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集群NAS存储
UTRUST STOR集群NAS存储解决方案
■ 非结构数据存储现状分析
        信息高速增长势不可挡。据IDC 的报告显示每年全球产生的数据量已经高达40EB(1EB=1000PB)。而这些疯狂增长的数据主要来自 像文本、图像、视频、音频、报表、网页等非结构化数据,它们大多以文件(File) 的形式保存。同时企业的业务数据类型正在发生着巨大 的变化,非结构化数据所占的比例越来越高,而且增长速度远超过结构化数据,鉴于基于文件类型的非结构化数据的增速极快,全球存 储市场的中将有80% 的容量被文件级数据所覆盖。
        企业用户面对非结构性数据存储处理时,一般采用NAS 和SAN 这两种方式。传统的SAN 与NAS 分别提供的是数据块与文件两个 不同级别的存储架构,但在面对非结构数据存储时又面临如下问题:
  • 在用户数据中心,传统的NAS 网络存储技术通常是存储文件等非结构化数据的首选方案,NAS 通过IP 网实现了多服务器数据共享的 功能,但由于企业用户业务以及数据的大量激增,单台NAS 目前的最高容量难以满足用户要求。面对越来越多的数据,用户只好不断地 购买NAS 存储,而越来越多的NAS 存储单元就形成了各个“信息孤岛”。同时多文件系统、多命名空间、多个挂载点给IT 维护人员带 来巨大困难。
  • 传统SAN 网络系统在数据块存储共享和传输(FC)方面具有很优越的性能,同时在SAN 网络存储架构中可以做到多个服务器节点共 享SAN 环境中的同一个物理存储逻辑单元(LUN),但不能做到多服务器节点间文件级共享,并且基于SAN 网络架构的存储系统构建和 维护起来很复杂。由于数据块和网络需求的原因,系统横向扩展的能力也很难。
        Utrust Stor 集群NAS 采用独特的开放式架构,在SAN 网络存储环境下,通过分布式操作系统实现文件级别的共享集群存储。
■ UTrust Stor 集群NAS存储架构
        Utrust Stor 集群NAS 产品方案中主要由客户端、存储和IO 节点三部分组成,其中存储节点可以通过配置高性能的SSD、SAS、 FC 等盘以及低端但是大容量的SATA 盘、磁带库来实现分级存储功能。除实现迁移归档和分级存储的功能外,还支持异构盘阵虚拟化、 数据镜像、基于IP 的远程灾备、快照和监控报警等功能。
        UTrust Stor 客户端:
        在UTrust Stor 集群NAS 方案中,终端用户可以使用传统 CIFS / NFS 协议实现对存储节点的数据共享,也可以通过分布式高速传输客户端和专用 TCP/IP 协议实现 更高的数据据流性能和弹性通信,实现近线速率的吞吐率。通过对IO 节点进行优化,可以让分布式高速传输客户端连接多个IO 节点,当客户端希望访问数据时,它会在可用IO 节点之间均衡其 I/O,并平滑的实现 I/O 节点间的切换,实现多对多模式。分布式高速传输客户端将采用连接到所有IO 节点的数据访问模式,任意一个IO 节点都可通过更改为多对多模式使得处理的计算节点可以有更好的数据访问带宽和高可用性。
■ 非结构数据存储现状分析
        信息高速增长势不可挡。据IDC 的报告显示每年全球产生的数据量已经高达40EB(1EB=1000PB)。而这些疯狂增长的数据主要来自像文本、图像、视频、音频、报表、网页等非结构化数据,它们大多以文件(File) 的形式保存。同时企业的业务数据类型正在发生着巨大的变化,非结构化数据所占的比例越来越高,而且增长速度远超过结构化数据,鉴于基于文件类型的非结构化数据的增速极快,全球存储市场的中将有80% 的容量被文件级数据所覆盖。
        企业用户面对非结构性数据存储处理时,一般采用NAS 和SAN 这两种方式。传统的SAN 与NAS 分别提供的是数据块与文件两个不同级别的存储架构,但在面对非结构数据存储时又面临如下问题:
  • 在用户数据中心,传统的NAS 网络存储技术通常是存储文件等非结构化数据的首选方案,NAS 通过IP 网实现了多服务器数据共 享的功能,但由于企业用户业务以及数据的大量激增,单台NAS目前的最高容量难以满足用户要求。面对越来越多的数据,用户只好不断地购买NAS 存储,而越来越多的NAS 存储单元就形成了 各个“信息孤岛”。同时多文件系统、多命名空间、多个挂载点给IT 维护人员带来巨大困难。
