數字化轉型下的網絡存儲系統建設研究與應用

朱潤娟，魏能強，任少波

（航空工業成飛公，四川 成都 610091）

通俗來說，數字化轉型就是利用數字化技術來推動企業組織轉變業務模式、組織架構、企業文化等的變革措施。旨在利用各種新技術，如云計算、人工智能、區塊鏈等一系列技術為企業組織構想和交付新的、差異化的價值。

目前，各行各業都在積極探索和開展數字化建設，期望通過數字化技術來支撐業務長期、持續的增長，企業數字化轉型是大勢所趨，通過對數據科學治理，數據平臺建設、數據分析與建模，把數據變成服務，使數據在企業內順暢流動起來，為企業帶來巨大的價值，隨著業務需求的不斷變化，新一代網絡存儲系統應運而生。

1 網絡存儲系統設計

“面向需求、注重體系”是技術架構設計的基本指導方針。在技術架構的設計過程中，參考最佳實踐，結合先進適用的信息技術，最大程度地利用已有的軟硬件和數據資源，遵循高可用性、安全性合規性和適度超前三個基本原則：（1）高可用性原則：在規劃時，充分考慮系統的高可用，保持業務系統的連續性、業務數據的完整性和高可用性；（2）安全合規性原則：在規劃建設時，保證業務系統及業務數據的安全，并遵循國家相關技術標準規范的要求；（3）適度超前原則：即在規劃的過程中，考慮“先進管理模式+最新的IT技術”，在技術選擇上，將采用適度超前的成熟技術，在保持一定前瞻性的基礎上能付諸實施。網絡存儲系統邏輯架構圖如圖1。

圖1 網絡存儲系統邏輯架構

2 網絡存儲系統特點

數據存儲形式多種多樣，傳統的存儲介質有軟盤、磁帶、硬盤、光盤、Flash閃存等，其價格低、容量小、讀寫速度慢，僅適用于個人家庭過數據存儲需求較小的單位適用，無法滿足對信息化數據I/O讀寫性能要求高、數據存儲量大的互聯網行業或大型企業，為了滿足高訪問、高性能、高容量的信息化數據管理需求，網絡存儲系統應運而生，其服務于前端應用服務器、數據庫服務器、郵件服務器及文件服務器等，可滿足數據在線存儲、近線存儲和離線存儲的需求，不僅可以提高應用系統的數據訪問效率，而且能有效提高數據的可靠性和安全性，為企業數字化轉型提供強有力的數據載體支撐。

網絡存儲系統一般包括幾大部分：存儲硬件系統（磁盤陣列、控制器、磁盤柜、磁帶庫等）、存儲軟件（備份軟件、管理軟件、快照、雙活復制等增值軟件）、存儲網絡（HBA卡、光纖交換機、FC/SAS線纜等）、存儲解決方案）（集中存儲、分布式存儲、歸檔、備份、容災等）。具有高可靠、高性能、易管理以及豐富的企業級功能，其特點如下：（1）智能化：統一安全的運維管理平臺，簡化IT管理，即插即用和直觀的圖形界面，動態SAN管理提供存儲虛擬化解決方案，降低用戶開銷，使得用戶配置、管理和維護可以輕松完成。（2）靈活化：系統硬件支持橫向擴展，可應對后期的大數據災備需求，高吞吐量和快速響應時間，適合各種并發進行。（3）融合化：融合NFS、CIFS、FTP、ISCSI、FC/IB、SMB等多種訪問方式，解決異構環境的集中存儲問題。雙機熱備實現24×7數據可用性，保證關鍵業務不間斷運行。（4）自動化：存儲設備自動搜尋且自動配置，Snapshot和NDMP保護數據完整性并實現數據遠程備份。

