数据存储方案.doc

澄合矿务局数据管理系统澄合矿务局数据管理系统硬件设备西安文华信通科技股份有限公司一、存储系统总体设计：1.1、SAN架构的构成随着系统内部和外部用户的日益增长，IT系统的服务器的数目和存储的电子数据也急剧增长。高效地存储和访问数据已经成为整个行业的焦点。对作为信息提供源的存储系统而言，现有技术受到空前的挑战： 存储访问大量占用了局域网(LAN)的带宽，导致LAN已经成为整个系统的瓶颈。 主机负载不均衡，重复投资现象严重。 可扩充性差。 距离的限制。在这样的背景下，许多新的存储解决方案被提出，但大多数只是提供一、两种产品来解决一些眼前的问题。相比之下，随着新的存储连接技术如光纤通道（Fiber Channel）等的成熟而逐渐发展起来的存储区域网（Storage Area Network，即SAN）技术，提供了比传统存储模式更好的适应性和可用性，更强的集成管理能力和更优的性能，而且其开放架构受到众多存储设备厂家和网络公司的支持，被认为是最佳的存储方案选择。多个服务器主机通过光纤接口设备连接到光纤互连设备，而光通道的互连设备又通过光纤与多个光纤接口的磁盘设备或磁带库设备相连。这种存储网络的直接结果是：主机系统与存储设备均可以双向灵活扩展，整个系统可以形成存储共享的有机整体。同时，光纤的通道又为数据访问提供了单通道200MB/S的访问能力，大大高于传统的SCSI技术所提供的通道能力。1.6.2、SAN架构对本系统的优势在我们为澄合矿务局信息中心数据管理系统推荐的基于存储区域网的解决方案中，当整个系统有大量数据的存取需求时，数据完全可以通过SAN网络在相关服务器和后台的存储设备之间高速传输，对于LAN的带宽占用几乎为零，并且极少占用主机的资源（光纤接口相对于传统SCSI接口具有绝对的优势）。而且服务器可以访问SAN上的任何一个存储设备，提高了数据的可用性。SAN对于网管中心系统的优势主要体现在: 集中式管理(Centralized Storage Management )：分布式的设备，包括主机系统、存储系统、交换机和光纤适配器等等，均可以集中管理。整个系统的数据备份和恢复工作也可以统一集中控制, 确保了数据的安全性。 企业备份(Enterprise Backup)：备份程序得到简化，磁带子系统可以被多个主机服务器所共享，而且备份时不会占用局域网LAN带宽，即所谓LAN-Free备份。而业务数据容量通常比较大, LAN-Free的备份使整个系统不会被阻塞。 高可用性和灾难恢复(High Availability & Disaster Recovery)：可以在多台服务器和存储设备上建立任意两点间的连接。能形成一个被多个服务器通过多条路径访问的共享存储池，从而导致了更高的可用性，保证业务不间断。 数据共享(Data Sharing)：分布式服务器可以访问一个大的集中管理的存储子系统来运行各种数据共享应用。 旧有设备投资保护：通过组成高可用性能的SAN存储架构，可用大大提高旧有设备的数据的安全级别，保障在基本上不增加大量投资的前提下，继续适应原有的设备。 多平台支持(Multiplatform): 凭借IBM在服务器和存储方面丰富的经验和技术，该方案使用户能迅速、方便地建立、整合和管理其多平台的存储环境，让用户对其异构存储局域网拥有无限的扩展能力、管理能力和百分之一百的可用性。1.7、系统拓扑结构图本方案利用用户现有的四台IBM服务器作为数据服务器，每台服务器安装2块HBA卡，分别连接至8口光纤Switch，通过2Gb光纤连接到统一的SAN架构存储IBM DS4300上。当前光纤Switch具备zoning功能，可以将一台Switch实现数个链路的物理隔离。在光纤交换机上还连接了一台IBM的3582磁带机来实现对磁盘阵列的数据备份，整个备份管理通过IBM的Tivoli Storage Manager软件来实现。当某个服务器出现故障后，业务会实现秒级切换到另外一个服务器节点上，保障了业务的永续运行。服务器通过交换机和防火墙连接至整个考试管理中心的局域网络中。二、设备的规格、型号、技术指标：2.1、光纤存储系统：在澄合矿务局的数据管理系统中我们选择IBM的系列产品来构建光纤存储系统（SAN）。