贵单位HP- 3PAR存储解决方案目录贵单位1第1章前言3第2章简介32.1用户现状32.2用户需求4第3章需求分析43.1容量分析43.2性能分析53.3维护分析63.3.1存储部署63.3.2存储配置调整73.3.3存储扩容83.3.4性能优化93.4 高可用性需求103.5容灾需求11第4章解决方案114.1方案概述114.2方案配置124.3方案基本优势134.3.1全网状控制器集群架构134.3.2独特的双分类处理单元134.3.3全新的磁盘划分方式144.3.4高性能存储系统154.3.4存储的高可用性164.3.5业务连续性164.3.6存储数据精简174.3.7动态的存储优化184.3.8数据分层以及热点数据迁移194.3.9虚拟资源调配204.3.10智能的管理界面224.4 VMware环境解决方案224.4.1提高VMware vSphere投资回报224.4.2提高虚拟化环境的整合力度234.4.3简化虚拟化环境的管理254.5 Oracle环境解决方案274.5.1 Oracle环境面临的挑战274.5.2 HP-3PAR Thin与Oracle ASM环境的完美结合274.5.3 Oracle环境的更高磁盘利用率304.5.3 智能和主动的分层存储技术324.5.5 总结33第1章 前言 承蒙贵单位对HP-3PAR的信任和厚爱，提供我们参与其系统建设的机会，我们不胜感激及深表荣幸。HP-3PAR公司将本着诚挚、科学的态度，充分考虑贵方的需求，利用我们国际领先的科技和丰富的设计、项目经验，为贵方提供最佳的专业服务，以及高性价比的系统设计方案。HP=3PAR存储技术的目标是成为中国信息化业务服务的领导者，帮助中国的企业和政府部门制定他们的业务信息化的战略，并且通过HP-3PAR技术的设计、建造、开发和实施来实现他们的战略。 在本方案建议书中推荐的系统解决方案，充分考虑了系统的实用性、高可用性、安全性、可管理性以及灵活扩展能力。我们希望通过本文能够同贵单位的各位专家、领导共同分享这些成功的经验第2章 简介2.1用户现状贵单位信息中心存储系统拓扑结构见下图所示：2.2用户需求l 由于业务系统增长迅速，现有存储设备的物理性能和容量配置已经不能满足发展要求，需要新购一台存储设备全面接管现有存储设备的性能和容量，并能为未来的发展提供充足的扩展空间。l 新存储设备需能够解决现有存储设备在实际维护和使用的过程中遇到的如下困难：s 存储扩容步骤复杂，费时费力，整个扩容过程很难保证数据完整性s 存储扩容后容易导致应用系统的IO性能下降s 存储配置调整复杂，特别是对于RAID组或LUN的配置进行调整s 无法对存储的热点数据进行自动监控和优化s 当磁盘出现损坏时，存储设备的全局热备盘重建时间长，重建时影响系统性能l 新存储设备需要为未来的信息中心容灾建设提供安全、高效、经济的硬件平台支持。第3章 需求分析3.1容量分析从原有存储设备的配置可以看出，之前配置的磁盘大部分采用了高性能磁盘，这样配置主要是出于对性能的考虑,未来仍建议使用高性能磁盘，对于不常访问的数据或备份，可配合使用7.2K大容量磁盘。同时，根据数据生命周期理论我们可以得知：处于活动状态的数据（经常被访问的数据）需要高性能，但这部分数据占总数据容量的比例较小；而处于非活动状态的数据（不经常被访问的数据）无需高性能，但这部分数据占总数据容量的绝大部分。通过数据生命周期理论我们就可以对数据进行分层处理：将活动数据存放在高性能低容量磁盘上，将非活动数据放在高容量低性能磁盘上。