3 網絡存儲系統建設

網絡存儲系統一般包括主存儲模塊和輔助存儲模塊。主存儲模塊主要用來存放計算機運行期間所需要的程序和數據，CPU可直接隨機地進行讀寫訪問，其容量比高速緩存大，存儲速度較高，訪問頻率較高，其性能很大程度上影響了整個計算機系統的性能。輔助存儲模塊又稱為外部存儲模塊或后援存儲模塊，用來存放當前暫時不參與運行的程序和數據以及一些需要永久性保存的信息，一般通過擴展框連接在主機上，容量大成本低，但訪問速度較低，且CPU不能直接訪問，需要通過程序調入主存后才能被CPU使用。一般為了解決容量、存儲速度和價格之間的矛盾，通常把不同的存儲容量、不同存儲速度的存儲器按一定的體系結構組織起來，形成一個統的存儲系統。（1）集群模塊安裝。存儲設備上架安裝、存儲控制器上電、存儲盤柜上電。登錄進入存儲控制器控制臺，查看存儲控制器啟動過程及狀態、啟動過程的輸出信息、硬盤狀態、存儲控制器故障燈是否亮起、硬盤指示燈是否正常、每塊磁盤狀態是否正確，包括類型、容量、是否error等。確認控制器識別到所有硬盤，硬盤狀態、FC口、網口狀態及系統各服務狀態是否正常。（2）集群網絡配置。按網絡規劃配置以太網端口，包括管理網口和業務網口，業務網口配置端口聚合。在控制器命令行界面下運行disk list和format命令掃描所有磁盤。（3）集群資源池創建。在創建存儲池時，為了提高系統的冗余能力，一般會采用RAID技術進行構建，不同RAID等級對應數據冗余的程度不同，考慮到數據安全和資源利用率的要求，實際應用中RAID5和RAID6適用較多，根據實際需求，每個存儲節點可創建一個或多個存儲池，存儲池創建完成后，會根據前端服務器平臺的不同創建不同的文件系統。（4）系統高級功能配置。通過網絡將存儲資源映射給前端的服務器系統，除了基本的數據存儲功能，網絡存儲系統還可提供鏡像、雙活、遷移等功能，可快速為前端應用系統提供各種數據管理服務。（5）集群監控功能配置。網絡存儲系統搭建完成后，在管理界面配置相關參數，對集群NAS、Pool、硬盤、LAN、網口數據變化等進行智能化監控，并行程日志報表，方便運維人員進行日志管理。

4 網絡存儲系統應用

在日常使用中，NAS和SAN網絡存儲系統使用較多，且對數據保護安全較高的企業級場景一般都會選擇SAN網絡存儲作為信息化數據的載體。在實際應用過程中，一般會選擇業務集中存儲，又具備靈活擴展，同時，支持FC和IP組網的存儲系統，若前端應用系統對數據I/O吞吐性能要求較高時，還會選擇支持16Gb FC前端接口卡和12Gb SAS后端高速SSD接口的全閃存系列。

存儲系統作為信息化應用的數據載體，為雙活數據中心、云平臺、數據庫集群等場景提供了安全可靠的支撐平臺。實際應用中，需要根據前端的應用場景搭建不同的存儲系統架構，同時，還會根據應用系統重要程度配置不同性能的存儲資源，如企業級核心應用系統選擇I/O讀寫性能較高的全閃存磁盤陣列，部門級應用系統配置性能較高的機械硬盤磁帶陣列，數據冷備系統配置性能一般的機械硬盤磁盤陣列。

如雙活數據中心搭建，建議采用SAN網絡存儲系統，兩個數據中心選用同型號的存儲磁盤陣列搭建冗余數據保護存儲架構，實現兩端應用系統之間數據的高速傳輸；虛擬化場景下，既可選擇IP網絡存儲系統，也可以選擇SAN網絡存儲系統實現存儲系統和虛擬化計算平臺的連接，存儲磁盤陣列可選擇較高的機械硬盤磁帶陣列，滿足云計算節點的數據保存需求；數據庫集群場下，建議采用SAN網絡存儲系統，并選擇I/O讀寫性能較高的全閃存磁盤陣列作為數據庫數據的載體，實現集群節點之間的數據高速訪問。數據庫集群存儲系統示意圖如圖2。

圖2 數據庫集群存儲系統示意圖

5 結語

企業數字化轉型是大勢所趨，通過科學數據治理、數據平臺建設、數據分析與建模，把數據變成服務，使得數據在企業內順暢流動起來，可以為企業帶來極大價值，數據是企業數字化轉型的重要基礎。而作為信息化數據載體的網絡存儲系統，也發揮著越來越重要的作用，做好網絡存儲系統的建設工作，確保數據有效訪問并保障數據安全，為企業數字化轉型保駕護航。