超融合數(shù)據(jù)中心解決實(shí)施方案==

1、高校IT基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)施升級(jí)方案-SMARTX超融合+虛擬化解決方案北京中科泰科技有限公司當(dāng)前高校數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀和問題隨著高校信息化建設(shè)的不斷深入，各個(gè)部門各個(gè)院系都根據(jù)各自的業(yè)務(wù) 需求建設(shè)了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)，而且增加的速度非?？?，數(shù)據(jù)量也是呈幾何級(jí) 數(shù)的增長，隨之而來的也給機(jī)房帶來新的挑戰(zhàn)：第一，資源整合問題：各院 系各部門煙囪式信息化建設(shè)，存在大量信息孤島，資源無法共享。各自購買 添加服務(wù)器和存儲(chǔ)等硬件設(shè)施，資源的總體利用效率較低。第二，應(yīng)用擴(kuò)展 問題：服務(wù)器托管模式，新應(yīng)用部署需要頻繁接入機(jī)房，布線、配置網(wǎng)絡(luò)， 部署時(shí)間長。大部分新應(yīng)用沒有對(duì)存儲(chǔ)、備份、可靠性等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，機(jī) 房的硬件設(shè)施沒

2、有統(tǒng)一規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，新增系統(tǒng)布線困難。 第三，運(yùn)維運(yùn)營問題：由于信息中心人力資源有限，而各院系人員運(yùn)維運(yùn)營 能力薄弱，導(dǎo)致信息中心工作壓力越來越大，工作人員經(jīng)常超負(fù)荷工作。第 四，擁有成本和能耗問題：硬件資源分散在各個(gè)院系和部門，資源利用效率 低，運(yùn)維總體成本大，能耗高。第四，空間問題：每年大量投入新增硬件設(shè) 施，增加機(jī)柜，機(jī)房空間越來越局促。面對(duì)信息化建設(shè)的挑戰(zhàn)，該如何利用新技術(shù)更好的支撐高校信息化建設(shè)， 提供更好的IT服務(wù)，滿足各個(gè)院系各個(gè)部門的期望？我們認(rèn)為，采用目前 國際上流行的最先進(jìn)的超融合加虛擬化技術(shù)重新建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、安全可擴(kuò)展的超融合IT基礎(chǔ)架構(gòu)，重新定義數(shù)據(jù)中心

3、，將IT設(shè)備以可水平擴(kuò)展的資源 池的方式提供給各個(gè)院系各個(gè)部門，達(dá)到資源利益效率最大化，同時(shí)節(jié)省IT 基礎(chǔ)設(shè)施投資成本，節(jié)省數(shù)據(jù)中心能耗，實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù) 中心。二、虛擬化與高校IT基礎(chǔ)設(shè)施高校IT業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展要求IT基礎(chǔ)設(shè)施將能滿足其快速增長及變化的需求，傳統(tǒng)IT架構(gòu)已經(jīng)被證實(shí)無法有效應(yīng)對(duì)這種業(yè)務(wù)增長和變化的境況。服務(wù)器 虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)和興起，高效的解決當(dāng)前面臨的一系列難題，將成為未來IT基礎(chǔ)架構(gòu)的發(fā)展方向。虛擬化技術(shù)，以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源應(yīng)用。提供的資源被稱為虛擬資源，虛擬資源在使用者看來是可以無限擴(kuò)展的，并且可 以隨時(shí)獲取，按需使用。虛擬化技術(shù)帶來了以下幾個(gè)好處和變革：1資

4、源利用更高效，節(jié)省成本在虛擬化的架構(gòu)下，硬件資源都被虛擬成計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源，統(tǒng)一管理 和并按需分配。這樣可以避免重復(fù)建設(shè)，避免異構(gòu)平臺(tái)的產(chǎn)生，極大的提升 IT資源的利用率，節(jié)省能耗，減少IT成本的投入。2、管理復(fù)雜度大大降低高校IT部門除了成本之外，最關(guān)心的是IT的敏捷性和管理型，虛擬化帶來 了敏捷性和可管理性上的飛躍，一個(gè)新業(yè)務(wù)、一個(gè)新網(wǎng)站或是一個(gè)新服務(wù)， 可以在短時(shí)間內(nèi)部署好，而不是數(shù)天和數(shù)周的準(zhǔn)備，部署和測試。3、橫向擴(kuò)展IT業(yè)務(wù)的一個(gè)最大的痛點(diǎn)就是無法或者很難準(zhǔn)確的預(yù)知業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，這勢必造成：激進(jìn)或保守的估計(jì)了業(yè)務(wù)的現(xiàn)有的規(guī)模和預(yù)期的增長，都會(huì)造成 浪費(fèi)。虛擬化的解決方案使得橫