在这个系统里主要包括两个产品：IBM 4300磁盘阵列和IBM 光纤交换机。接下来进行分别介绍。2.1.1、IBM TotalStorage DS4300磁盘阵列：IBM TotalStorage DS4300（原来的 FAStT600）是中端磁盘系统，使用 3个EXP700，可以将光纤通道磁盘容量扩展到8TB；使用7个EXP700，可以将具有Turbo功能部件的光纤通道磁盘容量扩展到16TB。它使用最新的存储网络技术，提供一个端到端的2GB光纤通道解决方案。作为 IBM DS4000中端磁盘系统系列的一部分，具有Turbo功能的4300型使用相同的通用存储管理软件和高性能的硬件设计，以极低的价格为企业客户提供高端型号的能力。新的DS4000存储管理器使得每个存储分区最多支持256个逻辑卷（LUN）、高于2 TB的阵列组和SCSI-3 永久保存设施。带Volume Copy的 FlashCopy 是DS4000中用于完整逻辑卷复制的新功能，可用于DS4300Turbo。 有了 EXP100，具有Turbo功能部件的 DS4300和DS4300允许您配置多达 28TB的RAID 存储保护解决方案，从而有助于为您快速增长的应用程序需求提供经济有效并且可扩展的存储，从而实现受限访问、数据引用和近乎线性的存储功能。2.1.2、IBM TotalStorage DS4300磁盘阵列产品特点：l 具有Turbo功能的DS4300与基本的DS4300系统相比，最多能将性能提高70%；l 与基本的DS4300相比，具有更高的磁盘光纤通道可扩展性，可扩展到16.4 TB的光纤通道磁盘；l 通过连接8个EXP100，DS4300和具有Turbo功能的DS4300可以支持高达28 TB的Serial ATA磁盘存储器；l 高速缓存在基本的DS4300上为512MB，在具有Turbo的DS4300上为 2GB；l 支持在具有Turbo功能的DS4500、DS4400和DS4300上混用EXP100和EXP700机箱，该功能已于2004 年 11 月 24 日发布；l 自主功能（如“动态卷扩展”和“动态容量增加”）支持无需停止操作的情况下使未使用的存储器联机，如果出现问题，DS4000 服务警报能够自动提醒IBM；l 基本 DS4300 的主机接口是2Gb，Turbo自动检测，以确定是连接到1Gb还是2Gb；l 支持 UNIX 平台（AIX、Sun、HP）、Windows 和 Linux 环境，是同类产品中支持平台最多的解决方案；l 具有 Turbo 的存储分区最多可达64个。2.1.3、IBM 光纤交换机：2.1.3.1、产品概述：这一入门级光纤网络交换机包括8个通用端口（配置4个短波SFP收发器500M，1Gbps和300M，2Gbps）。可混合添加4个短波、长波（10公里）和扩展长波（35或80公里）SFP收发器。H08 SAN交换机包括了使用硬件（端口）和软件（WWN）分区实现的高级分区（Advanced Zoning）及WEBTOOLS管理功能，并能够通过连接到一个IBM SAN交换机创建一个2-交换机网络。可为客户提供机架安装和桌面安装。SAN网络的设备级分区使管理员可以在SAN网络内创建独立的分段或分区，隔离异构SAN环境中不同的应用服务器和设备。分区可以在网络中的任何一台交换机上动态创建和修改。另外，此外还提供了多种安全功能，如硬件强制分区。全光纤网络激活（Full Fabric Activation）功能能够在一个核心到边缘企业SAN中支持全面的光纤网络连接，并提供Fabric Watch监视功能。高可用性功能包括热代码激活、自动重新选择路径路由、热拔插光组件和丰富的诊断功能。利用可提供冗余网络路径的双光纤网络，可以进一步提高可用性。2.1.3.2、性能特点：IBM H08 SAN交换机基于下一代交换机技术，可支持1Gbps和2Gbps的链路速度。每一端口可支持100MB/秒和200MB/秒全双工数据传输。自适应端口能够自动协商所连接的服务器、存储设备或交换机能够支持的最高速度。随着连接需求的增长，可以在网络核心中添加高可用和可扩展的IBM SAN导控器（IBM SAN Director），并将IBM H08交换机（配置了全网络激活功能）转移到网络边缘。