通过高性能低容量磁盘和高容量低性能容量的合理搭配，即可以保证存储系统对外输出的高性能，同时又可大大降低存储设备的总体采购成本。3.2性能分析针对于数据库环境的示例，请按照需求修改用户现有存储设备的使用主要集中在数据库应用，读写类型均为随机读写，所以存储设备的性能评估应该以IOPS值为主要评估依据而非存储设备的带宽值。此外，存储设备的性能评估应该采用实际与理论相结合的方式进行，即国际公认的第三方测试数据（如SPC-1）和理论性能计算公式相结合的方式进行。虽然各品牌存储设备设计理念不同，但存储设备的基本结构和使用的存储介质基本相同。存储设备一般可分为以下三大部分：l 前端（接口）l 存储控制器l 后端（存储介质）对于一个读操作，存储设备需要从数据所在的后端磁盘驱动器中将数据读至存储控制器中，再通过存储前端端口返回给应用系统；对于一个写操作，应用系统将数据通过存储前端端口传递到存储控制器中，最终写入到后端磁盘驱动器。从读写操作的具体流程我们会发现：存储系统的读写性能直接依赖于存储后端的性能。存储后端的性能即安装在存储设备上的所有磁盘驱动器的性能总和，主要由磁盘驱动器的类型和数量所决定，如下公式所示：存储后端性能 = 磁盘驱动器性能 * 该类型磁盘驱动器数量众所周知，存储设备的磁盘驱动器一般都由第三方驱动器生产厂商提供，所以同类型的磁盘驱动器的性能在不同品牌的存储设备上应该是一致的，也就是说存储设备的后端性能对于不同品牌的设备有相同的评估标准。综合以上分析：存储设备的性能直接依赖于存储设备的后端性能，且存储后端性能的评估标准对于不同品牌的设备是统一的。应此，存储设备的后端性能计算公式可以作为评估存储性能的理论依据，如下公式所示：存储性能 = 磁盘驱动器性能 * 该类型磁盘驱动器数量常见磁盘驱动器的IOPS如下表所示：驱动器类型IOPS值SATA 7.2K80SAS 10K120SAS 15K180SSD23003.3维护分析3.3.1存储部署存储设备常见部署步骤如下：1. 预估各应用系统今后几年需要的性能和容量2. 根据预估数据计算和设计存储部署方案，包括各应用系统需要的RAID类型和容量3. 划分RAID类型4. 划分LUN空间5. 指定LUN所在的控制器分布6. 挂载LUN至服务器7. 服务器卷管理通过上述步骤我们会发现一个严重的问题：整个存储部署方案的制定是基于对未来几年的预估值。对于未来的预估，时间跨度越短则越准确，如果存储设备的部署方案建立在未来几年预估的基础上，则很容易导致如下问题：l 对容量和性能的投资过剩，造成资源浪费l 存储部署时间的大大增加，增加维护成本l 存储配置的频繁调整，占用极大的维护成本当然，对未来的预估是无法避免的，因此就要求存储设备能够提供安全、灵活、智能的部署方式，使用户能方便的对存储进行部署和调整，这样可以大大的缩短预估的时间。缩短预估时间就意味着准确度的提高，意味着部署时间的缩短，也意味着包括购置成本和维护成本在内的总体成本的大幅削减。3.3.2存储配置调整存储设备的配置调整包括对RAID类型的调整以及RAID组所在磁盘进行调整等，常见的步骤如下：1. 预估需要的性能和容量2. 根据预估数据计算和设计存储部署方案3. 备份涉及的应用系统数据4. 涉及的所有应用系统停机5. 删除原有RAID组配置6. 重新划分RAID组7. 重新划分LUN8. 指定LUN所在的控制器分布9. 挂载LUN至服务器10. 服务器卷管理11. 恢复原有数据可以看出对存储配置的调整需要大量步骤，涉及大量的人工操作，稍有不慎就会导致多个应用系统的数据丢失。同时由于整个调整方案也是建立在预估的基础上，所有很难保证调整后的实际效果。