引言
隨著SG186工程的實施、ERP的上線,華中電網公司的信息化水平有了跨越式的發展,一體化信息平臺及各業務系統的逐步上線運行,特別是ERP項目的實施,對存儲系統
的依賴越來越高。因此,如何重新整合華中電網公司的存儲系統,使得存儲這種稀缺資源能夠動態響應業務對信息化資源息化資源日趨緊密的依賴，對公司來說至關重要。而存儲虛擬化已逐漸成為共享存儲管理的主流技術。
1存儲系統現狀及存在問題
1.1存儲系統現狀
華中電網公司的存儲系統是存儲區域網絡((SAN)結構，采用光纖信道(Fiber Channel)技術，通過光纖、博科(Brocade )交換機將磁盤陣列、磁帶庫及服務器連接起來，從而形成了使用光纖信道的數據專用網絡區域。SAN在物理上與其他網絡相隔離，保持獨立。這一系統較好滿足了公司大容量數據集中存儲和備份的需求。
華中電網公司存儲系統整合前的體系架構如圖1所示。
從圖1中可以看出，整合前，華中電網公司生產環境有HP XP12000磁盤陣列、HDS AMS200磁盤陣列各1套，以及備份用的HPESL 712E帶庫。其中HP XP12000主要用于Oracle數據庫以及ERP等應用關鍵數據的集中存儲;HDS AMS200主要用于數據的分級存儲以及D2D的數據備份;;HP712E采用Veritas NBU軟件進行D2D 2T的備份。
1.2存在的問題
1)已經分配給各應用系統的存儲空間，如果沒有使用，則無法回收給其他應用系統。存儲系統的空間供給是分散的、被動的，因此造成資源浪費。有些系統存儲空間利用率低，有些應用系統的存儲空間無法滿足其快速增長的數據要求。
2)國家電網公司大力推廣新應用系統，數據增長較快，對存儲空間的需求針對性較差。公司推廣的新應用系統按照典型設計分配其存儲空間，針對性不足導致存儲空間的分配過大，資源浪費較大。
3)高端存儲HP XP12000存儲空間不夠，其存儲空間需求的快速增長，要求其不斷進行擴容。
圖1華中電網公司存儲系統整合前架構
4)華中電網公司統一規劃建設了SAN網絡，存儲設備存在單點故障。一旦數據中心發生“災難”事件，由于存儲設備存在單點故障，而且沒有異地備份，將可能導致公司數據丟失，恢復應用系統事件較長，需要整體考慮公司同城異地數據存儲的問題。
2虛擬化整合方案
2.1存儲虛擬化技術
虛擬化是一種實現對邏輯環境進行簡單管理的有效手段，通過虛擬化，應用將擺脫底層物理環境的復雜性，用戶不用再花費精力和時間去關心存儲環境中底層物理環境的復雜性Ix!。具體來說，虛擬化存儲是一種智能化的系統，它允許用戶以透明有效的方式在磁盤和磁帶上存儲數據，使得用戶的存儲系統容納更多的數據，也使得更多的用戶可以共享同一個系統。目前。已經有很多關于利用虛擬化技術來整合存儲系統的研究和實踐。
存儲虛擬化技術按照虛擬化實現層面可以分為:基于主機的虛擬化、基于存儲網絡的虛擬化和基于存儲設備的虛擬化。
1)基于主機的存儲虛擬化技術由主機操作系統下的邏輯卷管理軟件在服務器上完成，經過虛擬化的存儲空間可以跨越多個異構的磁盤陣列。此類技術的優點有:支持異構的存儲系統，不占用磁盤控制器資源;缺點有:占用主機資源，降低應用性能，存在操作系統和應用的兼容性問題，主機數量越多，實施及管理成本越高。基于主機的存儲虛擬化技術代表性的產品是Symenta。的StorageFoundation(SF)。
2)基于存儲網絡的虛擬化技術是通過在存儲域網((SAN)中添加虛擬化引擎實現的。此類技術的優點為:與主機無關，不占用主機資源，能夠支持異構主機、異構存儲設備，使不同存儲設備的數據管理功能統一，構建統一管理平臺，可擴展性好;缺點為:占用交換機資源，面臨帶內、帶外的選擇，存儲陣列的兼容性需要嚴格驗證，原有磁盤陣列的高級存儲功能將不能使用。
