高效率虚拟存储架构.doc

星盈VSTOR
IN存储系列
白皮书

u NAS
u IP-SAN

产品功能：

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Rev. 9

随着信息化社会的发展，IT经理需要花费更多的精力在标准化的存储设备上，融合数据归档、数据安全、架构思维、系统调优及符合国家法规性存储的系统设计。星盈VSTOR磁盘阵列是超然于存储设备层的存储应用解决方案，解决了IT经理在存储系统设计中80%以上的问题。追溯目前的存储市场，从源厂商的角度，星盈VSTOR是国内第一家基于存储设备层的高级存储设备。

高效率虚拟存储架构
VSTOR的核心是建基于一个高效率的虚拟存储架构上，清晰地把物理磁盘及逻辑卷分开，用户不再需要受制于物理磁盘的容量与多寡，只需把磁盘加到存储池（Storage Pool），再根据需要在线划分不同大小的逻辑卷及授予适当的权限即可。虚拟存储架构采用块级(Block-Level)数据处理方式，有别于传统的文件级（File-Level）数据处理方式，直接而无须档案系统的转换,实现了高效、低耗、易管理等优点，也可以在线扩展，使业务无须因为升级而中断。
管理员可以随时随地通过管理页面增加/删除虚拟卷，新增加虚拟卷的空间从存储池内划出而删除后的空间会被并入存储池，以待下次再用。这种使用再释放不断循环再用的概念是最有效空间使用方法，不会浪费宝贵的磁盘空间，大大降低了企业的数据存储成本。
企业还可以根据数据的重要性建立不同RAID级别的存储池，或者混合使用不同类型的磁盘，选择把最重要的数据存放在RAID 1或者RAID 6的存储池内，使用性能及稳定性高的SAS磁盘，保障数据安全；把备份数据存放在RAID 3或者RAID 5的存储池内，使用性价比及容量都较高的SATA II磁盘，降低了整体存储的拥有成本（TCO）。

多种主机访问方式
VSTOR 自身支持多种主机通道访问方式，包括iSCSI、InfiniBand、Fibre Channel、SAS，逻辑卷可以使用任何一种方式连接，也可以在不同的主机通道中切换，方便在混合多种通道的存储网络（Hybrid Storage Networking）中应用。VSTOR既支持块级设备(Block-Level Device)也支持文件级设备（File-Level Device），共享可以选择点对点的DAS（Direct Attached Storage）或者连接交换机的SAN（Storage Area Network），让更多客户端可以同时访问，更可以使用网络附加存储NAS（Network Attached Storage）方式把文件共享于网络上。
企业可以根据本身情况选择不同的SAN或者NAS架构，在不须添加额外交换机的情况时可以使用IP-SAN或者IP-NAS，使用现有的千兆交换机，或者把多个千兆口（最多8个）捆绑在一起，实现经济、高速的连接方式；高端用户可以选择FC-SAN，连接VSTOR的4Gb光纤口至光纤交换机，不需要转换即为企业现有的存储网络增加空间；需要高性能运算的用户可以选择速度最快的IB-SAN或者IB-NAS，利用IB的高带宽、低延迟等特点，提高整体系统的运算效率。
IB的20Gb单向传输速度（40Gb双向速度）使其成为目前最快的传输协议，比较IB及其他传输协议，IB无论在读或写都有明显的优势，块级设备选用Native SRP 模式，适合一般数据库应用及服务器连接应用；文件级设备选用NAS模式，可以在大型高性能运算机群中提高效率。

虚拟卷拷贝Volume Copy
在高效率虚拟存储架构内，所有虚拟卷被视为由多个指针连接的数据块，数据可以随时在系统内被复制。在管理体系内，系统管理员需要经常复制档案、目录、磁盘分区、整个磁盘等等，管理员可以在VSTOR内轻松复制多个虚拟卷，从此不再需要使用原始的方法或者借助第三方工具的辅助。数据在虚拟存储架构内的拷贝比正常拷贝快3至8倍，即安全又省时。

