字化技術(shù)來(lái)支撐業(yè)務(wù)長(zhǎng)期、持續(xù)的增長(zhǎng)，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)治理，數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)、數(shù)據(jù)分析與建模，把數(shù)據(jù)變成服務(wù)，使數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)順暢流動(dòng)起來(lái)，為企業(yè)帶來(lái)巨大的價(jià)值，隨著業(yè)務(wù)需求的不斷變化，新一代網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

1 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

“面向需求、注重體系”是技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)方針。在技術(shù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，參考最佳實(shí)踐，結(jié)合先進(jìn)適用的信息技術(shù)，最大程度地利用已有的軟硬件和數(shù)據(jù)資源，遵循高可用性、安全性合規(guī)性和適度超前三個(gè)基本原則：（1）高可用性原則：在規(guī)劃時(shí)，充分考慮系統(tǒng)的高可用，保持業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性和高可用性；（2）安全合規(guī)性原則：在規(guī)劃建設(shè)時(shí)，保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全，并遵循國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求；（3）適度超前原則：即在規(guī)劃的過(guò)程中，考慮“先進(jìn)管理模式+最新的IT技術(shù)”，在技術(shù)選擇上，將采用適度超前的成熟技術(shù)，在保持一定前瞻性的基礎(chǔ)上能付諸實(shí)施。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖如圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

2 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)特點(diǎn)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式多種多樣，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)有軟盤(pán)、磁帶、硬盤(pán)、光盤(pán)、Flash閃存等，其價(jià)格低、容量小、讀寫(xiě)速度慢，僅適用于個(gè)人家庭過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求較小的單位適用，無(wú)法滿足對(duì)信息化數(shù)據(jù)I/O讀寫(xiě)性能要求高、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大的互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)或大型企業(yè)，為了滿足高訪問(wèn)、高性能、高容量的信息化數(shù)據(jù)管理需求，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，其服務(wù)于前端應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、郵件服務(wù)器及文件服務(wù)器等，可滿足數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)、近線存儲(chǔ)和離線存儲(chǔ)的需求，不僅可以提高應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)效率，而且能有效提高數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)載體支撐。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)一般包括幾大部分：存儲(chǔ)硬件系統(tǒng)（磁盤(pán)陣列、控制器、磁盤(pán)柜、磁帶庫(kù)等）、存儲(chǔ)軟件（備份軟件、管理軟件、快照、雙活復(fù)制等增值軟件）、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（HBA卡、光纖交換機(jī)、FC/SAS線纜等）、存儲(chǔ)解決方案）（集中存儲(chǔ)、分布式存儲(chǔ)、歸檔、備份、容災(zāi)等）。具有高可靠、高性能、易管理以及豐富的企業(yè)級(jí)功能，其特點(diǎn)如下：（1）智能化：統(tǒng)一安全的運(yùn)維管理平臺(tái)，簡(jiǎn)化IT管理，即插即用和直觀的圖形界面，動(dòng)態(tài)SAN管理提供存儲(chǔ)虛擬化解決方案，降低用戶(hù)開(kāi)銷(xiāo)，使得用戶(hù)配置、管理和維護(hù)可以輕松完成。（2）靈活化：系統(tǒng)硬件支持橫向擴(kuò)展，可應(yīng)對(duì)后期的大數(shù)據(jù)災(zāi)備需求，高吞吐量和快速響應(yīng)時(shí)間，適合各種并發(fā)進(jìn)行。（3）融合化：融合NFS、CIFS、FTP、ISCSI、FC/IB、SMB等多種訪問(wèn)方式，解決異構(gòu)環(huán)境的集中存儲(chǔ)問(wèn)題。雙機(jī)熱備實(shí)現(xiàn)24×7數(shù)據(jù)可用性，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)不間斷運(yùn)行。（4）自動(dòng)化：存儲(chǔ)設(shè)備自動(dòng)搜尋且自動(dòng)配置，Snapshot和NDMP保護(hù)數(shù)據(jù)完整性并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程備份。