这种方法能够以一种模块化、高性价比和非中断的方式支持实现可扩展的网络增长，同时继续从已安装的交换机中受益。IBM SAN交换机能够提供到以下设备的光纤通道连接： IBM eServer x系列和指定的Netfinity服务器 其它使用Intel处理器、运行Microsoft Windows NT和Windows 2000、NetWare和Linux的服务器 IBM eServer i系列服务器 IBM eServer p系列和指定的RS6000服务器 指定的Sun和HP服务器 IBM TotalStorage企业存储服务器（ESS） IBM TotalStorage FAStT存储服务器 IBM TotalStorage SAN卷控制器 IBM TotalStorage企业磁带系统3590和3592及IBM TotalStorage企业磁带库3494 IBM 3583 Ultrium磁带库和IBM 3584超级可扩展磁带库 IBM TotalStorage企业NAS网关500型 IBM SAN交换机和SAN导控器IBM SAN交换机常见功能IBM TotalStorage SAN交换机使用的是通用端口，当它们与网络端口（F_port）、网络环路端口（FL_port）或扩展端口（E_port）相连时，能够判断端口类型。所提供的网络服务包括自身自动发现新设备和基于网络最短路径优先（FSPF）进行动态路径选择-在SAN网络中选择最有效的路由。IBM SAN交换机常见固件常用的IBM SAN交换机固件能够帮助简化SAN网络的扩展。基于标准的管理服务器（Management Server）和简单名称服务器（Simple Name Server）支持SAN网络变化的内部发现，对SNMP信息的管理性访问可以通过外部的以太网接口或在内部通过一条网络连接使用光纤通道链路来完成。扩展网络激活（Extended Fabric Activation）功能将SAN网络的连接距离延伸到光纤通道的标准10公里距离以上，这样就保证了高性能应用能够在更长的距离上运行，从而实现有效的存储整合、数据保护、容灾和数据共享。另外，使用扩展长波收发器、光纤通道转发器和密集波分多址（DWDM）设备的ISL可以提供城域网（MAN）规模的连接距离。可以说，扩展网络激活功能帮助优化了交换机的缓冲能力，能够通过使用更多的缓冲信用证配置网关交换机ISL来提供高性能。远程交换机激活（Remote Switch Activation）功能利用两台光纤通道交换机通过ATM广域网（WAN）互连来进一步延伸SAN网络的距离。使用这种功能，用户可以跨与一对CNT存储路由器相连的两台光纤通道交换机来分段缓存和管理数据传输。交换机间链路（ISL）主干可以将H16与其它IBM SAN交换机之间多达4条光纤通道链路组合起来，组成汇聚速度高达8Gbps的单条逻辑ISL，这些高速的主干能够帮助优化网络带宽的使用率，增强可用性。负载平衡可以跨所有的ISL主干平衡传输负载，这保证了管理员可以把主要工作精力放在网络总体性能而不是由于多个高性能设备共享一条链路而引起的链路阻塞上。网络管理员只需要监视主干的性能，而无需监视在其上传输数据的具体设备。另外，由于链路发生故障时不需要对传输的数据进行重新路由，所以网络可靠性和性能都得到了提高。高级安全特性随着中小型公司SAN发展成为较大的可能通过广域网（WAN）实现互连的企业SAN，需要通过高级安全性功能来控制和管理网络访问。外部威胁和内部操作都会损害企业宝贵的数据资产，使数据的完整性遭到破坏。高级安全特性激活（Advanced Security Activation）功能可以帮助创建一种多协议操作和SAN网络孤岛整合所需要的安全存储网络基础设施。高级安全特性扩展了高级分区（Advanced Zoning）提供的硬件强制WWN分区等基本网络安全功能，通过使用Fabric OS v3和v4，为IBM SAN交换机网络提供了基于策略的综合安全系统，并且通过对Fabric OS v2.6.1的支持，实现了对上一代交换机的投资保护。需要说明的是，对于高级安全网络，在部署Advanced Security之前，其中所有交换机都必须进行升级。