远程虚拟卷 Remote Volume
在VSTOR内虚拟卷被分为本地（Local）或者远程（Remote）两种类型，所有由在VSTOR系统内的磁盘组成的虚拟卷为本地类型，所有经过传输协议（iSCSI、InfiniBand、Fibre Channel）连接的外部磁盘均为远程类型。VSTOR支持本地及远程虚拟卷，远程虚拟卷需要通过管理界面的导入（Import）功能后才可使用。
导入后的远程虚拟卷受VSTOR管理，支持各种高级功能，可以在本地卷与远程卷之间互相拷贝，把数据导入、导出等等，适合企业的数据迁移、系统升级、数据备份等等应用。远程虚拟卷也为远程镜像及远程复制功能提供数据空间，实现企业的容灾备份架构。
远程虚拟卷可以导入其他VSTOR系统或者第三方存储系统，连接方式可以选择iSCSI、InfiniBand或者Fibre Channel。在企业环境内，统一管理已经成为企业节省资源及提高效率的不二方法，VSTOR可以通过其强大的管理及内含的高级功能为管理员解决不少烦恼，只需要把支持以上传输协议的存储连接到VSTOR上，即可使用VSTOR的简易图形界面轻松地管理所有数据。

虚拟卷镜像 Volume Mirror
RAID 1，3，5，6都为磁盘故障提供了不同程度的保护，但是现今数据库往往非常庞大，使用的磁盘可能达到数十个甚至更多，单单一个或者两个磁盘的冗余显得非常不足够，为了提高数据的高可用性，用户可以选择在原有的RAID级别保护上建立虚拟卷镜像，把两个卷内的数据完全同步保障数据安全。实现方法有以下几种：
Ø 把一个存储池内的虚拟卷数据和另外一个存储池的虚拟卷同步，由于不同存储池使用不同的磁盘阵列组（Array）（可以由相同的RAID级别组成或者不同的RAID级别组成），此方法为磁盘损坏而导致数据丢失提供了额外保障。
Ø 把一个控制器上的存储池内的虚拟卷和另外一个控制器上的存储池内的虚拟卷同步。由于虚拟卷隶属的存储池使用不同的控制器，因为控制器故障导致的数据丢失可能性可以减少到最小。
Ø 把虚拟卷的数据与远程虚拟卷进行镜像，由于远程虚拟卷的物理设备存放在另外一套系统中（甚至把设备存放在异城异地），因为系统故障导致的数据丢失可能性可以较少到最小。
用户也可以选择把同步的虚拟卷断开，形成两份有效的资料，一份供生产正常使用，另外一份可以作为试验数据、为测试试验提供了有效的依据。

虚拟卷映射Duplication
在VSTOR的高效率虚拟存储系统架构内，存在虚拟卷内的数据可以在同一时间内被不同主机通道的客户端访问，这有赖于VSTOR独有的虚拟卷映射（Duplication）技术。每个VSTOR虚拟卷都可以使用虚拟卷映射，生成多个Duplication卷，分配到不同的主机通道，也可以分配不同的访问权限，这些卷不占用额外的存储空间，所有的读写直接对应原始虚拟卷。
针对不同的环境，虚拟卷映射可以应用在不同的用途：
Ø 在一写多读的客户环境，客户可以把主虚拟卷设置成读写模式，权限只开放给个别用户，然后生成另外一个Duplication卷，把其模式限制为只读，权限开放给所有只需要读取资料的用户。在需要更新资料的时候，所有读写访问直接由主虚拟卷完成，而其他客户端则可即时刷新读取更新资料。
Ø 如果应用模式需要使用多路径访问，可以把主虚拟卷及其Duplication卷设置成读写模式，分配到不同的端口，然后设置客户端Initiator软件连接。
Ø 在混合多种主机通道（Hybrid Storage Networking）的应用环境里，使用不同存储连接方式的客户端往往需要访问同一组数据，在VSTOR内可以非常容易实现此种连接。首先把主虚拟卷的读写模式及权限设置好，分配给主要访问的通道，再创建一个或者多个Duplication卷，设置它们的读写模式及权限，分配给其他不同的通道。

