電力信息化存儲系統優化研究

蔣明 方圓 蔡夢臣

摘 要：電力系統現在主要采用SAN網絡存儲平臺，雖具有較高的可靠性，但是隨著業務數據的爆發式增長，目前一些早期服役設備，已經難以滿足現有業務系統發展需求，需要逐步進行更新、優化，以持續保證存儲系統的可靠性和可用性。研究通過對現有的存儲系統的優化提升，提高存儲系統的響應速度和執行效率；利用分布式存儲方式為系統提供良好的彈性擴展能力，滿足公司日益增長的存儲需求。

關鍵詞：存儲系統；SAN網絡存儲平臺；分布式存儲

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0189-02

電力系統現在主要采用SAN 網絡存儲平臺，平臺核心交換機為雙機冗余，設備之間的連接為雙通道連接方式。存儲設備為雙引擎，具備冗余電源、冗余通道，具備較高的可靠性。但隨著業務數據的爆發式增長，目前一些早期服役設備，已經難以滿足現有業務系統發展需求，需要逐步進行更新、優化，以持續保證存儲系統的可靠性和可用性。具體表現在以下三點：一是設備超期服役；二是SAN系統性能存在瓶頸；三是現有的存儲系統容量不足。

為解決現有系統的局限，研究利用先進、成熟的技術，提升存儲系統的響應速度及執行效率，同時提升系統彈性擴展能力，最終使整個存儲系統具有高性能、高安全、高可靠性、高彈性、易管理等特點，滿足公司日益增長的存儲需求。

1 存儲系統提升總體目標和遵循原則

1.1 總體目標

為滿足日益增長的數據存儲需求，提升存儲系統擴展能力，本方案著重于實現以下目標：

（1）完成存儲系統的升級改造，提升部分存儲的性能；（2）完成SAN網絡的優化升級，優化SAN網絡性能；（3）完成新存儲系統規劃設計，以滿足未來業務發展需求。

1.2 遵循原則

本存儲系統提升方案遵循以下幾點原則：

（1）高性能。應用業務系統，如ERP、辦公自動化、數據庫應用等常常要大量地對存儲系統進行寫入、讀取操作，因此，對存儲系統的性能將提出更高、更苛刻的要求。（2）高安全。電力信息數據安全性要求非常高，一旦數據發生問題，會導致業務連續性受到影響，甚至影響正常運行，因此，存儲系統建設需要以安全可靠問基礎。（3）高可靠。根據要求信息需要在24×7h的條件下保持在線狀態，系統故障會引起應用服務中斷，將給用戶造成損失。（4）高彈性。存儲系統要建設成標準、集中、易擴展的系統，能夠在容量、性能需求不斷增加的情況下，橫向或縱向進行存儲空間的平滑擴展。（5）易管理。對存儲系統進行管理，簡化工作，降低TCO，是保證存儲系統穩定運行的重要因素。

2 存儲系統優化方法

2.1 建設分層存儲系統

分析業務系統存儲需求，整合現有存儲資源，制定存儲系統更新換代實施計劃，逐步對超期服役存儲進行退役處理；并引入分層存儲技術對現有架構進行優化，提升整個SAN存儲系統可用性和性價比。具體建設過程分為兩個階段，第一階段完成業務系統存儲需求調研，論證分層存儲建設方式，編制存儲系統優化建設方案；第二階段完成存儲系統測試驗證工作，通過測試后上線部署，并逐步完成數據遷移和監控分析完善工作。

2.2 應用存儲系統融合技術

研究存儲融合技術，用于對性能差設備、退役設備進行整合，提升設備利用率，節約數據中心建設成本；最終形成相關融合產品，在系統內進行推廣。具體應用過程分為兩個階段，第一階段完成存儲融合技術方向確立，制定工作計劃，并進行相關技術儲備工作，第二階段完成存儲融合技術的研發工作、并在內部進行相關測試、試點部署工作。

