课题超融合数据中心解决专项方案.docx

高校IT基础架构设施升级方案-SMARTX超融合+虚拟化处理方案 北京中科泰科技一、 目前高校数据中心现实状况和问题伴随高校信息化建设不停深入，各个部门各个院系全部依据各自业务需求建设了对应应用系统，而且增加速度很快，数据量也是呈几何级数增加，随之而来也给机房带来新挑战：第一，资源整合问题：各院系各部门烟囱式信息化建设，存在大量信息孤岛，资源无法共享。各自购置添加服务器和存放等硬件设施，资源总体利用效率较低。第二，应用扩展问题：服务器托管模式，新应用布署需要频繁接入机房，布线、配置网络，布署时间长。大部分新应用没有对存放、备份、可靠性等进行统一计划，机房硬件设施没有统一计划，网络拓扑结构越来越复杂，新增系统布线困难。第三，运维运行问题：因为信息中心人力资源有限，而各院系人员运维运行能力微弱，造成信息中心工作压力越来越大，工作人员常常超负荷工作。第四，拥有成本和能耗问题：硬件资源分散在各个院系和部门，资源利用效率低，运维总体成本大，能耗高。第四，空间问题：每十二个月大量投入新增硬件设施，增加机柜，机房空间越来越局促。面对信息化建设挑战，该怎样利用新技术愈加好支撑高校信息化建设，提供愈加好IT服务，满足各个院系各个部门期望？我们认为，采取现在国际上流行最优异超融合加虚拟化技术重新建立标准统一、安全可扩展超融合IT基础架构，重新定义数据中心，将IT设备以可水平扩展资源池方法提供给各个院系各个部门，达成资源利益效率最大化，同时节省IT基础设施投资成本，节省数据中心能耗，实现绿色数据中心。二、虚拟化和高校IT基础设施高校IT业务迅猛发展要求IT基础设施将能满足其快速增加及改变需求，传统IT架构已经被证实无法有效应对这种业务增加和改变境况。服务器虚拟化技术出现和兴起，高效处理目前面临一系列难题，将成为未来IT基础架构发展方向。虚拟化技术，以按需、易扩展方法取得所需资源应用。提供资源被称为虚拟资源，虚拟资源在使用者看来是能够无限扩展，而且能够随时获取，按需使用。虚拟化技术带来了以下多个好处和变革：1、资源利用更高效，节省成本在虚拟化架构下，硬件资源全部被虚拟成计算、网络和存放资源，统一管理和并按需分配。这么能够避免反复建设，避免异构平台产生，极大提升IT资源利用率，节省能耗，降低IT成本投入。2、管理复杂度大大降低高校IT部门除了成本之外，最关心是IT灵敏性和管理型，虚拟化带来了灵敏性和可管理性上飞跃，一个新业务、一个新网站或是一个新服务，能够在短时间内布署好，而不是数天和数周准备，布署和测试。3、横向扩展IT业务一个最大痛点就是无法或极难正确预知业务发展需求，这势必造成：激进或保守估量了业务现有规模和预期增加，全部会造成浪费。虚拟化处理方案使得横向可扩展成为可能，按需添置硬件满来足业务增加，降低了对早期物理硬件投入依靠。4、灵活软件可定义不一样于传统IT架构大量采取专有化硬件实现高级功效和特征，如；传统存放厂商采取专有芯片做数据压缩、去冗，虚拟化系统更多依靠软件方法来定义并实现新功效和新特征，其实伴随通用X86 CPU快速更新和发展，这些专有芯片大部分功效，全部能够经过软件在X86 CPU上高效实现。带来系统架构灵活性同时，也降低总体成本。三、分离式计算和存放虚拟化缺点目前，多数高校还是采取传统虚拟化处理方案，就是计算服务器和存放服务器分离，采取集中式存放（SAN/NAS），因为这种结构是过去遗留结构，仍存留在现在虚拟化环境中，但伴随现代数据中心业务高速发展，其缺点也日益凸显，关键表现在：1、存放服务器经过存放交换机和计算服务器相连，存放服务器和存放交换机轻易单点失效，造成全部计算服务器不能访问数据；2、存放服务器采取传统机械磁盘和RAID技术，在计算服务器增多时候，存放本身及存放交换机会成为性能瓶颈，不利于I/O访问频繁应用，比如数据库应用；3、存放服务器和交换机全部需要单独配置，扩容复杂，在维护成本上开销大；4、难以扩展，伴随业务增加，传统SAN/NAS处理方案会成为扩展瓶颈；5、性价比低，用户需要额外采购存放交换机和存放服务器，而且占用额外机柜空间，消耗更多电力能源。下图是目前虚拟化架构：四、中科泰SMARTX超融合存放计算虚拟化架构优势相比分离式计算存放虚拟化，超融合虚拟化，也称做Hyper-converged，在提供存放同时，也提供计算能力，这不仅大量降低了硬件投入和电力成本，也将计算放在离存放更近地方，达成最优性能。超融合架构通常采取了全分布式组件，横向可扩展，不存在单点失效，数据能够自动恢复和备份，性能优势很显著，是现在国际上主流科技企业普遍采取IT基础架构，也是未来IT基础架构方向。我们所致力工作就是把这么出色产品带给企业和高校。下图是超融合虚拟化架构：中科泰SMARTX超融合虚拟化方案含有以下优点：SMARTX产品功效关键围绕IT基础架构最关键多个方面：丰富数据服务、业务连续性、简化IT管理、降低成本、绿色节能。1、丰富数据服务l 弹性可配置副本应用场景不一样，对数据可靠性、可用性要求也不一样。SMARTX经过对存放盘副本数配置，满足不一样场景可靠性和可用性需求。l 智能数据恢复当碰到物理磁盘损坏、存放节点掉电、网络连接失败等原因造成数据可用性、可靠性下降事故，SMARTX 存放系统会智能在健康物理节点上重建数据，来确保数据可靠性。