5、向可擴(kuò)展成為可能，按需添置硬件滿來足業(yè) 務(wù)增長，降低了對(duì)初期物理硬件的投入的依賴。4、靈活的軟件可定義不同于傳統(tǒng)的IT架構(gòu)大量采用專有化的硬件實(shí)現(xiàn)高級(jí)的功能和特性，如； 傳統(tǒng)存儲(chǔ)廠商采用專有芯片做數(shù)據(jù)壓縮、去冗，虛擬化系統(tǒng)更多依靠軟件的 方式來定義并實(shí)現(xiàn)新功能和新特性，其實(shí)隨著通用X86 CPU的快速更新和發(fā)展，這些專有的芯片大部分功能，都可以通過軟件在X86CPU上高效的實(shí)現(xiàn)。 帶來的系統(tǒng)架構(gòu)的靈活性的同時(shí)，也降低的總體成本。三、分離式計(jì)算和存儲(chǔ)虛擬化的缺陷當(dāng)前，多數(shù)高校還是采用傳統(tǒng)虛擬化解決方案， 就是計(jì)算服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù) 器分離，采用集中式存儲(chǔ)（SAN/NAS,由于這種結(jié)構(gòu)是過去遺留的結(jié)

6、構(gòu)，仍存留 在目前的虛擬化環(huán)境中，但隨著現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的高速發(fā)展， 其缺陷也日益凸 顯，主要表現(xiàn)在：1存儲(chǔ)服務(wù)器通過存儲(chǔ)交換機(jī)和計(jì)算服務(wù)器相連，存儲(chǔ)服務(wù)器和存儲(chǔ)交換機(jī)容易單點(diǎn)失效，造成所有的計(jì)算服務(wù)器不能訪問數(shù)據(jù)；2存儲(chǔ)服務(wù)器采用傳統(tǒng)機(jī)械磁盤和 RAID技術(shù)，在計(jì)算服務(wù)器增多的時(shí)候，存儲(chǔ)本身及存儲(chǔ)交換機(jī)會(huì)成為性能瓶頸，不利于 I/O訪問頻繁的應(yīng)用，例如 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用；3、存儲(chǔ)服務(wù)器和交換機(jī)都需要單獨(dú)配置，擴(kuò)容復(fù)雜，在維護(hù)成本上開銷大；4、難以擴(kuò)展，隨著業(yè)務(wù)的增長，傳統(tǒng)的SAN/NAS軍決方案會(huì)成為擴(kuò)展瓶頸;5、性價(jià)比低，客戶需要額外的采購存儲(chǔ)交換機(jī)和存儲(chǔ)服務(wù)器，并且占用額 外的機(jī)柜空間，消耗更

7、多的電力能源。下圖是當(dāng)前虛擬化架構(gòu)：四、中科泰SMART超融合存儲(chǔ)計(jì)算虛擬化架構(gòu)優(yōu)勢相比分離式的計(jì)算存儲(chǔ)虛擬化，超融合虛擬化，也稱做Hyper-converged，在提供存儲(chǔ)的同時(shí)，也提供計(jì)算能力，這不但大量減少了硬件投入和電力成本， 也將計(jì)算放在離存儲(chǔ)更近的地方，達(dá)到最優(yōu)的性能。超融合架構(gòu)通常采用了全分 布式的組件，橫向可擴(kuò)展，不存在單點(diǎn)失效，數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)恢復(fù)和備份，性能優(yōu) 勢非常明顯，是目前國際上主流科技公司普遍采用的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，也是未來IT基礎(chǔ)架構(gòu)的方向。我們所致力的工作就是把這樣出眾的產(chǎn)品帶給企業(yè)和高校。下圖是超融合的虛擬化架構(gòu)：SMARTX ZBSSMARTX ZBSCPU1111