2.3 自研分布式存儲及管理系統

進行分布式存儲系統自研工作，并結合存儲發展趨勢，進行分布式存儲綜合管控平臺研發工作，在公司層面利用分布式平臺進行綜合管理，形成電力特色分布式存儲管理系統，為數據中心發展提供支撐。具體研究及應用過程共分為三個階段，第一階段：進行相關技術調研和分析，并儲備相關項目技術資源；第二階段：完成對分布式存儲技術進行研究分析，對國內主要廠商相關產品進行調研，形成分布式存儲體系調研報告，完成分布式存儲管理系統自研工作計劃和實施方案；第三階段：完成系統自研、測試、上線工作。

3 存儲系統優化方案

根據上述提升方法，本建設方案認為提升后存儲系統含高端存儲系統1套、大容量存儲系統1套、分布式存儲系統2套、全閃存陣列存儲3套、容災存儲系統1套。根據業務需求緊急程度并結合存儲技術發展趨勢，存儲系統建設分三個階段完成。第一階段完成高端存儲系統、大容量存儲系統和2套全閃存陣列存儲部署，完成部分災備存儲系統部署，完成相應的SAN存儲網絡和IP存儲網絡建設；第二階段完成第三套全閃存陣列存儲系統部署，完善災備存儲系統部署，完成分布式測試存儲部署，完成相應存儲網絡建設工作；第三階段完成分布式高性能存儲系統部署，完成對應IB存儲網絡建設。總體部署圖如圖1所示。

3.1 第一階段

機房部署2臺高端SAN存儲用于承載公司核心業務數據，2臺存儲采用雙活模式部署確保存儲高可用，同時為了保障數據安全將數據備份到災備存儲中。高端存儲采用不低于16GB FC主機接口，配合不低于16GB傳輸接口的SAN交換機組建高性能存儲網絡。具體部署如圖2所示。

高端存儲通過SAN網絡將原有的老舊存儲通過存儲異構方式進行利舊，可利用這些老舊存儲為性能要求不高的非核心業務提供服務。

海量存儲系統部署3個節點，采用分布式架構確保大數據量讀寫的性能和穩定性。此存儲系統主要用于各類非結構化及半結構化數據的儲存，并可為公司后期大數據業務提供存儲服務，為相關大數據分析提供充足可靠的存儲環境。

一階段部署2套全閃存陣列，存儲磁盤采用高性能SSD企業盤，整套系統總IOPS不低于50萬，并具備極低的延遲，可為公司部分核心業務提供性能加速。

3.2 第二階段

第二階段在第一階段的基礎上增加一臺全閃存陣列，完善全閃存陣列存儲系統，將部分對IOPS和延遲要求高的業務遷移到全閃存陣列，進一步提升存儲系統整體的服務器水平。

部署一套分布式存儲用于各類測試業務，分布式存儲采用5個節點的X86架構服務器，存儲網絡采用萬兆以太網，業務網絡根據情況采用千兆或萬兆以太網。通過分布式文件系統將業務數據分散存放到各存儲節點，結合多副本技術確保數據安全。此分布式存儲系統除了承載測試業務數據外，還可以為一些業務負載不高的虛擬化業務提供數據存儲。根據需要在災備存儲區部署IP存儲，為分布式存儲中的部分業務提供數據災備服務。

3.3 第三階段

隨著公司業務系統的不斷增長，更多業務對存儲系統提出更高要求，第三階段部署一套基于PCI-E SSD的高性能分布式存儲系統，根據業務對性能要求情況，可以采用部分PCI-E SSD加速或全部基于PCI-E SSD構建。高性能分布式存儲網絡采用不低于56GB的IB交換機，確保整套存儲系統在延遲、帶寬、IOPS等方面均能滿足關鍵業務的需求。

4 結語

綜上所述，研究通過對現有的存儲系統的優化提升，提高存儲系統的響應速度和執行效率；利用分布式存儲方式為系統提供良好的彈性擴展能力，使系統具有高性能、高安全、高可靠性、高彈性、易管理等特點，為公司提供優良的數據存儲服務，滿足快速增長的數據存儲需求。

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