因此就要求存储设备能够提供安全、灵活、智能的配置调整方式，协助用户方便的对存储配置进行调整，这样就能节约大量的维护成本，且能够保证配置调整后的实际效果达到预期。3.3.3存储扩容存储扩容常见步骤如下：1. 设计扩容部署方式2. 为新增磁盘划分RAID组3. 划分LUN空间4. 将新增LUN与原有数据所在LUN进行合并5. 应用系统停机6. 服务器进行卷扩展同存储配置调整相同，存储扩容的整个调整过程涉及大量人工操作，容易导致扩容过程中的数据丢失会损坏。同时，根据数据生命周期理论，整个业务系统经常访问的数据（活动数据）会随着时间的推移慢慢移动至扩容的空间。如果扩容使用的磁盘数量或类型与原有数据所在的LUN不同，很容易导致业务系统性能的极大下降。如果要避免此类问题，就需要在存储扩容的时候对现有数据进行重新的条带化分布，就会涉及对存储配置进行调整，需要占用更大量的维护成本且无法保证最终的实施效果。因此就要求存储设备能够提供安全、灵活、智能的容量调整方式，且保证在扩容的同时完成现有数据的重新条带化分布。3.3.4性能优化存储系统的优化常见的是对存储系统的配置进行优化，包括RAID类型的调整；将数据重新条带话到更多的磁盘上等，这种优化方式工作量大且收效甚微。目前对存储系统的优化已经集中在根据数据生命周期原理，通过对数据的合理分层，使存储达到性能和容量的最优化配置。根据数据生命周期原理，我们可以把数据分为热点数据（访问频率极高的数据，如数据库某些索引块），活动数据（经常访问的数据，如最近一年的数据）和非活动数据（不经常访问的数据，如几年前的历史数据）。根据不同数据对性能和容量的不同需求，将数据存放在不同类型的磁盘上，如将热点数据存放在SSD固态硬盘上；将活动数据存放在SAS磁盘上；将非活动数据存放在SATA磁盘上，可以极大的提高存储系统的对外IO性能。实现以上方式的性能优化方式需要两个基本条件：l 对数据访问频率的自动监控l 对数据块的自动迁移 因此就要求存储设备能够智能的监控数据块的访问情况，并根据数据访问频率的不同，自动的将数据存放在合适的磁盘类型上，以此实现存储性能的智能优化。3.4 高可用性需求存储系统在整体架构设计上均采用了全冗余方式的设计，不会出现硬件部件的单点故障。在数据存放方式上，通过RAID技术可以防止磁盘驱动器出现损坏时的数据丢失问题，并通过存储系统全局热备盘的方式保证RAID的正常工作。全局热备盘在进行RAID数据重建的时候会采用多对一的方式进行重建，也就是说需要从原有RAID组的其他未损坏的磁盘中读取数据后，根据RAID算法对损坏磁盘的数据进行还原后，再写入全局热备盘中，见下图所示这种方式的问题在于：整个热备盘的重建过程缓慢，且重建过程中会极大的降低存储设备的性能，导致应用系统响应时间极大的增加。对于普通用户来说，一个需要极长时间响应的应用系统和一个不能使用的应用系统没有任何区别。这就要求存储设备能够提供快速的全局热备盘重建机制，且整个重建过程不会对存储系统造成严重的性能资源占用，保证整个应用系统的高可用性。3.5容灾需求由于用户需要新购的存储能够为以后的信息中心容灾建设提供硬件平台，这就需要存储设备能够提供存储间的同步复制和远程异步复制技术，确保容灾数据的完整性。第4章 解决方案4.1方案概述 针对客户的应用现状，构建独立于主机及操作系统环境的、为多台服务器服务的集中管理的存储系统。方案总体架构设计如下示意图所示：数据处理层，主要包括数据库处理服务器主机、应用服务器、文件共享设备、备份及管理处理主机等。按照功能考虑建立各种业务服务器集群，这些服