开放式网络管理IBM SAN交换机管理框架可以支持广泛的解决方案-从非常小型的工作组SAN到带有数千设备的超大型企业SAN网络。小型SAN需要快速部署和即插即用的简单特性，而超大型SAN网络则需要集中式的控制和自动管理。IBM SAN交换机管理选项提供了基于浏览器的WEBTOOLS、Fabric Manager和到各种企业SAN管理器的标准开放接口。利用业界标准的SNMP接口，使用IBM TotalStorage SAN交换机的客户完全可以享受到使用Tivoli SAN管理软件进行集中式管理的好处。 WEBTOOLS提供了支持Web浏览器界面的综合管理工具集，能够灵活、方便地集成到现有企业存储管理架构中。另外，它还通过限制（或分区）与具体存储系统和设备连接的主机系统，来支持安全功能和数据的完整性。当与IBM SAN交换机结合使用时，WEBTOOLS提供了一个连接到多种智能网络特性（如端到端性能监视和ISL主干）的易用接口。Fabric Watch（包括在全光纤网络激活选项中）门限监视功能可以跟踪交换机和SAN网络的状态，监视网络资源、端口流量、交换机千兆接口转换器（GBIC）及SFP光收发器的环境值和运行值，并且，这些信息可以使用WEBTOOLS和Fabric Manager直接访问。Fabric ManagerFabric Manager V4可以简化管理过程、降低管理成本、加速网络部署和网络服务的提供。它基于Fabric Manager V3，同时又增加了以下新功能： 配置变更管理，其中使用了网络快照和网络比较方法。 安全网络操作系统管理，包括安全策略控制、审计和报告。 SAN拓扑可视化和快速浏览视图 回拨机制，可以在事件发生时向管理人员发送电子邮件通知。 Fabric Manager是一种基于Java的应用，它可以简化对复杂、多交换机网络的管理。需要说明的是，SAN交换机Web工具和Fabric Manager可以运行在与核心/边缘网络中任何一台交换机相连的同一台管理服务器上。另外，Fabric Manager还可以管理多达8个隔离的网络。不过，它需要运行在装有Netscape或Internet Explorer Web浏览器的Windows NT/2000或Sun Solaris 7服务器上。2.1.3.3、IBM TotalStorage SAN交换机H08技术参数：物理规格高度（机架安装）4.2厘米/1.7英寸（1U）长度42.9厘米/16.9英寸宽度30.7厘米/12.1英寸重量3.7公斤/8.5磅工作环境温度10C 40C /50F104F相对湿度20%85%（40C /104F时）电源要求功率范围100240VAC频率4763Hz2.2、IBM TotalStorage Ultrium磁带库3582-L23：是一个用于解决中小型环境的存储需求的、理想的自动化解决方案。Ultrium磁带库最多可包含2个磁带机和23盘盒式磁带，它被设计来利用 LTO 技术以经济实效地解决不断增长的存储需求。突出特点： 配有 1个或 2个 Ultrium 2 磁带机； 高容量 高达 9.6TB 压缩数据（2:1 压缩）； 独有的自动控制路径故障转移，以获得更强的自愈能力； 高性能 使用压缩数据时，持续数据传输率高达 70MB/s； 满足中型和网络磁带存储环境所需的容量、性能和可靠性要求； 提供了紧凑 4U 独立配置或机架安装配置； 获专利的多路径体系结构通过逻辑库分区帮助提高配置灵活性； 可通过 Web 浏览器获得远程管理能力； 遵守广受支持的 Linear Tape-Open（LTO）设计规范； 提供独有的内置交换光纤网 2Gb 光纤通道 LTO Ultrium 2 磁带机； 配备领先的 IBM 技术，例如表面控制导引系统以及平滑磁阻磁头技术。高级功能：IBM TotalStorage Ultrium 磁带库 3582-L23最多可支持 2个IBM TotalStorage Ultrium 2 磁带机，且每个磁带机的自然数据传输率高达 35MB/s（在以 2:1 压缩时为 70MB/s）。