  • 传统SAN 网络系统在数据块存储共享和传输(FC)方面具有很 优越的性能,同时在SAN 网络存储架构中可以做到多个服务器节点共享SAN 环境中的同一个物理存储逻辑单元(LUN),但不能做到多服务器节点间文件级共享,并且基于SAN 网络架构的存储 系统构建和维护起来很复杂。由于数据块和网络需求的原因,系统横向扩展的能力也很难。
        Utrust Stor 集群NAS 采用独特的开放式架构,在SAN 网络存储环境下,通过分布式操作系统实现文件级别的共享集群存储。
■ UTrust Stor 集群NAS 存储架构
Utrust Stor 集群NAS 产品方案中主要由客户端、存储和IO 节点三部分组成,其中存储节点可以通过配置高性能的SSD、SAS、FC 等盘以及低端但是大容量的SATA 盘、磁带库来实现分 级存储功能。除实现迁移归档和分级存储的功能外,还支持异构盘阵虚拟化、数据镜像、基于IP 的远程灾备、快照和监控报警等功能。
UTrust Stor 客户端:
在UTrust Stor 集群NAS 方案中,终端用户可以使用传统CIFS / NFS 协议实现对存储节点的数据共享,也可以通过分布式高速传输客户端和专用 TCP/IP 协议实现更高的数据据流性能和弹 性通信,实现近线速率的吞吐率。通过对IO 节点进行优化,可以让分布式高速传输客户端连接多个IO 节点,当客户端希望访问数据时,它会在可用IO 节点之间均衡其 I/O,并平滑的实现 I/O 节 点间的切换,实现多对多模式。分布式高速传输客户端将采用连接到所有IO 节点的数据访问模式,任意一个IO 节点都可通过更改为多对多模式使得处理的计算节点可以有更好的数据访问带宽 和高可用性。
Utrust Stor IO 节点:
UTrust Stor 集群NAS 架构中通过共享文件系统可使得服务器可实现文件级的逻辑层面的数据共享,同时文件数据的访问链路依旧是基于FC 或者ISCSI,所有的服务器可以通过FC 链路或者 ISCSI 链路直接共享访问这些数据文件,从而有效利用SAN 网络保证系统中的各服务器对共享磁盘阵列中数据访问的性能要求。
Utrust Stor IO 节点由负责控制和调度的元数据服务器(MDC)节点和IO 读写(R/W)节点组成。元数据服务器(MDC)节点将根据策略在存储节点中分配给请求存储空间的IO 读写节点足够的存 储地址,在IO 读写节点得到这些地址信息后,将通过FC 链路或者ISCSI 链路直接实现数据存储。数据存储操作完成后,元数据服务器将及时更新各IO 读写节点的共享文件系统的存储信息,以确保数 据在所有IO 读写节点间的数据访问同步。元数据服务器是整个IO系统的管理核心,通过主、备元数据服务器的存储结构组成双机高可用系统。IO 读写节点可以做横向扩展已提升IO 数据流量。
UTrust Stor 存储节点:
UTrust Stor 集群NAS 的存储方案中设备采用双控制器架构, 控制器、磁盘柜、缓存、硬盘等关键组件都采用冗余设计,保障系 统的高可靠。而在性能上有如下技术特点:
•高性能存储控制器:为了保障处理能力,存储控制器中采用了多核、 FBD 内存、专用IO 模块、PCI-E 总线等技术。
•iSCSI/FC 主机接口:在前端主机接口上可根据需要提供千兆 iSCSI、4Gb FC 主机接口以保障前端的业务带宽。
■ UTrust Stor 集群NAS 存储实施效益
通过实施UTrust Stor 集群NAS 系统,会给企事业信息化发展 带来如下效益:
1) 高扩展性
集NAS 存储方案中通过开放式架构节点扩展起来非常方便,像搭积木一样进行存储的扩展。特别是对于那些对数据增长趋势较难预测的用户,可以先购买一部分存储,当有需求的时候,随时添加, 而不会影响现有存储的使用。
2) 存储统一命名空间
在集群NAS 存储中,存储节点都使用同一个文件系统下的统一命名、容量支持PB 级的存储空间。
3) 负载均衡和高性能
集群NAS 存储通过分布式操作系统的作用,在IO 节点和存储节点实现负载均衡。IO 节点通过几种负载均衡策略,将访问分散到集群存储的各个存储节点上。从而提供比传统存储架构更优的高带 宽、高并发访问、高IOPS、随机访问、小文件访问以及备份归档性能。
4) 易于管理
而集群存储应该提供一种集中的、简便易用的管理方式,对客户端没有任何影响,采用业界标准的访问协议( 比如NFS,CIFS)访问集群存储。