华为FusionStorage技术建议书分布式存储

华为FusionStorage分布式存储技术建议书Huawei Technologies Co., Ltd.华为技术有限公司All rights reserved版权所有侵权必究Revision record 修订记录//在提供给客户前需删除本页“修订记录”。

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Table of Contents 目录Revision record 修订记录....................................... Table of Contents 目录.......................................1 项目概述..................................................1.1 项目背景 ..................................................1.2 项目需求 ..................................................1.3 功能需求 ..................................................2 项目技术方案..............................................2.1 FusionStorage总体架构 .....................................2.2 FusionStorage优点概述 .....................................2.3 FusionStorage应用场景 .....................................2.3.1 FusionStorage与FusionSphere融合场景...............2.3.2 FusionStorage与VMware融合场景.....................2.3.3 FusionStorage与OpenStack融合场景..................3 FusionStorage应用中典型硬件平台...........................3.1 FusionStorage在机架式服务器上使用 .........................3.2 FusionStorage在刀片式服务器上使用 .........................4 FusionStorage应用中网络设计方案...........................4.1 总体组网方案 ..............................................4.2 在机架式服务器上使用组网方案 ..............................4.2.1 单柜10GE组网......................................4.2.2 单柜IB存储组网....................................4.3 在刀片服务器上使用组网方案 ................................4.3.1 虚拟化10GE 刀片服务器组网.........................4.3.2 虚拟化IB+SSD组网..................................5 服务器数量规划............................................5.1 FusionStorage按容量和性能计算服务器数量 ...................6 FusionStorage产品特性介绍.................................6.1 性能卓越 ..................................................6.2 高可靠 ....................................................6.3 弹性扩展 ..................................................6.4 管理简便 ..................................................6.5 兼容性 ....................................................7 FusionStorage典型应用案例.................................7.1 浙江电信选择FusionStorage建设存储资源池 ...................7.2 华为公司计算云-单资源池5K VM ..............................7.3 FusionStorage帮助江苏移动CRM系统建设高性能数据库平台 ......7.4 华为携手沃达丰打造分布式数据中心 ..........................7.5 华为FusionStorage助力深圳海关加速大数据分析 ...............7.6 FusionStorage：汇港资讯高效证券交易数据发布云平台建设 .....7.7 华为FusionStorage助力BME高效交付股票交易系统 ..............8 系统软硬件配置清单及说明..................................8.1 软件配置 ..................................................8.2 硬件配置 ..................................................9 缩略语....................................................1项目概述1.1 项目背景XXX单位准备采用虚拟化与云计算技术来构建IT系统，提升IT系统的资源利用率，但是传统SAN在企业基础设施池化、云化中面临的主要问题：存储资源弹性问题：多业务负载、资源的动态需求变化存储扩展的问题：共享、扩展面临了诸多的瓶颈和问题（机头、前后端网络、CPU/Cache与HDD不同步问题）形态和实施的成本、复杂性问题：独立的存储网络，建设成本高、实施复杂（初始实施、扩减容等）容错和可靠性问题：大规模集群中容忍的故障域问题（跨机柜、跨机房），硬盘重建时间长问题针对上述问题，建议使用FusionStorage 分布式存储产品解决上述问题，为满足业务平台日益增长的存储需求，为业务平台提供高安全性、高可靠性、高可用性和开放性的存储服务。

FusionStorage分布式存储系统基于分布式处理技术、虚拟化技术和集群技术实现，作为云计算资源池存储资源池的一部分，为计算资源池提供高速、可靠、安全的块存储服务。

1.2 项目需求XXX单位，对存储需求如下，需要根据具体的项目进行修改：1.3 功能需求XXX单位，对功能需求如下，需要根据具体的项目进行修改：1、无性能下降智能精简配置2、基于快照的高性能链接克隆3、高性能增量快照技术4、高可靠---多重数据安全保障机制5、高性能、低时延---支持全SSD 存储6、高性能、低时延---支持Infiniband网络互联7、FusionStorage --- 全分布式平滑扩展2项目技术方案2.1 FusionStorage总体架构分布式存储FusionStorage是华为公司设计,完全自主产权的分布式存储架构.作为一种存储与计算高度融合的存储软件，通过突破性的架构和设计，达到高性能、高可靠、高性价比。

它具有一致的、可预测的性能及可扩展性，具有高弹性和自愈能力，具有计算存储高度融合。

FusionStorage采用分布式集群控制技术和分布式Hash数据路由技术，提供分布式存储功能特性。

FusionStorage功能架构图如下所示：FusionStorage功能模块:存储接口层：通过SCSI驱动接口向操作系统、数据库提供卷设备。

存储服务层：提供各种存储高级特性，如快照、链接克隆、精简配置、分布式cache、容灾备份等。

存储引擎层：FusionStorage存储基本功能，包括管理状态控制、分布式数据路由、强一致性复制技术、集群故障自愈与并行数据重建子系统等。

存储管理层：实现FusionStorage软件的安装部署、自动化配置、在线升级、告警、监控和日志等OM功能，同时对用户提供Portal界面。

FusionStorage系统软件架构：FusionStorage通过分布式架构把分散的、低速的SATA/SAS机械硬盘组织成一个高效的虚拟化SAN存储池设备，提供比SAN设备更高的IO能力，把性能发挥到极致。

FusionStorage分布式存储系统包含三个子系统：无状态机头无状态机头对外提供本地SCSI接口或者ISCSI服务接口，可以部署在存储节点，也可以灵活部署在计算节点。

系统启动时，无状态机头会从元数据集群获取最新的数据分布视图。

在IO过程中，无状态机头会将数据均衡的分发到各个存储节点。

无状态机头提供多种接口支持，其中包括本地SCSI，ISCSI。

本地SCSI 支持主流的linux操作系统，其他操作系统可以通过ISCSI接口提供块存储服务。

存储集群在IO读写过程中，存储集群接收到无状态机头分发的IO请求，会根据副本策略，将IO分发到其他服务器或者机柜上的存储节点；同时存储节点会将每台服务器上的缓存设备划分成读写缓冲区，IO直接写到cache中就向主节点返回。

当缓冲区达到一定的水位后，存储节点会自动将缓冲区的数据刷到主存设备（机械硬盘/SSD）上。

分布式机头FusionStorage采用无状态的分布式软件机头，机头部署在各个服务器上，无集中式机头的性能瓶颈。

单个服务器上软件机头只占用较少的CPU 资源，提供比集中式机头更高的IOPS。

分布式缓存FusionStorage实现了计算和存储的融合，缓存和带宽都均匀分布到各个服务器节点上。

FusionStorage支持将服务器SSD卡用作读、写缓存，对于数据的写操作，系统数据首先写到SSD的写缓存中，所有副本（三个副本）写缓存成功后，IO立即返回。

同时IO也会将数据缓存均匀分布到各个节点上，所有服务器的缓存总容量远大于采用外置独立存储的方案。