8、中科泰SMART超融合虛擬化方案具備以下優(yōu)點(diǎn)：SMART的產(chǎn)品功能主要圍繞IT基礎(chǔ)架構(gòu)的最重要的幾個(gè)方面：豐富的數(shù)據(jù)服 務(wù)、業(yè)務(wù)的連續(xù)性、簡化IT管理、降低成本、綠色節(jié)能。1、豐富的數(shù)據(jù)服務(wù)彈性可配置副本應(yīng)用場景不同，對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性、可用性的要求也不同。SMART通過對(duì)存儲(chǔ)盤副 本數(shù)的配置，滿足不同場景的可靠性和可用性需求。智能數(shù)據(jù)恢復(fù)當(dāng)遇到物理磁盤損壞、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)掉電、網(wǎng)絡(luò)連接失敗等因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)可用性、 可靠性下降的事故，SMART）存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)智能的在健康物理節(jié)點(diǎn)上重建數(shù)據(jù)，來 保證數(shù)據(jù)的可靠性。同時(shí)為了使得背景恢復(fù)任務(wù)不影響正常的數(shù)據(jù)讀寫性能， SMART）會(huì)對(duì)恢復(fù)任務(wù)設(shè)置流量，并在負(fù)載很

9、輕的時(shí)候調(diào)度。備份工具SMART）提供了一組工具會(huì)將數(shù)據(jù)備份到外部的存儲(chǔ)，比如HDFS S3等。多一個(gè)層面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。集群負(fù)載均衡SMART）能夠智能的將數(shù)據(jù)均勻的分布到不同的物理節(jié)點(diǎn)，達(dá)成容量和性能的負(fù) 載均衡。瘦供給集群級(jí)的全局瘦供給（Thin Provison ）能允許用戶分配出大于當(dāng)前存儲(chǔ)系統(tǒng)空 間的存儲(chǔ)盤。存儲(chǔ)盤只有被真正使用的時(shí)候才算作被消耗的存儲(chǔ)資源。這項(xiàng)特性 為公有云彈性存儲(chǔ)“超賣”提供了強(qiáng)力的支持，已成為公有云后端存儲(chǔ)的標(biāo)配。秒級(jí)無依賴快照創(chuàng)建快照在SMARTX中是非常輕松高效的操作，快照創(chuàng)建均在 1ms內(nèi)完成。此 外，快照之間無依賴，方便快照管理。SMARTX®

10、;用了寫時(shí)復(fù)制(Copy-on-write) 的技術(shù)來提升快照的性能和體驗(yàn)，由于快照的真實(shí)數(shù)據(jù)只要在修改的時(shí)候才會(huì)被 復(fù)制，所以快照操作實(shí)際上就是簡單的元數(shù)據(jù)操作。2、業(yè)務(wù)連續(xù)性不停機(jī)擴(kuò)容整個(gè)擴(kuò)容升級(jí)過程無需暫停任何服務(wù)，用戶虛擬機(jī)里的業(yè)務(wù)無需中斷。硬盤熱插拔當(dāng)磁盤損壞需要更換的時(shí)候，無需停機(jī)斷電，用好的磁盤替換損壞的磁盤即可，SMART河以自動(dòng)將順壞磁盤的數(shù)據(jù)恢復(fù)出來。虛擬機(jī)重連網(wǎng)絡(luò)分區(qū)在分布式系統(tǒng)里是很常見的錯(cuò)誤，這類錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致分布式存儲(chǔ)暫時(shí)不可 用,SMARTXfe持虛擬機(jī)重連的機(jī)制，使得虛擬機(jī)I/O 不會(huì)受短暫網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤影響。VM熱遷移虛擬機(jī)熱遷移允許在不關(guān)閉虛擬機(jī)的情況下，將其轉(zhuǎn)移到另

11、一臺(tái)物理服務(wù)器上運(yùn) 行。SMARTXS存儲(chǔ)層面支持虛擬機(jī)熱遷移，提升虛擬機(jī)高可用性。3、簡化IT管理CLI/Web 管理CLI為系統(tǒng)管理員最常用的管理方式，編寫自動(dòng)化腳本的基礎(chǔ)。Web提供可視化 的操作界面，讓操作變得簡潔直觀。開放APISMARTS放API，當(dāng)前支持的RESTFUL和 Python接口，對(duì)開發(fā)者友好，外部 系統(tǒng)集成SMARTX十分容易。集群事件分析、監(jiān)控和報(bào)警豐富的多維度、多指標(biāo)監(jiān)控，自定義集群預(yù)警事件，方便系統(tǒng)管理員運(yùn)維。強(qiáng)大 的性能和日志分析工具，幫助管理員快速定位問題。4、節(jié)省開支SMART基于通用的X86服務(wù)器，可以跟隨通用硬件的快速升級(jí)而得到性能提 升和新功能加入，

