云计算数据中心建设项目存储资源池设计

1、云计算数据中心建设项目存储资源池设计虚拟化环境下所有虚拟机的数据都保存在后端外置共享 存储上，因此对于存储设备选择的第一标准就是存储设备稳 定可靠。保证存储设备的稳定可靠业界主要有两种方式：一 种是保证存储设备内部的可靠性，另一种是通过多台设备组 成集群工作方式。前者的实现方式一方面是靠源源不断地提 高设备本身的可靠性和采用冗余部件的设计，如控制器、电 源、网卡、风扇等各个部件冗余部署，另一方面是通过单台 存储设备内部硬盘的虚拟化，如做RAID。采用多台设备组成集群方式是在多个设备节点之间依靠存储软件的数据保 护功能来实现数据的高可靠，如数据复制、快照。目前以上 两点已成为业界存储设备的基本功

2、能。存储类型设计目前业界存储设备的类型主要包括FC SAN、IP SAN和FCOE SAN，其中FCOE SAN最近几年才出现，市场上出现 的FCOE SAN设备也较少，实际应用不多。FC SAN作为传统存储设备的类型，在数据中心存储设备中占据了超过 70% 的份额。虽然目前FC存储价格相比IP SAN价格贵很多，但 由于其可靠性高、效率高等原因，推荐关键业务系统的后端 存储选择FC SAN。对于一般业务系统，其后端存储可以采 用 IP SAN。目前业界有很多存储不仅有 FC接口，还有以太网接口，这对于存储资源的整合非常有利，关键业务系统和非关键业 务系统的数据可以保存在同一套存储设备中，可以

3、充分满足 用户不同业务系统对存储类型差异化需求的同时降低用户 的投资。存储架构设计传统的存储SAN设备基本以机头挂载磁盘柜的架构(Scale-up)为主，最初规划时，只需根据未来的业务扩张需要 规划机头规格，磁盘柜前期可以先小容量采购，后续如果业 务扩展，存储空间不够，直接再新购置磁盘柜挂载在机头下， 这种方式称为纵向扩展。纵向扩展方式下用户考虑未来的业 务扩展，需要在初期规划较高规格的机头-冗余控制器、大RAID卡缓存、多接口、高速率等，对于用户初期的投入较 大。同时随着技术的发展，用户初期规划的架构和设备可能 并非性价比最高或技术最先进，因此可能造成用户的投资浪 费。最为关键在于此架构下磁

4、盘柜的扩展规模比较小，性能 比较低。针对于此现状，很多存储厂商开发了横向扩展(Scale-out)架构的存储。每台存储设备自身配置有控制器，每台设备就 是一个单独的节点，后期如果存储空间不够，可以通过增加 节点，各节点间运行存储设备自带的分布式存储软件来实现存储节点的集群，这种方式称为Scale-out架构。此架构中单 台节点损坏，集群依然正常工作，用户数据不受影响。Scale-out架构相当于动车， Scale-up相当于普通火车，因此 Scale-out架构的性能和扩展性好，且更为灵活。云计算给用户带来的很大一个好处是弹性，前端的虚拟化软件的部署已经可以满足用户对于计算资源的弹性需求，后

5、端存储设备也必须给用户提供弹性灵活的选择。同时考虑扩 展性和扩展规模，因此我们建议云计算模式下采用Scale-out架构的存储设备。存储功能设计业界的虚拟化软件都有虚拟机备份功能，提供了基于虚拟机级别的备份，同时很多业务系统本身自带备份功能，提供 了基于应用级别的备份。这就导致一台存储设备里存在大量 的重复虚拟机数据文件的情况。同时存储设备本身自带的软 件也提供了基于数据块级别的备份。如此多重复的数据导致 在不同的存储设备节点之间进行备份时，一方面会浪费大量 的存储空间，一方面会影响数据备份的速度。针对此问题， 业界很多存储厂商推出了重复数据删除技术，能实现几十比 一的压缩比。此技术能够极大的

6、节约存储空间，并且极大提 升数据备份的速度。在传统的存储系统中，当某项应用需要一部分存储空间的 时候，往往是预先从后端存储系统中划分出一部分足够大的 空间预先分配给该项应用，即使这项应用暂时不需要使用这 么大的存储空间，但由于这部分存储空间已经被预留了出 来，其它应用程序无法利用这些已经部署但闲置的存储容 量。这种分配模式一方面使闲置的存储数量不断增加，系统 总体拥有成本升高；另一方面用户不得不购买更大的存储容 量，才能适应环境，成本进一步加大。针对此问题，存储厂 商也开发了精简配置功能，不会一次性的划分过大的空间给 某项应用，而是根据该项应用实际所需要的容量，多次的少 量的分配给应用程序，当

