1、NetApp FAS 存储数据中心解决方案三月 25, 2019NETWORK APPLIANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIAL & PROPRIETARY i目录1 前言 .21.1 SAN 技术发展分析 21.2 NAS 技术发展分析 31.3 存储整合的必要性 32 方案设计原则 .63 存储归档技术方案建议 .83.1 方案总体设计用户系统现状 83.2 方案总体设计用户系统现状 83.2.1 存储系统选型和方案配置 .93.2.2 iSCSI 整合方案 .113.2.3 卷组容量和 RAID 划分 .123.2.4 FAS 存储系统的容量调
2、整和升级 .123.2.5 IP 网络相关设计 .133.3 数据保护 133.3.1 增强型 RAID-4 .143.3.2 RAID-DP.153.3.3 RAID 4 + 1（SyncMirror） .163.3.4 利用 SnapShot 和 SnapRestore 进行备份和恢复 .173.4 系统扩展性 193.5 系统管理 193.5.1 FilerView .203.5.2 DFM.214 NETAPP FAS 一体化存储系统介绍 .244.1 FAS3140 244.1.1 系统概述 .244.1.2 硬件特性 .244.1.3 NAS 性能 .25NETWORK APPLI
3、ANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIAL & PROPRIETARY 21 前言本文描述了 NetApp 公司针对顺德公安局相关数据中心存储项目的整体技术方案。文中 FAS / NearStore / Filer 是指 NetApp 的统一网络存储设备。信息技术（Information Technology）发展迅猛，信息技术的核心是信息，围绕着信息的处理，信息的传送，信息的管理，信息的共享，信息的保护等等，人类在信息技术的各个方面不断取得突破。人们越来越清楚地看到信息的载体存储系统在整个 IT 环境中成为基础架构，它是保证 IT 环境的其它部分（主机
4、，网络，应用等）正常运转的关键。客观地讲，离开了存储系统的 IT 环境将成为无米之炊，什么也做不了。在今天的信息时代，以信息为中心的模式已成为潮流.我们回顾最近几年的信息存储技术的发展，真正关键的突破是存储系统的拓扑连接技术的发展和成熟。今天在信息访问拓扑连接技术有很多，比如 iSCSI，FCIP ，IFCP ，SAN，NAS 等等，但真正广为认可的成熟技术是 SAN（包括 IP SAN）技术和 NAS 技术，SAN 技术及 NAS 技术都是解决信息存储集中化的成熟技术。SAN 技术和 NAS 技术各有所长，分别适合不同应用业务系统。NetApp 公司集成 SAN+NAS 的 FAS 一体化存
5、储解决方案是可以满足各个行业客户业务需求的最佳选择。1.1 SAN 技术发展分析SAN 和 NAS 适合的应用不同。SAN 是传统的 DAS 技术的发展延续，是适合大量的数据块访问方式的网络存储技术：即信息主要是以块方式存储及管理的应用。SAN 和 DAS 的主要区别在于 SAN 技术采用光纤通道 FC，在主机和存储介质设备之间增加了专用的存储域的交换机，构成存储域网络，实现网络存储访问。SAN 技术经过几年的发展已经非常成熟, SAN 技术吸收传统通道技术和传统网络技术的优势，因此具有如下优势：高速、低延迟、高数据一致性、大数据传输等特性。路由管理、广泛连接性、远距离支持、灵活管理等。SAN
6、 技术的核心是 SAN 交换机， SAN 交换机是存储系统和主机系统之间的桥梁，由于采用交换技术，SAN 交换机如同一个连接存储设备和主机设备的大立交桥。尽管 SAN 交换机上也配置 CPU 和CACHE，SAN 交换机上也可以具有自我管理、自我配置等智能软件，但 SAN 交换机主要作用还是作为数据交换通道，目前主流的 SAN 交换机厂商象 BAROCADE、CISCO 占有存储交换机市场 98%以上的份额，这些厂商都很明确 SAN 交换机的数据交换作用。NETWORK APPLIANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIAL & PROPRIETARY 3