同时为了使得背景恢复任务不影响正常数据读写性能，SMARTX 会对恢复任务设置流量，并在负载很轻时候调度。l 备份工具SMARTX 提供了一组工具会将数据备份到外部存放，比如 HDFS、S3 等。多一个层面对数据进行保护。l 集群负载均衡SMARTX 能够智能将数据均匀分布到不一样物理节点，达成容量和性能负载均衡。l 瘦供给集群级全局瘦供给（Thin Provison）能许可用户分配出大于目前存放系统空间存放盘。存放盘只有被真正使用时候才算作被消耗存放资源。这项特征为公有云弹性存放“超卖”提供了强力支持，已成为公有云后端存放标配。l 秒级无依靠快照创建快照在 SMARTX 中是很轻松高效操作，快照创建均在 1ms 内完成。另外，快照之间无依靠，方便快照管理。SMARTX 使用了写时复制（Copy-on-write）技术来提升快照性能和体验，因为快照真实数据只要在修改时候才会被复制，所以快照操作实际上就是简单元数据操作。2、业务连续性l 不停机扩容整个扩容升级过程无需暂停任何服务，用户虚拟机里业务无需中止。l 硬盘热插拔当磁盘损坏需要更换时候，无需停机断电，用好磁盘替换损坏磁盘即可，SMARTX 能够自动将顺坏磁盘数据恢复出来。l 虚拟机重连网络分区在分布式系统里是很常见错误，这类错误会造成分布式存放临时不可用，SMARTX 支持虚拟机重连机制，使得虚拟机 I/O 不会受短暂网络错误影响。l VM 热迁移虚拟机热迁移许可在不关闭虚拟机情况下，将其转移到另一台物理服务器上运行。SMARTX 在存放层面支持虚拟机热迁移，提升虚拟机高可用性。3、简化IT管理l CLI/Web 管理CLI 为系统管理员最常见管理方法，编写自动化脚本基础。Web 提供可视化操作界面，让操作变得简练直观。l 开放 APISMARTX 开放 API，目前支持 RESTFUL 和 Python 接口，对开发者友好，外部系统集成 SMARTX 十分轻易。l 集群事件分析、监控和报警丰富多维度、多指标监控，自定义集群预警事件，方便系统管理员运维。强大性能和日志分析工具，帮助管理员快速定位问题。4、节省开支l SMARTX基于通用X86服务器，能够跟随通用硬件快速升级而得到性能提升和新功效加入，为用户节省更多开支。5、绿色节能l 利用软件定义存放实现传统存放产品功效，而且提供统一易用接口，轻易扩展，降低了很多专用设备采购和使用，节省IT开支和机柜空间，节省电力能源。五、SMARTX软硬件一体处理方案和提议1、 硬件l 超微双子星2*双子星服务器（4U），每个节点硬件配置以下：单节点配置CPU2 x Intel E5 2680-v2内存192GB SSD2 x Intel SSD s3500 480GBSATA硬盘4 x Seagate CES 3TB万兆网卡Intel X540-DP 双口千兆网卡I350 1Gb BT DP 双口万兆、千兆连接线共享双冗余电源规格1U （两个节点合起来2U）集群整体配置CPU80 Cores内存768GB可用存放空间46TB空间4Ul 联想 RD-6404 x 联想 RD-640服务器（8U），每个节点硬件配置以下：单节点配置CPU2 x Intel E5 2680-v2内存192GB SSD2 x Intel SSD s3500 480GBSATA硬盘4 x Seagate CES 3TB万兆网卡Intel X540-DP 双口千兆网卡I350 1Gb BT DP 双口万兆、千兆连接线双冗余电源规格2U集群整体配置CPU80 Cores内存768GB可用存放空间46TB空间8U注：超微双子星硬件方案密度高，在空间和能耗节省上更出色。2、SMARTX软件全部服务器节点全部安装布署SMARTX标准版软件特征备注ELF虚拟化计算平台基于KVM智能SSD分层存放SmartCache智能数据修复SmartRepair集群负载均衡器弹性副本支持13个副本存放池数 = 512单个存放盘容量 = 4T秒级无依靠快照快照回滚秒级无依靠克隆存放盘QoS控制单存放盘最大快照数 = 256定时快照瘦供给Thin provision虚拟机热迁移磁盘热插拔去冗备份工具命令行工具Web UIRESTFUL/Python API性能监控3、实践提议：l 分期建设基于SMARTX良好性能和很多优势，学校能够分期投入建设，一期建成后能够先把常见、访问量大业务系统迁移到该平台，如教务、校园网、邮件等系统。l 利旧破旧服务器可作为备份存放，用于日常数据备份。4、报价：l SMARTX软件+超微双子星服务器+Dell或Arista万兆交换机+万兆连接线：78万元(包含实施布署+系统数据迁移+十二个月无偿升级维护)l SMARTX软件+联想RD-640服务器+Dell或Arista万兆交换机+万兆连接线：78万元(包含实施布署+系统数据迁移+十二个月无偿升级维护)六、相关我们北京中科泰科技是总部在中关村一家高新技术企业，企业关键从事信息化技术研究和开发，服务对象包含政府、高校和企业。企业有一个勇于创新、开拓奋进专业技术团体，她们来自硅谷、来自清华、微软、EMC、baidu等跨国著名企业。我们致力工作是把优异IT基础架构及其应用带回中国，助力中国信息化水平建设和提升。秉承“协力同行，创新共赢”企业理念，我们努力为用户提供优质高效服务，为社会发明价值，为职员提供愉快工作和理想实现。七、经典用户