高可用存儲保護金融數據

數據是銀行IT系統中最重要的資產。近些年，伴隨著金融交易的快速增長，以及銀行數據逐步集中的大趨勢，銀行業務系統對存儲的要求也越來越高。

海量交易催生新需求

在銀行IT系統中，每天都會發生海量的交易，這些交易從存儲設備中讀取數據，并產生新的數據寫入到存儲設備中去。所有的交易數據、歷史數據最終都需要保存在存儲設備中。而這些數據一旦損壞，造成的損失對銀行來說可能就是災難性的。為此，銀行需要保證存儲的高可用性，即便單臺存儲設備損壞，也要有后備存儲設備能夠馬上接替工作，確保交易系統的可持續性，以及歷史數據的可用性。

盡管如此，銀行不得不面對的問題是，雖然存儲的硬件價格在不斷降低，但隨著銀行存儲容量及設備的大量增加，其管理成本卻不斷攀升。一方面，銀行在多年的系統建設中，其存儲設備往往是不同時間生產的、來自不同供應商的產品，系統需要對異構存儲環境進行整合和管理，同時還需要進一步提高存儲設備的使用效率，充分利用所有存儲資源。另一方面，銀行面對日益增加的存儲需求，需要控制不斷上漲的人員和運營成本，但同時還要對存儲實現無縫擴展以滿足應用需求，以及實現不同供應商的存儲系統之間的災備等，而解決這些問題的思路之一就是實現存儲虛擬化。

存儲虛擬化是一種用于簡化相對復雜的底層基礎架構的技術。它將存儲資源的邏輯映像與物理存儲分開，從而為系統和管理員提供一幅簡化、無縫的存儲資源虛擬視圖。存儲虛擬化技術通過把多個存儲介質模塊(如不同的磁盤陣列、硬盤等)通過一定的手段進行集中管理，目的是集中存儲資源，更好地管理存儲，為IT系統提供存儲資源。

目前，存儲虛擬化的實現方式可分為三種：交換架構虛擬化、磁盤陣列虛擬化，以及整合到應用設備內的虛擬化。對于這三種不同的虛擬化方式，存儲供應商都有各自的獨門技術。例如IBM推出的IBM SAN Volume Controller（SVC）能夠將多個磁盤系統的容量整合為一個單一的“容量池”。SVC 能通過合并來簡化存儲資源的管理，提高現有存儲的利用率，并減少額外的存儲需求。

央行試水新技術

中國現代化支付系統（CNAPS）是中國人民銀行按照中國支付清算需要，利用現代計算機技術和通信網絡自主開發建設的，能夠高效、安全地處理各銀行辦理的異地、同城各種支付業務及其資金清算和貨幣市場交易的資金清算的應用系統。它是各銀行和貨幣市場的公共支付清算平臺，是人民銀行發揮其金融服務職能的重要核心支持系統。

通過建設現代化支付系統，中國人民銀行逐步形成了一個以中國現代化支付系統為核心，商業銀行行內系統為基礎，各地同城票據交換所并存，支撐多種支付工具的應用和滿足社會各種經濟活動支付需要的支付清算體系。

目前，中國現代化支付系統建有兩級處理中心，即國家處理中心（NPC）和全國省會（首府）及深圳城市處理中心（CCPC）。國家處理中心分別與各城市處理中心連接，其通信網絡采用專用網絡，以地面通信為主，衛星通信備份。

政策性銀行和商業銀行是支付系統的重要參與者。各政策性銀行、商業銀行可利用行內系統通過省會 （首府）城市的分支行與所在地的支付系統CCPC連接，也可由其總行與所在地的支付系統CCPC連接。城市處理中心（CCPC）內部采用了硬件設備、軟件配置的冗余備份技術，保證了對外服務的高可用性。但由于種種原因，最底層的存儲設備仍然是單臺模式。針對目前存儲系統存在的單點故障威脅和不足的情況，人民銀行清算中心決定實施存儲加固工程。

確保高可用性

人民銀行清算中心在實施存儲加固工程時，考慮到目前中心各個系統所用的存儲設備來自于不同廠家、不同時期的產品，加上這些系統都在運行，因此，加固工程需要保障系統只是短時間停機，同時還需兼容各種設備和環境，對現有架構的改變要小。最終，人民銀行決定主要使用IBM SVC Vdisk Mirror功能實現本地存儲的高可用。

目前，主流異構存儲整合有三種實現方式，包括基于主機層、基于存儲層，以及基于中間層，三種方式各有優缺點。SVC屬于基于中間層的方式。三種方式在發展中互相借鑒，不同銀行各自情況不同，適用的技術也不同。

人民銀行清算中心SVC Vdisk Mirror實施工作的主要目的是針對目前由DS5100存儲組成的SAN環境，利用IBM SVC存儲虛擬化設備，將DS5100存儲設備進行虛擬化，然后利用SVC的Vdisk Mirror功能將原始存儲內的數據，鏡像到新購進的HDS AMS2500存儲內，從而實現生產數據在兩臺存儲內的雙份拷貝，實現生產數據的高可用保護，保證生產數據7x24小時在線可用。

另外，在高可用性（HA）的設計環境中，要保證任何一點不存在單點故障而影響業務的應用。在出現問題的時候，可以在不影響應用的前提下快速恢復。因此，通常采用兩臺SVC，每臺SVC稱為一個節點，構成SVC集群，互為備份。當一臺SVC出現故障或者停運，另外一臺SVC能夠立即接管故障的一臺，從而消除SVC自身的單點故障。

由于SVC是一個集群系統，當中的每個部件都有對應的備份（Backup）部件，例如，節點與節點之間互為備份；前端（Front-End）FC端口之間可以互為備份；后端（Back-End）FC端口之間也可以互為備份，整個系統沒有單一的故障點，實現高可靠性。

此外，為了使節點中的緩存數據在出現故障時不丟失，該節點在正常工作時會把每個I/O的緩存數據同步到另外一個節點的緩存中，使得同一個I/O組里的兩個節點維護著相同的緩存內容，確保100%的數據完整性。

以人民銀行清算中心進行的存儲加固工程為例，拓撲圖中DS5100是原有存儲設備，AMS2500是新購的存儲設備。在原有的光纖交換機中接入新購的兩臺SVC和AMS2500。由于是新增設備，對原有的硬件連線改動不大。軟件方面的實施主要分為以下幾個步驟：調整SAN交換機上的Zone，使得SVC節點間、服務器到SVC、SVC到后端存儲間是可以互相訪問的；更改存儲上的LUN Masking映射，把存儲映射給SVC；在SVC上使用Image Mode來創建VDisk，以使用原有數據；啟動SVC集群；卸載主機上原有的多通道軟件，安裝SDD軟件；在服務器上識別磁盤，啟動應用即可。

通過近一年的前期準備、工程實施、后期完善等階段的工作，已經在全國32個城市處理中心中部署了SVC，實施了存儲加固。