3)基于存儲設備的虛擬化技術通常用于多個主機服務器需要訪問同一個磁盤陣列的情形;此時的虛擬化工作是在存儲設備的控制器上完成，通過在存儲設備控制器中添加虛擬化功能，將一個存儲設備(如磁盤陣列)上的存儲容量劃分為多個存儲空間(LUN)，供不同的主機系統訪問。此類技術的優點為:與主機無關，不占用主機資源，數據管理功能豐富，技術成熟度高;缺點為:消耗存儲控制器的資源，接口數量有限，異構廠商磁盤陣列的高級存儲功能將不能使用。
2.2規劃方案
華中電網公司存儲系統的現狀是存儲空間不足，需要擴容，而且部分主機已經采用了SyrinantecSF的基于主機的虛擬化存儲技術。結合華中電網公司的存儲現狀和存在的問題，采用HD5 USPVM+Symantec SF 2種方法相結合的方案來實現公司數據中心虛擬化存儲整合的規劃方案。虛擬化后的存儲架構如圖2所示。
由圖2可以看出，雖然只是物理上增加了一臺HDS USP VM連接公司的SAN存儲網絡，實際邏輯上是HDS USP VM完全接管了HDS AMS200的工作，使其完全虛擬化為USP VM的外部盤，而HP xP12000由于為了實現核心業務的高可用性，只有部分空間被HDS USP VM接管做成虛擬化卷。
2.2.1 1iDS ilSP V1Vj虛擬化集成方案
USP VM接管HP XP12000、HDS AMS200的丁作，通過HDSUSP VM提供的虛擬化軟件在存儲層面上實現存儲動態空間分配，通過VM分層存儲管理軟件實現公司數據的分級存儲，通過VM遠程數據復制和克隆實現數據的高可用性。
2.2.2 5ymantec虛擬化集成規劃方案
在華中電網公司數據中心內，部分應用已經使用了SF，還有部分應用，例如HP-UX平臺的ERP等還沒有使用。借助SF的文件系統(VxFS)和卷管理器(即存儲虛擬程序一VxVM )，在主機層面上實現存儲空間的虛擬化管理，空間動態分配，自動回收，分層存儲，通過SF Mirror實現應用高可用。
2.2.3 Oracle數據庫服務器集成優化規劃
華中電網公司之前的Oracle數據庫通過HP ServiceGuard集群軟件+RAC實現系統的高可用性。本次虛擬化存儲的整合勢必會影響到Oracle數據庫的部署方式。結合現有數據庫存在的一些問題，規劃Oracle數據庫采用Oracle ClusterWare集群軟件+Orade ASM自動存儲管理方式實現數據實時數據鏡像，實現存儲級的高可用。該方案能保證任一存儲失效的情況下都不會對核心數據庫的業務造成影響，OracleASM數據存儲管理方式可以更方便地進行以后核心數據庫空間的擴容，有效利用總體分配空間。
2.3實施方案
因存儲系統虛擬化整合會造成計劃性停機，這對華中電網公司來說，意義相當重大。而且由于涉及到公司的核心存儲系統的整合，會造成大部分核心業務的停機，存在著很大的風險。為了規避可能存在的潛在風險，在虛擬化整合的實施方案中，制定了各種技術應急預案和行政規定，如在做數據遷移時，要求各業務系統的運維管理人員必須到場，遷移之前做停機操作，遷移完成之后，啟動業務應用。并簽字驗證應用系統是否正常工作。
2.3.1 XP12000 AMS200數據丟失及其預防措施
整個過程不涉及應用級數據遷移，所有數據移動都是使用存儲底層的遷移工具完成，不會產生數據丟失問題，實施風險很小。同時為了確保不發生意外，在對存儲進行數據遷移的實施過程中，制定嚴格的備份與校驗措施，數據至少提供2份備份，因此整個實施過程中數據丟失的風險非常小。