远程镜像 （Remote Mirror）/ 远程复制 (Remote Replication)
对于大部分企业来说，计算机存储的数据关系着企业的收入利润，关系着企业的生存发展。因此，保护数据安全，实现数据的存储备份在企业应用系统中占据着愈加突显的位置，单单使用磁带备份往往不足以抵抗因为天灾带来的数据损失，令企业承受巨大风险。异地磁带存放也不可避免因为数据的时间差产生的数据丢失问题。
为了保证数据的安全可靠性，VSTOR的远程镜像及远程复制可以把数据与异地灾备系统实时同步，保证数据在写入主系统的同时也同步于远程的系统。远程镜像技术采用块级(Block-Level)数据处理方式，其效率、可用性及可靠性都有大于文件级（File-Level）的数据处理方式，并且不会受制于不同档案系统的限制，也支持类似Oracle数据库等的裸设备备份。
使用VSTOR 远程镜像技术有以下几项优点：
Ø 应用软件不需要安装代理、也不需要安装镜像软件。VSTOR不需要使用第三方软件或设备实现镜像功能。
Ø 使用远程复制日志同步模式（Remote Replication）最大程度减少服务器读写延迟，保障数据安全的同时并不影响数据读写速度
Ø VSTOR 远程镜像技术支持断点恢复，在同步网络环境无法保证时，（尤其是跨越国家／省市使用Internet时），网络连接经常中断，速度带宽也时高时低，VSTOR 日志同步可以根据带宽情况而不断操作。在网络中断时保存所有非同步数据块指针于日志中，在网络连接恢复后续传直至所有数据完全同步。
Ø 远程镜像全同步模式（Remote Mirror）保持数据的最大一致性，其引擎保证任一时间主数据系统及灾备数据系统的数据完全同步。
Ø VSTOR同步技术采用后台模式，不影响应用软件的前台运行，在初始化过程中无需耗时等待同步完成，应用环境可以保持持续不间断。
Ø 在主系统发生故障需要使用灾备系统时，可以把灾备系统提升为主系统，或把主系统修复后把灾备系统内容恢复至主系统。
VSTOR远程镜像技术可以分为两种模式，一种是实时全同步的远程镜像（Remote Mirror）,另一种为日志同步的远程复制(Remote Replication)。远程镜像对主VSTOR与灾备VSTOR间的链接有较大的要求，客户端写入数据在主VSTOR完成后必须同步灾备VSTOR后，客户端读写才正式完成并返回ACK信号，所有同步实时完成。
远程复制的日志同步模式采用异步传输，在带宽良好的情况下把增量数据块同步至灾备系统内，在带宽良好时同步数据速度加快，而带宽低时则把数据同步速度减慢。在此模式下，客户端写入的数据会被更新至主系统的虚拟卷与同步日志内，然后立即返回客户端ACK信号，指示客户端写入完成并接受新操作，后台引擎会不断根据带宽及日志更新灾备系统，直至所有同步完成为止。在同步过程中，操作页面显示数据块差的百分比及同步百分比。

存储路由Storage Gateway
VSTOR存储系统内置存储路由功能，企业可以籍此把庞大的存储网络化繁为简。存储路由可以通过远程虚拟卷（Remote Volume）把其他品牌的存储空间纳入使用，然后通过VSTOR的不同主机通道把空间分享出去（也可以用远程虚拟卷生成多个Duplication盘，籍此增加主机通道的种类和数目），企业还可以把前期投资但已经落伍的存储系统通过这个技术利用上，作为备份空间，使企业资源得到充分的利用。
例如，在高性能运算环境内，全部的运算节点都使用InfiniBand相互连接，但运算数据往往储存在旧式的光纤通道存储系统内，如果为每台运算节点都添置光纤通道卡会产生极大的费用支出，使用VSTOR内置的存储路由功能则可以把光纤通道转换成InfiniBand通道，减少了光纤通道卡的费用，也使整体网络简单化，减少管理及维护时间。

综合监控
VSTOR管理系统整合强大的管理功能，为大型监控提供一个整合界面。监控分为两大类，一是故障监控，二是性能监控，共提供软硬体实时状况、磁盘信息、磁盘SMART数据、Array状况、虚拟卷状况、客户端连接信息、各通道数据访问速度、各虚拟卷读写块大小数据等等。当以上任一状况发生时，VSTOR能够采用多种告警方式，包括声音、前面板亮警告灯、发出告警Email等，让系统管理员掌握现实状况。
VSTOR对磁盘阵列（Array）、物理磁盘及虚拟卷有着完善的监控，通过简易的图像界面，如果因为磁盘发生故障所产生的磁盘阵列降级（Degrade）、不可用（Un-available）及虚拟卷不可用状态都可以一目了然，在磁盘发生故障后，系统自动把数据迁移至事先安排的备份磁盘（Spare-Disk），用户可以使用SMART工具对当前故障物理磁盘进行分析并安排维护。
VSTOR在环境监控方面可以通过一个页面监控所有风扇转数、处理器温度、机箱温度、操作电压、冗余电源状况等等，当硬体发生故障时，监控页面以红色显示故障部分，方便管理员确认。在故障发生后，系统根据事先设置发出告警Email、告警声音及记录事件于系统日志（Log）内。