3 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)一般包括主存儲(chǔ)模塊和輔助存儲(chǔ)模塊。主存儲(chǔ)模塊主要用來(lái)存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間所需要的程序和數(shù)據(jù)，CPU可直接隨機(jī)地進(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)，其容量比高速緩存大，存儲(chǔ)速度較高，訪問(wèn)頻率較高，其性能很大程度上影響了整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。輔助存儲(chǔ)模塊又稱(chēng)為外部存儲(chǔ)模塊或后援存儲(chǔ)模塊，用來(lái)存放當(dāng)前暫時(shí)不參與運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)以及一些需要永久性保存的信息，一般通過(guò)擴(kuò)展框連接在主機(jī)上，容量大成本低，但訪問(wèn)速度較低，且CPU不能直接訪問(wèn)，需要通過(guò)程序調(diào)入主存后才能被CPU使用。一般為了解決容量、存儲(chǔ)速度和價(jià)格之間的矛盾，通常把不同的存儲(chǔ)容量、不同存儲(chǔ)速度的存儲(chǔ)器按一定的體系結(jié)構(gòu)組織起來(lái)，形成一個(gè)統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。（1）集群模塊安裝。存儲(chǔ)設(shè)備上架安裝、存儲(chǔ)控制器上電、存儲(chǔ)盤(pán)柜上電。登錄進(jìn)入存儲(chǔ)控制器控制臺(tái)，查看存儲(chǔ)控制器啟動(dòng)過(guò)程及狀態(tài)、啟動(dòng)過(guò)程的輸出信息、硬盤(pán)狀態(tài)、存儲(chǔ)控制器故障燈是否亮起、硬盤(pán)指示燈是否正常、每塊磁盤(pán)狀態(tài)是否正確，包括類(lèi)型、容量、是否error等。確認(rèn)控制器識(shí)別到所有硬盤(pán)，硬盤(pán)狀態(tài)、FC口、網(wǎng)口狀態(tài)及系統(tǒng)各服務(wù)狀態(tài)是否正常。（2）集群網(wǎng)絡(luò)配置。按網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃配置以太網(wǎng)端口，包括管理網(wǎng)口和業(yè)務(wù)網(wǎng)口，業(yè)務(wù)網(wǎng)口配置端口聚合。在控制器命令行界面下運(yùn)行disk list和format命令掃描所有磁盤(pán)。（3）集群資源池創(chuàng)建。在創(chuàng)建存儲(chǔ)池時(shí)，為了提高系統(tǒng)的冗余能力，一般會(huì)采用RAID技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建，不同RAID等級(jí)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)冗余的程度不同，考慮到數(shù)據(jù)安全和資源利用率的要求，實(shí)際應(yīng)用中RAID5和RAID6適用較多，根據(jù)實(shí)際需求，每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)池，存儲(chǔ)池創(chuàng)建完成后，會(huì)根據(jù)前端服務(wù)器平臺(tái)的不同創(chuàng)建不同的文件系統(tǒng)。（4）系統(tǒng)高級(jí)功能配置。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將存儲(chǔ)資源映射給前端的服務(wù)器系統(tǒng)，除了基本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)還可提供鏡像、雙活、遷移等功能，可快速為前端應(yīng)用系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)管理服務(wù)。（5）集群監(jiān)控功能配置。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)搭建完成后，在管理界面配置相關(guān)參數(shù)，對(duì)集群NAS、Pool、硬盤(pán)、LAN、網(wǎng)口數(shù)據(jù)變化等進(jìn)行智能化監(jiān)控，并行程日志報(bào)表，方便運(yùn)維人員進(jìn)行日志管理。

4 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用

在日常使用中，NAS和SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)使用較多，且對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)安全較高的企業(yè)級(jí)場(chǎng)景一般都會(huì)選擇SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)作為信息化數(shù)據(jù)的載體。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般會(huì)選擇業(yè)務(wù)集中存儲(chǔ)，又具備靈活擴(kuò)展，同時(shí)，支持FC和IP組網(wǎng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，若前端應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)I/O吞吐性能要求較高時(shí)，還會(huì)選擇支持16Gb FC前端接口卡和12Gb SAS后端高速SSD接口的全閃存系列。

存儲(chǔ)系統(tǒng)作為信息化應(yīng)用的數(shù)據(jù)載體，為雙活數(shù)據(jù)中心、云平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)集群等場(chǎng)景提供了安全可靠的支撐平臺(tái)。實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)前端的應(yīng)用場(chǎng)景搭建不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)，同時(shí)，還會(huì)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)重要程度配置不同性能的存儲(chǔ)資源，如企業(yè)級(jí)核心應(yīng)用系統(tǒng)選擇I/O讀寫(xiě)性能較高的全閃存磁盤(pán)陣列，部門(mén)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)配置性能較高的機(jī)械硬盤(pán)磁帶陣列，數(shù)據(jù)冷備系統(tǒng)配置性能一般的機(jī)械硬盤(pán)磁盤(pán)陣列。

如雙活數(shù)據(jù)中心搭建，建議采用SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，兩個(gè)數(shù)據(jù)中心選用同型號(hào)的存儲(chǔ)磁盤(pán)陣列搭建冗余數(shù)據(jù)保護(hù)存儲(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)兩端應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的高速傳輸；虛擬化場(chǎng)景下，既可選擇IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，也可以選擇SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)和虛擬化計(jì)算平臺(tái)的連接，存儲(chǔ)磁盤(pán)陣列可選擇較高的機(jī)械硬盤(pán)磁帶陣列，滿足云計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)保存需求；數(shù)據(jù)庫(kù)集群場(chǎng)下，建議采用SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并選擇I/O讀寫(xiě)性能較高的全閃存磁盤(pán)陣列作為數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的載體，實(shí)現(xiàn)集群節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)高速訪問(wèn)。數(shù)據(jù)庫(kù)集群存儲(chǔ)系統(tǒng)示意圖如圖2。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)集群存儲(chǔ)系統(tǒng)示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨，通過(guò)科學(xué)數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)、數(shù)據(jù)分析與建模，把數(shù)據(jù)變成服務(wù)，使得數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)順暢流動(dòng)起來(lái)，可以為企業(yè)帶來(lái)極大價(jià)值，數(shù)據(jù)是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。而作為信息化數(shù)據(jù)載體的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，做好網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)工作，確保數(shù)據(jù)有效訪問(wèn)并保障數(shù)據(jù)安全，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型保駕護(hù)航。