7、1.2 NAS 技术发展分析NAS 是传统网络文件服务器技术的发展延续，是专用的网络文件服务器，是代替传统网络文件服务器市场的新技术新产品，这是信息技术发展的必然，它提高了文件系统的处理能力、可靠性、访问连续性和可扩展性，使用 NAS 代替传统网络文件服务器是满足用户对性能及可靠性需求的必然之路。网络文件服务器技术是建立在网络技术发展成熟基础之上的。因此它的访问协议是通用的TCP/IP，今天的 NAS 产品也是基于 TCP/IP 协议的文件访问机制。传统的网络文件服务器总体可以分为主要两大类：（1）UNIX 网络文件服务器，即支持 NFS 服务器（2）NT 网络文件服务器，即支持 CIFS 服
8、务器目前业界的存储系统厂商已经提供融合这两类文件服务器功能的 NAS 存储系统，如：NetApp；技术已经相当成熟。网络文件服务器的出发点是数据共享及保护，但上述的两类网络文件服务器之间较难共享；一个网络文件服务器系统支持的网络访问能力有限，因此当一个网络文件服务器不能满足性能需求时必须再添加新的网络文件服务器，但过多的网络文件服务器造成管理维护的困难及资源浪费；同时传统网络文件服务器对数据保护能力也非常有限（一般是单一主机连接存储介质构成网络文件服务器，存在单点故障，但又很少采用 HA 模式，可靠性因而很差），丢失数据几乎是很难避免的。由于传统网络文件服务器以上几个方面的问题，同时随着信息技
9、术的不断发展，对跨平台文件共享、高性能文件访问、高可靠性、高扩展性的网络文件服务器的需求不断加强，NAS 产品和技术便是满足这一需求的新技术新产品。使用 NAS 代替传统文件服务器是满足用户对性能及可靠性需求的必然之路。1.3 存储整合的必要性目前，SAN 技术和 NAS 技术都是信息整合的手段，二者各有特点，适合不同的市场需求。能否将二者有机结合在一起，满足不同应用的需求，充分发挥网络存储的优势成为广大客户迫切需要。许多厂商也在尝试探索 SAN 和 NAS 整合的解决方案，但直到目前为止，只有作为独立存储厂商的 NetApp 公司的工作取得实效，早在多年前就推出了这样的 SAN 和 NAS
10、集成的 FAS 一体化存储解决方案并在实际中获得广泛应用。目前用户一般拥有多台服务器。由于所有的服务器采购时间较早，其存储系统都是直连的模式，而且大部分存储系统都是低档的 JBOD 产品，这种现状是和以主机为核心设计 IT 架构的年代相适应的，但随着时间的推移，这种构架的问题已经显现出来，其问题主要表现如下：NETWORK APPLIANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIAL & PROPRIETARY 4首先，由于目前的存储系统是不能实现信息网络存储的低档产品，这样造成各个业务系统信息无法方便共享。在这样的结构下如果 A 业务系统存储容量不足，而 B
11、业务系统即使还有许多剩余空间可用，也不能有效地将 B 系统的容量共享给 A 系统，因而必须对 A 系统存储扩容。因此这样的架构是实现存储系统的多主机共享的障碍，对其整合势在必行。第二，由于分散的独立存储，各个业务系统的存储各自独立，对其管理必须透过其主机系统，造成存储管理上的复杂性增大。而且当用户同时通过不同主机平台管理其存储设备时，增大了人为失误的可能性。如果采用网络存储可以大大简化存储系统管理，提高 IT 人员的劳动生产率。第三，这样分散的独立存储系统不能实现有效信息共享，这样一来在最初配置各自直连系统时必须在系统扩展性和系统投资之间权衡利弊，不能兼顾。而且在日后使用中不可避免造成某些业务
12、系统在日后出现存储容量扩展能力不够的情况，解决这样问题以前必须再采购另外的一个直连的存储，不能有效使用连接到其它服务器的存储，这是很明显的浪费，而如果实现网络存储就可以避免这种投资浪费。第四，造成目前分散的独立存储系统现状是过去的技术限制，但是在考虑未来系统建设时应该是面向未来的，也就是应该采用网络存储技术，通过网络存储实现信息的有效共享，方便管理，便于扩展，建设高性能，高可靠，高扩展，高兼容的信息存储基础架构。第五，我们在规划信息系统基础架构时，广大用户都认识到应该采用网络存储技术，即采用SAN 或 NAS 技术实现网络存储。但是 SAN 和 NAS 是技术手段，不是最终目的，网络存储的最终