2.3.2 Oracle數據庫服務器無法按期完成部署及防范措施
針對華中電網公司關鍵應用的Oracle數據庫應用，制定了緊急預案，即預先準備2臺HPRX 4640作為臨時的數據庫環境，在預定的工作時間內如果無法完成優化部署，應急預案的2臺Oracle數據庫可以繼續提供對外提供應用。
2.3.3其他業務系統在規定的時間內無法按期完成及采取的相關措施
由于虛擬化整合的特殊性，規定了各業務系統遷移時間是從周五17:30下班以后到周日晚上24:00。針對每個業務系統均制定了應急預案，即通過備用應用服務器的方式提供服務。如果規定的時間內無法按期完成應用遷移，將由應急備用服務器提供服務。
圖2 華中電網公司存儲系統整合后架構
2.3.4業務停頓的風險及其防范措施
虛擬化改造項目中除了卷虛擬化過程中，需要很短的停機時間外(修改存儲映射關系)，整個過程不需要中斷業務。其他應用系統業務停頓只在用戶的非工作時間內進行定期停頓，業務停頓之前通過各種方式告知用戶，在規定的時間內完成業務應用系統的重新配置和優化等工作。
3實施效果
經過此次虛擬化整合之后，不僅實現了數據虛擬化功能，還完善了關鍵應用的數據級高可用性。
3.1通用卷管理及精簡空間分配
通過新購置的USP VM實現了對現有的XP 12000, AM 5200的接管、將XPl 2000, AMS200作為USP VM的外部存儲。通過USPVM對其進行虛擬化，從而實現了對不同廠家的存儲產品進行統一管理。通過USP VM HDP(HitachiDynamic Provisior}in )軟件功能來實現存儲空間的精簡預分配。
3.2空間的自動回收
針對華中電網公司存儲系統目前存在的問題，即國網推廣的新應用系統按照典型設計分配其存儲空間，針對性不足導致存儲空間的分配過大，資源浪費較大等，在整合方案中，對于已有SF軟件的應用系統，未使用存儲空間的回收采用自動回收(SF+HDP);對于未使用SF軟件的應用系統，未使用存儲空間的回收采用手動回收。
3.3數據和應用的高可用性
華中電網公司虛擬化整合還需要解決一個問題，即存儲系統單點故障。本次整合新增一套HDS USP VM硬件設備，對關鍵應用和數據，在HDS U5P VM和HP XP 12000或者HDS AMS200中均有數據鏡像。針對應用系統的高可用，沿用原有的SymantecSF軟件和相關的集群軟件來實現應用的高可用功能。
3.4自動分層存儲
針對華中電網公司不同時期的數據，可以根據策略實現在不同存儲上的分層存儲，降低公司數據存儲的成本。通過部署該架構，可以把不同的應用和相對應的存儲層相掛鉤，根據其所需的性能不同配置相應的存儲資源。HTSM(HiCommand Tiered SlorageManager)分層存儲管理軟件可以把LUN從一個存儲層遷移到另一個存儲層，可以輕松地在異構設備之間進行數據遷移，滿足最終用戶的實際應用需求。
4結語
通過虛擬化存儲的整合，一方面可以為華中電網公司提供大容量的存儲空間，另一方面還可以降低運維管理人員規劃存儲空間的難度，建立華中電網公司完善的數據生命周期管理方式，使其作為一個先進的、功能全面的存儲平臺，完善業務系統的存儲架構，從而全面解決數據中心在存儲管理方面存在的諸多難題。
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本文標題：異構存儲環境下的虛擬化整合設計及實施
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