VSTOR的性能监控有多项创新技术，管理员可以通过图形界面内的通道样品（Channel Sample）取得所有通道的4秒样品数据分析，可以掌握每个通道的IO数、平均每秒IO数、读写百分比、数据量、平均每秒数据量等等数据，帮助分析系统性能。如果需要了解系统的其他数据，包括Cache Hit、Memory Cache使用率、资源使用比例等等也可以通过系统资源页面获取相关咨询。

多路径访问
为了迎合企业对高可靠性及可用性的需要，VSTOR支持多路径访问技术，排除了因为网线、
交换机、客户端传输卡、控制器等等造成的单点故障，提高了整体系统的可用性 （Availability）。使用多路径时需采用虚拟卷映射（Duplication），为主虚拟卷创建另一个Duplication卷，然后把卷分别分配与不同的主机通道，及把主机通道连接至不同的交换机上，让客户端访问。在交换机或链路出现故障时，客户端可以通过冗余路径访问磁盘，保持连接的持续性。

端口Initiator与Target模式的切换
VSTOR高效率虚拟存储技术支持多种主机连接方式，也可以导入远程虚拟卷，端口的连接模式因此需要在Initiator或者Target模式中切换。如果VSTOR作为存储，通过主机通道连接客户端，其主机通道口需要设置成Target模式，如果VSTOR需要导入其他存储的虚拟盘，则需要把通道口设置成Initiator模式。通道口与通道口之间没有依赖性，可以根据需要设置成不同的模式，VSTOR支持最多8个千兆口，4个光纤通道口、4个SAS通道口、4个InfiniBand口，为企业复杂的网络提供足够的连通性。
为了提高带宽，VSTOR支持把多个千兆口绑定，为大流量传输提供条件，其绑定模式更支持链路冗余、负载均衡等不同功能。

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型号
VSTOR S212IN
VSTOR S316IN
高度/重量（kg无硬盘）
2U/18.2kg（净重）、25.5kg（毛重）
3U/22.2kg（净重）、31.5kg（毛重）
尺寸（W x D x H)(mm)
482.6 x 658 x 88.9（净尺寸）
591 x 854 x 236（包装尺寸）
482.6 x 685.8 x 133.35（净尺寸）
591 x 879 x 300（包装尺寸）
处理器
Intel 64位双核处理器
RAID级别
0, 1, 3, 5, 6, 50, 60
缓存
2GB, 4GB, 8GB, 16GB
阵列条带容量
4K, 8K, 16K, 32K, 64K, 128K
主机通道
标配双1000M iSCSI通道，最大可升级至8个通道，支持NAS
连接技术
GbE
传输协议
iSCSI , CIFS, NFS
虚拟卷
支持多种不同协议端口访问同一个存储逻辑卷，不同协议端口自由切换
档案系统
日志档案系统（EXT3、XFS、JFS）
管理界面语言
简体中文/繁体中文/英文
iSCSI 端口绑定
Balance-rr, Active-backup, Balance-xor, Broadcast, Balance-tlb, Balance-alb
背板类型
SAS背板，支持SES-II, SGPIO
硬盘托架接口
SAS/SATA2
硬盘托架数
12（最大48盘位）
16（最大64盘位）
存储容量
标配12TB最大48TB （1TB硬盘）
标配16TB最大64TB （1TB 硬盘）
扩展能力
级联3个扩展柜
写入策略
回写/完全写入（Write Back / Write Through）
复制/镜像/映射
本地镜像, 远程镜像, 远程复制, 虚拟卷映射, 虚拟卷拷贝
智能监测
通道采样、卷历史数据诊断、管理界面登录/注销、日志、客户端连接、SMART、网口连接、磁盘状况、处理器负载
报警功能
报警类别： Mail / LED指示灯/声音报警
报警内容： 硬盘故障/风扇故障/冗余电源故障/远程镜像故障
系统升级
在线Firmware升级 / License升级
热插拔电源
500W热插拔冗余电源
650W热插拔冗余电源
冷却风扇
6个易更换风扇
6个热插拔风扇
电源要求
AC 110V~240V Full Range 50-60Hz
工作温度
5℃~35℃（41℉~95℉）
存放温度
-20℃~55℃（-4℉~131℉）
工作湿度
35%~85%（无凝结）
存放湿度
20%~93%（无凝结）
支持操作系统
Windows 2000, Windows XP, Windows 2008, Windows 2003, Windows Vista, Redhat Linux, SuSE Linux, AIX, Solaris
产品规格：

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蚬壳星盈科技（深圳）有限公司