13、目的是数据整合。因为如果没有数据整合的意识，孤立地采用分散的 SAN 或 NAS 解决方案，最终的结果和传统的直连模式没有本质区别，长期发展也会造成各种各样的问题。目前有三种主要的网络存储技术：SAN，NAS ，iSCSI，各自有优缺点，针对用户实际情况，需要针对不同平台运行环境选择合适的网络存储技术，但同时不应增加太多系统成本。在应用 IP SAN 技术的时候，对于存储设备来讲，存储系统应能够动态灵活的调配NAS 和 SAN 的使用空间来适应前端生产部门业务系统对数据存储需求的变化。存储系统性能是整个系统设计的另一个要点，新购的存储系统的性能必须远好于原存储系统，来保证存储系统的性能可以满足
14、业务系统不断扩展的要求。数据安全性是存储系统最核心的问题，这里需要详细描述整个系统的数据保护能力。NETWORK APPLIANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIAL & PROPRIETARY 5目前用户面临的主要问题是将各个支撑业务系统的数据作集中统一安全存储，数据归档、备份和恢复。根据用户的数据集中存储提供的容量要求分析, 存储系统的空间为20TB（3-5 年内）。数据备份是整个系统必须要考虑的问题，这里从硬件存储厂商的角度需要提出相应的建议。NETWORK APPLIANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIA
15、L & PROPRIETARY 62 方案设计原则1标准性存储系统设计应完全基于现有计算机和网络设备业界的开放标准，适应用户系统存储工程现有网络系统硬件环境要求。2可扩展性在满足当前的业务需求的同时，还考虑到今后业务发展的需求，确保在未来扩容时能够扩展到更多的存储容量支持和存储平台的扩展性。同时能够充分利用现有的资源，保护投资。3高可靠性在确保系统可靠工作和数据的可靠性的原则基础上，尽可能的做到高起点，选用先进的技术和设备，使构建的存储系统有较高的技术水平，以适应今后的发展。4可管理性和可维护性存储设备可以通过多种技术和方式实现了高可靠性，同时也增加了系统的复杂性，从而容易导致维护和管理的复杂
16、性。因此在方案设计中在提供高可靠性的同时，也要注重提供存储系统的可管理性和可维护性。整个系统应该有灵活的系统扩容方案，能够进行不影响系统和应用工作的在线扩容。能够采用基于 Web 的界面对存储设备进行配置管理。系统配置工作应该简单明了，流程清晰。系统应该能够提供远程告警。5. 高性能整个存储系统应该提供较高的文件和数据库 IO 读写速率，IO 操作次数，非常短的响应时延；而不是只提供单个指标的高性能，从而在整体上提升性能。6. 成本低廉NETWORK APPLIANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIAL & PROPRIETARY 7成本低廉性：成本的低
17、廉包含四个主要方面。一是设备本身的成本低廉；二是维护成本的低廉；三是升级成本低廉；四是由于新的存储系统平台集中统一共享地保护数据，因为数据不容易丢失而节省的工作成本。这些成本统一的构成了设备从投入生产后整个生命周期的成本。NETWORK APPLIANCE INC. 存储方案建议书三月 25, 2019 CONFIDENTIAL & PROPRIETARY 83 存储技术方案建议3.1 方案总体设计 用户系统现状当前用户的挑战：（1） 存储系统的容量不足，备份时间太长，恢复速度太慢，（2） 备份和恢复不可靠，备份的操作成本不断增加，备份资源无法有效共享。用户现有 1 台小型机数据库服务器，若干台 windows 平台服务器，若干基于Linux 的服务器，另外还有约若干台 PC 机。预期近期需要 20T 的存储数据容量。用户现有环境里已经有一个存储设备，由于存储数据容量已经不能满足现有的应用，并且数据备份时间长大大降低了工作效率。3.2 方案总体设计用户系统现状根据系统分析，针对用户信息化建设中数据存储存在的一些问题，我们为用户设计完整解决方案，网络拓扑如下图所示，在本建议书里采用 NetApp 的 FAS3140 一体化存储系统作为的数据集中存储平台，和 NetApp 的 Nearstores VTL300 虚拟带库用于用户近线存储备份平台，存储设计方案如下：
