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SAN存储系统在三河电厂的应用

SAN存储系统在三河电厂的应用

2007/3/22 9:10:00
引 言 2001年6月,三河电厂开始对外围楼宇进行网络布线,形成以综合办公楼为核心各楼宇之间采用单、双模光纤的1000Mb以太网;搭建以CISCO-6509为核心交换机、以CISCO-3550, CISCO-3548、CISCO-3524, CISCO-3512为工作组级交换机100Mb到达桌面的网络架构。 随着三河电厂信息系统的不断发展与完善,目前应用软件有:BFS++设备管理软件、PI实时数据软件、档案管理软件、办公自动化软件、燃料管理软件、财务管理软件、生产统计管理软件等。各应用软件数据库的平均存储容量每年要翻一番。管理这样庞大的数据访问,提高数据安全性、可靠性,将相关数据提供给有需要的用户已变成一件昂贵、费时的事情;由于各应用软件所需存储空间的不同及存储的需求增长率不同,有些主机极需扩充存储设备(如档案管理服务器),而有一些主机的存储设备又在闲置,造成资源的极大浪费。 为了解决上述矛盾,通过广泛的市场调研,最终采用了美国EMC2公司的存储系统CX500。 一、SAN存储系统 存储区域网络(Storage Area Network,SAN)采用光纤通道(Fibre Channel)技术,通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机,建立专用于数据存储的区域网络。 1.l EMC2 CX500存储系统的体系结构 EMC2 CX500是一款中端2Gbps光纤通道RAID阵列,可用于SAN或直接连接到服务器。EMC2 CX500包括1个2Gb/s磁盘处理器机箱(Disk Processor Enclosure, DPE)和可选2Gb/s磁盘阵列机箱(Disk Array Enclosure,DAE)和/或ATA磁盘阵列机箱(DAE2-ATA),其中DPE2以单一3U机箱提供了2块存储处理器板SP(Storage Processor,SP,SP a,SP b)、最多15个2.54cm光纤通道磁盘驱动器以及冗余、热交换风扇与UPS电源,可为每个子系统添加最多7个DAE2和/或DEA2-ATA扩展机箱,每个机箱最多可支持15个磁盘驱动器,从而单一DPE2最多可配置120个驱动器。如果使用146 GB FC磁盘驱动器,这相当于17.5 Tb原始存储容量;而当使用DAE2-ATA机箱时,CX500的总体原始存储容量可以扩展到28.4 Tb。 1.2 EMC2 CX500存储系统的特点及优点 特点为:(1)4个1.6 GHz CPU,4 GB缓存内存,120000 IO/s,760MB/秒,4个前端2 GB光纤通道主机端口,4个后端2 GB光纤通道磁盘端□,每个CX500有1024个LUN,可扩展至120个驱动器(SAN/直接连接/无交换机群集);(2)通过"数据就地"升级轻松升级到CX700,完全冗余体系结构,无单点故障、模块化体系结构、电源、冷却、数据通路、UPS(与电源之间通过数据线进行连接,当电源突然掉电,UPS会自动启动为存储系统供电);(3)CLARalert Phone Home(CLARalert 电话求助,系统故障会通过MODEM自动呼叫救护中心,救护中心会根据故障情况进行远程会诊);(4)无中断故障切换的双I/O通路,发生电源故障时将写缓存降级到DISK;(5)SNiiFFER:扇区检查实用程序;(6)Navisphere管理套件、SnapView、MirrorView、 SAN Copy等阵列软件;(7)光纤通道RAID,混合RAID级别,RAID级别0、1、0+1、3、5;(8)磁盘光纤通道:36 GB l5K,73 GB lOK、146 GB 1OK,ATA:25O GB 5.4K; (9)主机:Windows,LinuX、NetWare,Solaris、IBM AIX、HP-UX,HP Tru64。 优点为:(1)直接连接。在直接连接配置中,EMC2 CX500能够为最多4台直接连接服务器或1个群集服务器组合提供存储能力。(2)储区域网络。在SAN环境中,EMC2 CX500可与最多128台冗余连接服务器主动通信。 1.3 EMC2 CX500存储系统的方案设计 (1)服务器的应用。三河电厂共有4台服务器与EMC2 CX500存储系统进行连接,分别是BFS++设备管理软件服务器、PI实时数据软件服务器(双机热备)、档案管理软件服务器、燃料管理软件服务器。(2)磁盘容量。EMC2 CX500存储系统包括1个2Gbps磁盘处理器机箱(DPE2),在磁盘处理器机箱内放置了8块146 GB光纤通道磁盘,其中前7块磁盘采用了RAID 5磁盘冗余技术,第8块磁盘做主机热备磁盘使用,因此,磁盘总容量为6块146 GB磁盘容量的总和。(3)设备连接。EMC2 CX500存储系统共采用2台8口光纤交换机(可扩充到24口)构成核心的存储环境,以存储设备为中心,支持数据存储服务功能。通过光纤通道SAN的架构,4台应用服务器连接到磁盘阵列,每台服务器配备2块主机光纤通道适配器(Host Bus Adapter,HBA),构成服务器与阵列之间通道连接;同时配置EMC PowerPath软件,为主机通道实现负载均衡及故障切换,充分保障主机系统的高可用性(见图1)。