当使用新的 IBM TotalStorage LTO Ultrium 200GB 数据盒带时，它提供高达 200GB 非压缩容量（在以 2:1 压缩时为 400GB）的盒式磁带容量。IBM TotalStorage Ultrium 2 磁带机可以按第一代 Ultrium 1 的容量以更好的性能读写原来的 LTO Ultrium 数据盒带。紧凑的 4U 3582 Ultrium 磁带库被设计为带有一系列高级功能。新的多路径体系结构设计为可以实现将不同种类的服务器和应用程序同时连接到 LTO 逻辑库分区。3582 Ultrium 磁带库带有用于快速介质验证和盘点的条形码扫描仪。前部面板上的 LCD 显示器支持对库状态进行方便的本地查看，并提供对本地功能的控制。LTO I/O 扩展能力是通过标准盒带 I/O 功能提供的。使用 Web 浏览器获得的远程管理能力提供库控制和配置能力。还提供了用于 AIX 选装部件的控制路径故障转移。软件支持：通过使用业界领先的磁带管理解决方案（例如 Tivoli Storage Manager 或其它业界知名的存储软件）来管理 IBM TotalStorage Ultrium 磁带库 3582，您可最大限度地发挥其性能。为什么选择IBM LTO？IBM LTO Ultrium 磁带机采用了一系列最优秀的技术。高级多磁道记录能力、最新磁阻（MR）磁头和先进的磁道跟随伺服系统协同配合，以产生极高的记录密度。新的 Ultrium 2 磁带机增强功能包括数字化速度匹配、电源管理、通道校准和 512 条数据磁道。错误纠正码（ECC）功能有助于保证数据完整性。当您购买 IBM LTO Ultrium 解决方案时，IBM 和 IBM 授权的产品经销商还会提供服务和技术支持，包括完整系列的服务器、软件、打印机和存储设备。IBM TotalStorage Ultrium 磁带库 3582-L23 一览型号L23 基本库，带有 23 盘盒带和 1 个 I/O 槽独立功能部件代码2200机架安装功能部件代码7003 机架安装工具箱IBM TotalStorage Ultrium 磁带库是客户安装部件特点磁带库类型IBM LTO Ultrium 2驱动器数目最多 2 个盒式磁带数目24每盘盒带的容量1每盘盒带可达 400GB 压缩容量；200GB 非压缩容量每个库可达 9.6TB 压缩容量；4.8TB 非压缩容量持续数据传输率1可达 70MB/s 压缩数据传输率；35MB/s 非压缩数据传输率介质类型IBM TotalStorage LTO Ultrium 200GB 数据盒带（部件号 08L9870）IBM TotalStorage LTO 通用清洗盒带（部件号 35L2086）尺寸高 x 宽 x 深：7.7 x 17.9 x 25.8 （19.4cm x 45.5cm x 65.4cm）重量带有两个磁带机时重量为 66.7lb（30.3kg）保修3年部件和免工时保修，5*9支持，下一工作日响应，客户送修操作环境温度10C 至 38C（50F 至 100F）相对湿度20% 至 80%（无凝结）电源100-240VAC，50/60Hz，1.5-0.6A（最大配置）连接和系统支持IBM TotalStorage Ultrium 可扩展磁带库 3583 连接到本地交换光纤网 2Gb 光纤通道、LVD Ultra2/Wide 或 Ultra 160 SCSI 和 HVD Ultra SCSI 接口，这些接口连接到 IBM pSeries、IBM iSeries、IBM xSeries、RS/6000、RS/6000 SP、AS/400 和 IBM Netfinity 系统以及非 IBM 服务器、工作站和个人计算机。操作系统支持对以下操作系统可提供设备驱动程序支持：AIX、OS/400、Windows NT、Windows 2000、Windows Server 2003、Sun Solaris、HP-UX 以及 Red Hat 和 SuSE Linux。2.3、存储管理系统：在这样一个SAN架构的存储系统里，高效的存储备份通过存储管理系统配置实现，我们下面来介绍IBM的存储管理系统Tivoli Storage Manager。IBM Tivoli Storage Manager依靠存储