12、為用戶節(jié)省更多的開支。5、綠色節(jié)能利用軟件定義存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)存儲(chǔ)產(chǎn)品的功能，并且提供統(tǒng)一易用的接口，容 易擴(kuò)展，減少了很多專用設(shè)備的采購和使用，節(jié)省IT開支和機(jī)柜空間，節(jié)省電力能源。五、SMART軟硬件一體解決方案和建議1、 硬件超微雙子星2*雙子星服務(wù)器（4U）,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件配置如下:單節(jié)點(diǎn)配置CPU2 x In tel E5 2680-v2內(nèi)存192GBSSD2 x Intel SSD s3500 480GBSATA硬盤4 x Seagate CES 3TB萬兆網(wǎng)卡Intel X540-DP 雙口千兆網(wǎng)卡I350 1Gb BT DP 雙口萬兆、千兆連接線共享雙冗余電源規(guī)格1U （兩個(gè)節(jié)點(diǎn)合

13、起來 2U）集群整體配置CPU80 Cores內(nèi)存768GB可用存儲(chǔ)空間46TB空間4U聯(lián)想RD-6404 x聯(lián)想RD-640服務(wù)器（8U）,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件配置如下:單節(jié)點(diǎn)配置CPU2 x In tel E5 2680-v2內(nèi)存192GBSSD2 x Intel SSD s3500 480GBSATA硬盤4 x Seagate CES 3TB萬兆網(wǎng)卡Intel X540-DP 雙口千兆網(wǎng)卡I350 1Gb BT DP 雙口萬兆、千兆連接線雙冗余電源規(guī)格2U集群整體配置CPU80 Cores內(nèi)存768GB可用存儲(chǔ)空間46TB空間8U注：超微雙子星硬件方案密度高，在空間和能耗的節(jié)省上更出色2、SM

14、ART軟件所有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)都安裝部署SMART標(biāo)準(zhǔn)版軟件特性備注ELF虛擬化計(jì)算平臺(tái)基于KVM智能SSD分層存儲(chǔ)SmartCache智能數(shù)據(jù)修復(fù)SmartRepair集群負(fù)載均衡器彈性副本支持13個(gè)副本存儲(chǔ)池?cái)?shù)=512單個(gè)存儲(chǔ)盤容量=4T秒級(jí)無依賴快照快照回滾秒級(jí)無依賴克隆存儲(chǔ)盤QoS控制單存儲(chǔ)盤最大快照數(shù) -256定時(shí)快照瘦供給Thi n provisi on虛擬機(jī)熱遷移磁盤熱插拔去冗備份工具命令行工具Web UIRESTFUL/Pyth on API性能監(jiān)控3、實(shí)踐建議：分期建設(shè)基于SMART的良好性能和諸多優(yōu)勢，學(xué)?？梢苑制谕度虢ㄔO(shè)，一期建成后可 以先把常用的、訪問量大的業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移到該平臺(tái)，如教務(wù)、校園網(wǎng)、由M牛等系 統(tǒng)。利舊老舊的服務(wù)器可作為備份存儲(chǔ)，用于日常的數(shù)據(jù)備份。4、報(bào)價(jià):SMART軟件+超微雙子星服務(wù)器+Dell或Arista萬兆交換機(jī)+萬兆連接線：78萬元（包含實(shí)施部署+系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移+年免費(fèi)升級(jí)維護(hù)）SMART軟件+ 聯(lián)想RD-640服務(wù)器+Dell或Arista萬兆交換機(jī)+萬兆連接線:78萬元（包含實(shí)施部署+系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移+年免費(fèi)升級(jí)維護(hù)）六、關(guān)于我們北京中科泰科技有限公司是總部位于中關(guān)村的一家高新技術(shù)企業(yè)，公司主要從事信息化技術(shù)的研究和開發(fā)，服務(wù)對(duì)象包括政府、高校和企業(yè)。公司有一個(gè)敢 于創(chuàng)新、開拓奮進(jìn)的專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，他們來自硅谷、來自清華、微軟