基于信创存储面临的机遇和挑战-修订版

基于XC的存储在行业应用中面临的机遇和挑战刘春 目录28898一、前言 118280二、XC实施关键点 1208731.项目概述 163292.实施中的关键点 39821三、双活复制技术改造 322535四、架构优势 430030五、XC展望 1金融行业在经历的最近几年的高速发展之后，存储设备主要是以国外的品牌为主，集中在EMC、IBM、HDS、HP、NetApp等。随着XC产业的升级，通过产品迭代、逐步推进，在分析了众多的XC存储之后，选择了原有存储设备的替代产品。目前，企业采购XC存储也将会成为了一种趋势，在实际生产中，抵抗住了业务的高并发和大IO的考验。前言早在2016年，XC开始在国家政策指引下提出《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，要“突破制约信息产业发展的核心技术”，“提高自主开发能力和整体技术水平”。XC产业向雨后春笋一般蓬勃发展。随着信息科技的快速发展及IT应用新秩序的建立，通过对XC产品实施过程中所遇到的优势、痛点进行分析；XC环境下存储将面临怎样的机遇和挑战。XC实施关键点项目概述2019年，我们主要采用的IBM的高端存储，业务系统主要部署在IBMDS8000高端存储系列。按照金融行业存储设备年限的替换情况，存储已经达到一定的使用寿命。在经过多方考虑下，建议对其进行更换。在经过多方调研及分析了多个产品之后，通过对存储安全性、稳定性、高可用性的需求。并进行多方面的测试和对比，目前我们主要首选的XC存储之一鲲鹏芯片的存储设备，主要以高端为主。目前我行两地三中心容灾架构主要是采用的是IBM存储虚拟化存储网关（SVC）实现的，同城数据中心主要通过存储虚拟化技术（IBMSVCMeterMirror），下面挂接IBMDS8870存储，进行存储的池化，进而分配给相应的主机系统。图1基于存储虚拟化的存储架构实施规划中，需要将部分重要业务数据无缝切换至XC的新存储中。在实施过程中，实现缩短停机时间，进行数据的无缝切换，切换后业务系统中的数据读取和存储均使用华为存储。切换后的拓扑图如下所示：实施中的关键点前期的存储规划特别重要，需要对加入存储的进行详细规划。如网络需求、IP地址规划、组网规划、存储资源规划等。在主机端，由于更换了相应的存储，主机中的多路径软件需要更换成华为的。但是有些设备扫描的时候并不能自动发现，这就需要停机窗口，对设备进行重启操作。这个点是不可预知的，需要提前申请。以前IBM的存储为光纤磁盘，新更换的存储为全闪存盘。在分析了业务的数据后，对系统参数进行了对应的调整，以更能适应业务IO需求。双活复制技术改造现阶段主中心、同城中心采用了基于网关的文件双活设计，存在单点故障。另外由于SVC虚拟化设备已经进入到生命周期的后半阶段，考虑逐步剔除。后续计划采用基于华为存储层的双活技术。华为存储层双活方案基于OceanStor融合存储系统的HyperMetro特性实现。HyperMetro采用AA双活架构将两套存储阵列组成跨站点集群，实现数据实时镜像。两端阵列的双活LUN数据实时同步，且两端能够同时处理应用服务器的I/O读写请求，面向应用服务器提供无差异的AA并行访问能力。当任何一台磁盘阵列故障时，业务自动无缝切换到对端存储访问，业务访问不中断。相比基于IBM的SVC双活技术来说，华为的解决方案存在的优势如下：采用免网关设计：HyperMetro双活架构无需额外部署虚拟化网关设备，直接使用两套存储阵列组成跨站点集群系统。I/O访问路径：HyperMetro在应用主机侧，通过UltraPath主机多路径软件，将两台存储阵列上的双活成员LUN聚合为一个双活LUN，以多路径Vdisk方式对应用程序提供I/O读写能力。应用程序访问Vdisk时，Ultrapath根据多路径模式，选择最佳的访问路径，将I/O请求下发到存储阵列。改造后的拓扑结构如下所示：架构优势作为XC的龙头厂商之一，华为的存储技术已经处于行业的领先地位。本项目中所选择的华为存储相比较原来的IBM存储设备，采用的新技术优势如下：由于采用了基于全闪存的解决方案。主存储的IO读写特别频繁，为了避免单盘的读写磨损。使用了华为针对全闪存存储的一些特效：磨损均衡算法：静态与动态均衡结合，做到全盘空白单元和数据块单元全面均衡，避免某个颗粒过分磨损造成硬盘失效。图3-1磨损均衡算法巡检：周期检测ECC错误情况，达到阀值后触发数据搬移，保证数据可靠性。周期根据温度和擦写次数动态调节。图3-2巡检寿命预警：实时监控颗粒擦写次数，当擦写次数超过阈值之后，上报告警，通知系统提前进行更换，保证数据可靠性图3-3寿命预警掉电保护：在异常掉电时，通过电容提供电量将内存数据写入flash，保证在异常掉电情况下数据不丢失。图3-4掉电保护XC展望从XC用户使用角度看，依托稳定、规模化的用户群体，通过软硬件版本迭代更新、技术支持和服务持续完善，以提升产品性能和使用体验，加快推进XC产品从“能用”向“好用”转变。积极引导各类主体参与XC产业建设，加速技术、产品应用和迭代，完善创新