电力信息化存储系统优化研究

蒋明 方圆 蔡梦臣

摘 要：电力系统现在主要采用SAN网络存储平台，虽具有较高的可靠性，但是随着业务数据的爆发式增长，目前一些早期服役设备，已经难以满足现有业务系统发展需求，需要逐步进行更新、优化，以持续保证存储系统的可靠性和可用性。研究通过对现有的存储系统的优化提升，提高存储系统的响应速度和执行效率；利用分布式存储方式为系统提供良好的弹性扩展能力，满足公司日益增长的存储需求。

关键词：存储系统；SAN网络存储平台；分布式存储

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0189-02

电力系统现在主要采用SAN 网络存储平台，平台核心交换机为双机冗余，设备之间的连接为双通道连接方式。存储设备为双引擎，具备冗余电源、冗余通道，具备较高的可靠性。但随着业务数据的爆发式增长，目前一些早期服役设备，已经难以满足现有业务系统发展需求，需要逐步进行更新、优化，以持续保证存储系统的可靠性和可用性。具体表现在以下三点：一是设备超期服役；二是SAN系统性能存在瓶颈；三是现有的存储系统容量不足。

为解决现有系统的局限，研究利用先进、成熟的技术，提升存储系统的响应速度及执行效率，同时提升系统弹性扩展能力，最终使整个存储系统具有高性能、高安全、高可靠性、高弹性、易管理等特点，满足公司日益增长的存储需求。

1 存储系统提升总体目标和遵循原则

1.1 总体目标

为满足日益增长的数据存储需求，提升存储系统扩展能力，本方案着重于实现以下目标：

（1）完成存储系统的升级改造，提升部分存储的性能；（2）完成SAN网络的优化升级，优化SAN网络性能；（3）完成新存储系统规划设计，以满足未来业务发展需求。

1.2 遵循原则

本存储系统提升方案遵循以下几点原则：

（1）高性能。应用业务系统，如ERP、办公自动化、数据库应用等常常要大量地对存储系统进行写入、读取操作，因此，对存储系统的性能将提出更高、更苛刻的要求。（2）高安全。电力信息数据安全性要求非常高，一旦数据发生问题，会导致业务连续性受到影响，甚至影响正常运行，因此，存储系统建设需要以安全可靠问基础。（3）高可靠。根据要求信息需要在24×7h的条件下保持在线状态，系统故障会引起应用服务中断，将给用户造成损失。（4）高弹性。存储系统要建设成标准、集中、易扩展的系统，能够在容量、性能需求不断增加的情况下，横向或纵向进行存储空间的平滑扩展。（5）易管理。对存储系统进行管理，简化工作，降低TCO，是保证存储系统稳定运行的重要因素。

2 存储系统优化方法

2.1 建设分层存储系统

分析业务系统存储需求，整合现有存储资源，制定存储系统更新换代实施计划，逐步对超期服役存储进行退役处理；并引入分层存储技术对现有架构进行优化，提升整个SAN存储系统可用性和性价比。具体建设过程分为两个阶段，第一阶段完成业务系统存储需求调研，论证分层存储建设方式，编制存储系统优化建设方案；第二阶段完成存储系统测试验证工作，通过测试后上线部署，并逐步完成数据迁移和监控分析完善工作。

2.2 应用存储系统融合技术

研究存储融合技术，用于对性能差设备、退役设备进行整合，提升设备利用率，节约数据中心建设成本；最终形成相关融合产品，在系统内进行推广。具体应用过程分为两个阶段，第一阶段完成存储融合技术方向确立，制定工作计划，并进行相关技術储备工作，第二阶段完成存储融合技术的研发工作、并在内部进行相关测试、试点部署工作。

2.3 自研分布式存储及管理系统

进行分布式存储系统自研工作，并结合存储发展趋势，进行分布式存储综合管控平台研发工作，在公司层面利用分布式平台进行综合管理，形成电力特色分布式存储管理系统，为数据中心发展提供支撑。具体研究及应用过程共分为三个阶段，第一阶段：进行相关技术调研和分析，并储备相关项目技术资源；第二阶段：完成对分布式存储技术进行研究分析，对国内主要厂商相关产品进行调研，形成分布式存储体系调研报告，完成分布式存储管理系统自研工作计划和实施方案；第三阶段：完成系统自研、测试、上线工作。

3 存储系统优化方案

根据上述提升方法，本建设方案认为提升后存储系统含高端存储系统1套、大容量存储系统1套、分布式存储系统2套、全闪存阵列存储3套、容灾存储系统1套。根据业务需求紧急程度并结合存储技术发展趋势，存储系统建设分三个阶段完成。第一阶段完成高端存储系统、大容量存储系统和2套全闪存阵列存储部署，完成部分灾备存储系统部署，完成相应的SAN存储网络和IP存储网络建设；第二阶段完成第三套全闪存阵列存储系统部署，完善灾备存储系统部署，完成分布式测试存储部署，完成相应存储网络建设工作；第三阶段完成分布式高性能存储系统部署，完成对应IB存储网络建设。总体部署图如图1所示。

3.1 第一阶段

机房部署2台高端SAN存储用于承载公司核心业务数据，2台存储采用双活模式部署确保存储高可用，同时为了保障数据安全将数据备份到灾备存储中。高端存储采用不低于16GB FC主机接口，配合不低于16GB传输接口的SAN交换机组建高性能存储网络。具体部署如图2所示。

高端存储通过SAN网络将原有的老旧存储通过存储异构方式进行利旧，可利用这些老旧存储为性能要求不高的非核心业务提供服务。

海量存储系统部署3个节点，采用分布式架构确保大数据量读写的性能和稳定性。此存储系统主要用于各类非结构化及半结构化数据的储存，并可为公司后期大数据业务提供存储服务，为相关大数据分析提供充足可靠的存储环境。

一阶段部署2套全闪存阵列，存储磁盘采用高性能SSD企业盘，整套系统总IOPS不低于50万，并具备极低的延迟，可为公司部分核心业务提供性能加速。

3.2 第二阶段

第二阶段在第一阶段的基础上增加一台全闪存阵列，完善全闪存阵列存储系统，将部分对IOPS和延迟要求高的业务迁移到全闪存阵列，进一步提升存储系统整体的服务器水平。

部署一套分布式存储用于各类测试业务，分布式存储采用5个节点的X86架构服务器，存储网络采用万兆以太网，业务网络根据情况采用千兆或万兆以太网。通过分布式文件系统将业务数据分散存放到各存储节点，结合多副本技术确保数据安全。此分布式存储系统除了承载测试业务数据外，还可以为一些业务负载不高的虚拟化业务提供数据存储。根据需要在灾备存储区部署IP存储，为分布式存储中的部分业务提供数据灾备服务。

3.3 第三阶段

随着公司业务系统的不断增长，更多业务对存储系统提出更高要求，第三阶段部署一套基于PCI-E SSD的高性能分布式存储系统，根据业务对性能要求情况，可以采用部分PCI-E SSD加速或全部基于PCI-E SSD构建。高性能分布式存储网络采用不低于56GB的IB交换机，确保整套存储系统在延迟、带宽、IOPS等方面均能满足关键业务的需求。

4 结语

綜上所述，研究通过对现有的存储系统的优化提升，提高存储系统的响应速度和执行效率；利用分布式存储方式为系统提供良好的弹性扩展能力，使系统具有高性能、高安全、高可靠性、高弹性、易管理等特点，为公司提供优良的数据存储服务，满足快速增长的数据存储需求。

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