“電力特色”存儲架構虛擬化

黃慧

著地市級電力企業信息化的不斷發

展，雖然國網公司、省公司對于應用資源不斷整合，但地市級電力企業目前保留的關鍵應用仍有多個。隨著時間的推移，數據呈爆發性增長，對信息系統的數據安全性、完整性、業務連續性要求越來越高；原有的存儲體系架構及其運維管理已無法滿足存儲需求。為此，筆者希望能通過改變存儲管理模式，簡化存儲分配、空間擴展、資源平衡、數據遷移等管理工作，增強存儲的讀寫性能、安全性與可用性，提升信息基礎架構的智能化水平和服務支撐能力。

改造方案

考慮到地市級電力企業的服務器數量較多，普遍存在Windows2003、Windows2008、Linix等操作系統、2個以上不同品牌的存儲設備等現象。同時，希望既能提高異構存儲統一管理能力，又能消除存儲設備單點故障，提高數據安全性和業務連續性，筆者發現采用基于網絡層實現存儲虛擬技術是最合適的選擇。

存儲虛擬化管理：采用兩臺存儲虛擬化網關（雙活，互為主備），實現對異構存儲設備（磁盤陣列）的虛擬化管理。存儲虛擬化網關將所有的存儲設備資源池化，存儲設備可隨意移入或退出虛擬化，虛擬化過程不破壞數據，沒有數據遷移過程，大幅減小停機時間（分鐘級）。存儲系統的LUN不是直接映射給服務器，而是映射給存儲虛擬化網關。存儲虛擬化網關把不同存儲系統多個虛擬磁盤進行統一管理后再將存儲卷映射給服務器。通過存儲虛擬化網關，可以完成對企業現有的存儲及今后采購的存儲統一管理以及統一數據保護，同時支持跨存儲在線遷移，實現零停機，大大簡化了存儲區域網絡架構，而且通過對存儲虛擬化網關的緩存大小控制，可顯著提升吞吐性能。

存儲高可用容災：通過存儲虛擬化網關進行存儲虛擬化整合后，虛擬化網關本身互為熱備，一旦其中一臺發生故障，另一臺可立即接管其存儲管理功能，從而不影響前端的應用。此外，存儲虛擬化網關支持鏡像、快照、持續數據保護、卷復制等功能，可實現對關鍵業務數據的容災保護。在信息中心，可通過存儲虛擬化網關的同步鏡像功能、卷復制功能，將一份數據同時寫入兩臺存儲（兩個卷），實現存儲系統間的高可用。使用存儲虛擬化網關進行跨存儲系統鏡像后，對于服務器獲得的存儲卷來說，不會因為任何一個磁盤存儲系統的故障而導致業務宕機或數據丟失，有效避免存儲設備單點故障所導致的數據丟失和計劃外停機。

邏輯錯誤的恢復：在部署虛擬化網關前，原有存儲系統缺少了對業務系統邏輯錯誤的防護，實際上無法解決概率最高的人工型錯誤。虛擬化網關具有“連續快照功能”，快照頻率可達分鐘級甚至秒級，實現了對業務系統“邏輯錯誤”的防范及糾錯功能，對業務系統的正常運轉提供有力保障。一旦發生誤刪除、病毒感染等任何邏輯錯誤，管理人員都可以找到最近的版本立即恢復。快照恢復與數據量無關，大數據量提取即刻可用。

存儲虛擬化逃生：虛擬化網關應支持快速的接入和遷出組網環境的方案。該方案提供了一種雙向的操作網絡部署環境的功能，能夠通過對實施存儲環境的控制而達到快速把虛擬化網關接入到存儲網絡中，啟動存儲虛擬化功能；或者當虛擬化網關故障或其它需要把存儲系統遷出虛擬化平臺，屏蔽虛擬化功能，恢復原用存儲網絡。也就是在虛擬化網關出現故障后，對原有存儲原始磁盤鏡像重新分配。去除存儲與原有存儲的鏡像關系，把“虛擬磁盤”分離為原始磁盤，并重新指定存儲系統磁盤映射掛載到服務器上，服務器即可識別新加入磁盤，恢復系統業務。

應用容災保護：通過存儲虛擬化網關的卷復制、CDP等應用保護功能，可以對關鍵業務物理服務器進行實時鏡像和快照保護。當被保護服務器發生故障或數據丟失時可直接掛載存儲虛擬化網關上的同步數據或歷史快照數據，5分鐘內即可恢復業務運行。

實施效果

通過架設存儲虛擬化網關，對原有的SAN存儲區域網絡實施優化改造，使得存儲系統具備了資源池化、按需分配、彈性擴展、統一維護等云計算特性，同時，也去除了存儲單點故障，建立了一套開放的、高效的本地災難保護系統，有效提高信息系統的實時數據保護能力和抗災能力，保證業務系統的連續性。

虛擬化整合異構存儲：將不同廠商、不同架構（ISCSI、FC、SCSI、SAS）存儲資源整合為開放、標準的存儲資源池，統一調度資源給應用主機，提高資源利用率，突破單臺存儲設備性能瓶頸，降低維護成本。

靈活管理：虛擬存儲池擴展及調配的靈活性，存儲資源自由選擇加入和退出虛擬化，集中統一管理存儲池。

存儲設備高可用：通過存儲虛擬化網關的鏡像和卷復制，數據可以在存儲設備間一對一、一對多、多對一的復制，單臺存儲設備故障不會導致應用停機和數據丟失，消除了存儲單點故障。

虛擬化平臺的支持：可實現虛擬化平臺容災，支持P2V/V2V/V2P恢復。

快速數據遷移：支持跨存儲在線遷移，按業務需求進行數據遷移，虛擬化過程不破壞數據，沒有數據遷移過程，大幅減小停機時間。

智能數據保護：虛擬化容災網關提供統一的高級數據管理功能（復制、鏡像、快照、CDP），在各種故障情況下（硬件故障、病毒攻擊、軟件故障、誤刪除等）均能快速有效地恢復數據，實現智能數據保護。

數據自動接管：核心存儲故障時，生產中心業務系統可進行無縫接管。

隨時演練：備份卷、快照均可以方便快速地掛載給物理服務器或虛擬機，可隨時驗證和恢復，非常簡單快捷。

電力服務事關民生和國家安全、社會穩定，電力企業信息系統的安全性、穩定性和支撐能力對電力企業的服務質量將產生較大影響。采用虛擬化容災網關，對存儲基礎架構實施優化改造，對基礎架構資源實現“池”化管理和統一再分配，同時可提高基礎設施的安全性、可用性，實現智能的、高等級的容災保護，將有效地提高電力信息基礎設施的運行支撐能力。

（作者單位：國家電網麗水供電公司）