7、该项应用所产生的数据增长，分配 的容量空间已不够的时候，系统会再次从后端存储池中补充 分配一部分存储空间。此技术目前较为成熟，各大主流存储 厂商的产品都能实现此功能。重复数据删除技术和精简配置技术能够为云计算下的存 储节省极大的空间，节约用户的投资。我们推荐云计算下的 存储设备选择具有重复数据删除技术和精简配置技术的存 储。分布式存储设计分布式存储是一种Scale-out架构的存储技术，融合了计 算虚拟化和存储虚拟化，在一个硬件平台上同时提供计算资源和存储资源，从而能够构架无需专门共享存储设备的新型 数据中心。分布式存储技术提高了服务器资源利用率，减少 数据中心设备占用的物理空间，并且存储容量

8、能够按需扩 容，极大提升了数据中心基础架构的弹性。分布式存储技术充分利用了提供计算虚拟化的服务器的 磁盘驱动器资源，从而在数据中心中虚拟出一个共享存储。虚拟共享存储在功能上与物理共享存储完全一致；同时由于虚拟存储与计算完全融合在一个平台上，用户无需象以往那样购买连接计算服务器和存储设备的SAN网络设备（FCSAN 或者 iSCSI SAN ）。逻辑存储池btoVMVMVM（1）分布式LUN设计在由分布式存储技术构建的数据中心中，每台服务器同时也是一个存储节点。除了安装系统软件的系统盘分区外，每个节点上的其他所有磁盘空间（包括系统盘上的非系统分区）都可以用作 vStor的存储空间。vStor会使

9、整个LUN的 容量尽量均匀分布在所管理的全部节点和物理磁盘上，这样的设计使得对LUN的10操作能利用整个系统中全部节点和磁盘的性能，也就是说用户创建的LUN将横跨全部服务器 节点，示意图如下:LUN1LUN2LUN3存储节点存储节点2存储节点3当用户创建一个 LUN时，vStor并不会马上为该 LUN分 配实际的物理存储空间，而是采用精简模式，在有数据写入 的时候分配存储空间。（2）高可用性设计用户可以根据业务需要为数据设置副本数量。vStor支持用户为每个LUN设置2-5个副本，并且使得不同的副本分 布在不同的服务器和物理磁盘上，从而提供最大的容错性。 当一个服务器故障，甚至多台服务器故障时

10、，系统仍能正常 工作，而且数据不丢失。vStor允许数据副本按照机柜分布，即同一数据的不同副 本会存放在不同的机柜中。当机柜损坏时，系统把虚拟机启 动到其他机柜的服务器上并自动恢复丢失的副本以保证完 整的容错能力。当出现大面积的同时故障导致某些用户数据所有副本都 丢失的时候（比如存有同一数据不同副本的硬件恰好同时全 部故障），受影响的只是这些都是的数据数据，其他数据和 共享存储服务仍然正常运行。（3）高性能设计vStor本质上是一种分布式架构（单一集群最大能管理 256 个服务器节点），其存储容量和性能随着服务器节点的增加 而线性增加。由于每个 LUN都横跨全部服务器节点和物理 磁盘，所以每个

11、 LUN都可以利用全部服务器和物理磁盘的 性能，从而提供比传统存储更高的性能。下面图示显示vStor 的IOPS和吞吐能力随服务器节点数量的增加而线性增加的 状态。此外，不同于传统RAID以专用空闲磁盘作为热备，vStor 自动提供热备空间，并且将热备空间均匀分布在全部服务节 点上。这样当数据重构启动后，全部服务器及物理磁盘都可 以参与重构从而实现最佳的重构效率。可以在每个服务器节点上配置 RAID卡缓存来增强IO性 能，根据存储容量的不同可以配置512MB-2GB不等的RAID卡缓存。在追求更高性能的时候，还可以在每台服务器上配 置1块或者2块SSD固态硬盘作为缓存。配置两块 SSD是 为了做RAID1，这样一个SSD失效的时候写入 SSD的数据 仍不丢失。（4）自动化管理设计vStor采用无中心架构，每个服务器