“电力特色”存储架构虚拟化

黄慧

着地市级电力企业信息化的不断发

展，虽然国网公司、省公司对于应用资源不断整合，但地市级电力企业目前保留的关键应用仍有多个。随着时间的推移，数据呈爆发性增长，对信息系统的数据安全性、完整性、业务连续性要求越来越高；原有的存储体系架构及其运维管理已无法满足存储需求。为此，笔者希望能通过改变存储管理模式，简化存储分配、空间扩展、资源平衡、数据迁移等管理工作，增强存储的读写性能、安全性与可用性，提升信息基础架构的智能化水平和服务支撑能力。

改造方案

考虑到地市级电力企业的服务器数量较多，普遍存在Windows2003、Windows2008、Linix等操作系统、2个以上不同品牌的存储设备等现象。同时，希望既能提高异构存储统一管理能力，又能消除存储设备单点故障，提高数据安全性和业务连续性，笔者发现采用基于网络层实现存储虚拟技术是最合适的选择。

存储虚拟化管理：采用两台存储虚拟化网关（双活，互为主备），实现对异构存储设备（磁盘阵列）的虚拟化管理。存储虚拟化网关将所有的存储设备资源池化，存储设备可随意移入或退出虚拟化，虚拟化过程不破坏数据，没有数据迁移过程，大幅减小停机时间（分钟级）。存储系统的LUN不是直接映射给服务器，而是映射给存储虚拟化网关。存储虚拟化网关把不同存储系统多个虚拟磁盘进行统一管理后再将存储卷映射给服务器。通过存储虚拟化网关，可以完成对企业现有的存储及今后采购的存储统一管理以及统一数据保护，同时支持跨存储在线迁移，实现零停机，大大简化了存储区域网络架构，而且通过对存储虚拟化网关的缓存大小控制，可显著提升吞吐性能。

存储高可用容灾：通过存储虚拟化网关进行存储虚拟化整合后，虚拟化网关本身互为热备，一旦其中一台发生故障，另一台可立即接管其存储管理功能，从而不影响前端的应用。此外，存储虚拟化网关支持镜像、快照、持续数据保护、卷复制等功能，可实现对关键业务数据的容灾保护。在信息中心，可通过存储虚拟化网关的同步镜像功能、卷复制功能，将一份数据同时写入两台存储（两个卷），实现存储系统间的高可用。使用存储虚拟化网关进行跨存储系统镜像后，对于服务器获得的存储卷来说，不会因为任何一个磁盘存储系统的故障而导致业务宕机或数据丢失，有效避免存储设备单点故障所导致的数据丢失和计划外停机。

逻辑错误的恢复：在部署虚拟化网关前，原有存储系统缺少了对业务系统逻辑错误的防护，实际上无法解决概率最高的人工型错误。虚拟化网关具有“连续快照功能”，快照频率可达分钟级甚至秒级，实现了对业务系统“逻辑错误”的防范及纠错功能，对业务系统的正常运转提供有力保障。一旦发生误删除、病毒感染等任何逻辑错误，管理人员都可以找到最近的版本立即恢复。快照恢复与数据量无关，大数据量提取即刻可用。

存储虚拟化逃生：虚拟化网关应支持快速的接入和迁出组网环境的方案。该方案提供了一种双向的操作网络部署环境的功能，能够通过对实施存储环境的控制而达到快速把虚拟化网关接入到存储网络中，启动存储虚拟化功能；或者当虚拟化网关故障或其它需要把存储系统迁出虚拟化平台，屏蔽虚拟化功能，恢复原用存储网络。也就是在虚拟化网关出现故障后，对原有存储原始磁盘镜像重新分配。去除存储与原有存储的镜像关系，把“虚拟磁盘”分离为原始磁盘，并重新指定存储系统磁盘映射挂载到服务器上，服务器即可识别新加入磁盘，恢复系统业务。

应用容灾保护：通过存储虚拟化网关的卷复制、CDP等应用保护功能，可以对关键业务物理服务器进行实时镜像和快照保护。当被保护服务器发生故障或数据丢失时可直接挂载存储虚拟化网关上的同步数据或历史快照数据，5分钟内即可恢复业务运行。

实施效果

通过架设存储虚拟化网关，对原有的SAN存储区域网络实施优化改造，使得存储系统具备了资源池化、按需分配、弹性扩展、统一维护等云计算特性，同时，也去除了存储单点故障，建立了一套开放的、高效的本地灾难保护系统，有效提高信息系统的实时数据保护能力和抗灾能力，保证业务系统的连续性。

虚拟化整合异构存储：将不同厂商、不同架构（ISCSI、FC、SCSI、SAS）存储资源整合为开放、标准的存储资源池，统一调度资源给应用主机，提高资源利用率，突破单台存储设备性能瓶颈，降低维护成本。

灵活管理：虚拟存储池扩展及调配的灵活性，存储资源自由选择加入和退出虚拟化，集中统一管理存储池。

存储设备高可用：通过存储虚拟化网关的镜像和卷复制，数据可以在存储设备间一对一、一对多、多对一的复制，单台存储设备故障不会导致应用停机和数据丢失，消除了存储单点故障。

虚拟化平台的支持：可实现虚拟化平台容灾，支持P2V/V2V/V2P恢复。

快速数据迁移：支持跨存储在线迁移，按业务需求进行数据迁移，虚拟化过程不破坏数据，没有数据迁移过程，大幅减小停机时间。

智能数据保护：虚拟化容灾网关提供统一的高级数据管理功能（复制、镜像、快照、CDP），在各种故障情况下（硬件故障、病毒攻击、软件故障、误删除等）均能快速有效地恢复数据，实现智能数据保护。

数据自动接管：核心存储故障时，生产中心业务系统可进行无缝接管。

随时演练：备份卷、快照均可以方便快速地挂载给物理服务器或虚拟机，可随时验证和恢复，非常简单快捷。

电力服务事关民生和国家安全、社会稳定，电力企业信息系统的安全性、稳定性和支撑能力对电力企业的服务质量将产生较大影响。采用虚拟化容灾网关，对存储基础架构实施优化改造，对基础架构资源实现“池”化管理和统一再分配，同时可提高基础设施的安全性、可用性，实现智能的、高等级的容灾保护，将有效地提高电力信息基础设施的运行支撑能力。

（作者单位：国家电网丽水供电公司）