1.4 EMC2 CX500存储系统的安装、调试过程 1.4.1 磁盘阵列配置 Navisphere Manager是基于Java的代码,驻留在阵列上并向LAN或WAN上任何浏览器提供图形用户界面(GUI),通过Web方式进行远程管理来创建RAID Group、LUNS和Storage Group,然后把对各存储组内LUN的访问权限对应到各应用服务器上。在PC管理机浏览器地址栏中键入SP主机的IP地址,键入用户名和密码进行登陆(SP a、SP b的IP地址与PC管理机的IP地址为公司内部网络IP地址)。 (1)建立RAID Group。根据存储系统磁盘的块数,把相应的磁盘按照一定的规则组织在一起,形成一个组。在磁盘处理器机箱内放置了8块146 GB光纤通道磁盘,其中前7块磁盘采用了RAID 5磁盘冗余技术,第8块磁盘做主机热备磁盘使用,因此共建立2个RAID Group。RAID l做为存储系统的数据盘,RAID O做为主机热备磁盘(见表1)。
(2)划分逻辑单元LUN(Logical Unit Number,LUN)。1个RAID Group最多可以划分128个LUNS;每个磁盘阵列最多可以支持1024个LUNS;每个LUN在同一时间只能被1个SP管理。4台应用服务器所需要的磁盘空间分别为12O GB、18O GB、l00 GB、380 GB,另外1块2OO MB的磁盘空间做为PI实时数据服务器双机热备临时文件的存储磁盘空间(见表2)。
(3)建立Storage Group。Storage group能决定1个LUN可被哪些主机访问;l个Storage Group的LUN不能被其他Stor-age Group的主机访问,对LUN访问进行封装映射,控制LUN的访问权限。 (4)添加LUN到Storage Group。把新建的5个LUN加入到新建的Storage Group组里。 (5)加入主机到Storage Group组里(见表3)。具体过程参见图2。
1.4.2 光纤交换机的配置 (1)使用PC机(或笔记本)通过Console线与光纤交换机的Console口相连,打开浏览器,在地址栏中键入光纤交换机的内部IP地址(10.1.1.10),在登陆窗口输入用户名和口令即可登陆(使用webtools要求系统安装java插件1.3.1以上)。(2)在2台光纤交换机上分别建立Zone组,并向新建的Zone组里添加HBA卡成员。划分Zone组的目的是为减少数据包在光纤交换机内的广播,减少光纤交换机端口之间的干扰,提高设备访问速度及安全性。每块HBA卡都有唯一的WWN号,在应用服务器上安装HBA卡后,应用软件Navisphere agent把HBA卡的WWN号与应用服务器名称绑定后的信息传送到SP内。把LUN和Storage Group组进行对应,实际上就是把应用服务器的名称填加到Storage Group组里,从而保证了LUN的存储单元能被相应服务器访问。这样,根据1O块HBA卡的WWN号在2台光纤交换机上分别建立10个Zone组,从而建立了HBA卡与交换机端口之间的访问对应关系。 1.4.3 HBA卡驱动程序和应用软件安装配置 (1)关闭各应用服务器电源,把HBA卡插入应用服务器内的PCI插槽内;打开各应用服务器的电源,为各应用服务器安装HBA卡驱动程序,简单设置后,重新启动应用服务器,HBA卡安装完成(每台应用服务器有2块HBA卡)。(2)通信软件Navisphere Agent和CLI安装。通信软件Navisphere agent和Naviphcre cli全部采用默认安装,安装完成后在弹出的对话框中点击add添加特权用户,user id为system,sys-tem name为SP的IP地址。安装完成后agent服务自动启动,HBA卡自动与SP进行通信。(3)负载均衡软件Power path安装。负载均衡软件Power path采用默认安装,在弹出的license对话框中键入license的序列号,安装完成后,重新启动机器,安装完成。安装Power path应用软件,保障应用服务器上2条HBA卡与SP之间线路数据的正常传输;负载均衡2条线路上数据;当一条线路故障时,把故障线路上将要传输的数据正确转移到另一条线路上去。 1.4.4 逻辑盘的建立 EMC2 CX500存储系统各设备及应用软件安装、调试完成后,需要把划分的Storage Group与各应用服务器进行对应,从而保证各应用服务器访问LUN单元数据的正确性。通过Windowvs 2000操作系统的磁盘管理工具来启动新分配的磁盘驱动器,新分配的磁盘驱动器与本地磁盘驱动器一样,可对其进行任意磁盘大小的划分,划分后进行格式化即可使用。 二、EMC2 CX500存储系统使用后的效果 (l)EMC2 CX500存储系统存储总容量为780 Gb,其中BFS++设备管理软件服务器18O Gb,PI实时数据服务器12O Gb、燃料管理服务器100Gb、档案管理服务器380 Gb,使4台数据服务器磁盘容量分别扩充至306 Gb、224 Gb、136 Gb、500Gb。(2)原BFS++设备管理服务器采用IBM公司的磁盘阵列系统,在突然掉电后,磁盘阵列系统不能正确启动,需要通过IBM公司的专用应用软件才能激活磁盘阵列系统,且激活时间要看磁盘阵列内磁盘数据的大小,一般情况需要近3个多小时,不能保证系统安全稳定运行;通过采用EMC2 CX500存储系统,上述问题得以轻松解决。(3)通过采用EMC2 CX500存储系统,4台应用服务器可更方便、更快捷地享受高性能、高速率、高稳定性和高安全度的存储环境。特别是为档案管理系统、BFS++设备管理系统、PI实时数据系统、燃料管理系统实现磁盘容量快速、无限扩展提供了基础平台,延长了4台应用服务器的使用寿命
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