-.z高校IT根底架構設施升級方案----SMART*超融合+虛擬化解決方案中科泰科技**當前高校數據中心的現狀和問題隨著高校信息化建立的不斷深入，各個部門各個院系都根據各自的業務需求建立了相應的應用系統，而且增加的速度非常快，數據量也是呈幾何級數的增長，隨之而來的也給機房帶來新的挑戰：第一，資源整合問題：各院系各部門煙囪式信息化建立，存在大量信息孤島，資源無法共享。各自購置添加效勞器和存儲等硬件設施，資源的總體利用效率較低。第二，應用擴展問題：效勞器托管模式，新應用部署需要頻繁接入機房，布線、配置網絡，部署時間長。大局部新應用沒有對存儲、備份、可靠性等進展統一規劃，機房的硬件設施沒有統一規劃，網絡拓撲構造越來越復雜，新增系統布線困難。第三，運維運營問題：由于信息中心人力資源有限，而各院系人員運維運營能力薄弱，導致信息中心工作壓力越來越大，工作人員經常超負荷工作。第四，擁有本錢和能耗問題：硬件資源分散在各個院系和部門，資源利用效率低，運維總體本錢大，能耗高。第四，空間問題：每年大量投入新增硬件設施，增加機柜，機房空間越來越局促。面對信息化建立的挑戰，該如何利用新技術更好的支撐高校信息化建立，提供更好的IT效勞，滿足各個院系各個部門的期望.我們認為，采用目前國際上流行的最先進的超融合加虛擬化技術重新建立標準統一、平安可擴展的超融合IT根底架構，重新定義數據中心，將IT設備以可水平擴展的資源池的方式提供給各個院系各個部門，到達資源利益效率最大化，同時節省IT根底設施投資本錢，節省數據中心能耗，實現綠色數據中心。二、虛擬化與高校IT根底設施高校IT業務的迅猛開展要求IT根底設施將能滿足其快速增長及變化的需求，傳統IT架構已經被證實無法有效應對這種業務增長和變化的境況。效勞器虛擬化技術的出現和興起，高效的解決當前面臨的一系列難題，將成為未來IT根底架構的開展方向。虛擬化技術，以按需、易擴展的方式獲得所需的資源應用。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展的，并且可以隨時獲取，按需使用。虛擬化技術帶來了以下幾個好處和變革：1、資源利用更高效，節省本錢在虛擬化的架構下，硬件資源都被虛擬成計算、網絡和存儲資源，統一管理和并按需分配。這樣可以防止重復建立，防止異構平臺的產生，極大的提升IT資源的利用率，節省能耗，減少IT本錢的投入。2、管理復雜度大大降低高校IT部門除了本錢之外，最關心的是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，一個新業務、一個新或是一個新效勞，可以在短時間內部署好，而不是數天和數周的準備，部署和測試。3、橫向擴展IT業務的一個最大的痛點就是無法或者很難準確的預知業務的開展需求，這勢必造成：激進或保守的估計了業務的現有的規模和預期的增長，都會造成浪費。虛擬化的解決方案使得橫向可擴展成為可能，按需添置硬件滿來足業務增長，降低了對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的IT架構大量采用專有化的硬件實現高級的功能和特性，如；傳統存儲廠商采用專有芯片做數據壓縮、去冗，虛擬化系統更多依靠軟件的方式來定義并實現新功能和新特性，其實隨著通用*86CPU的快速更新和開展，這些專有的芯片大局部功能，都可以通過軟件在*86CPU上高效的實現。帶來的系統架構的靈活性的同時，也降低的總體本錢。三、別離式計算和存儲虛擬化的缺陷當前，多數高校還是采用傳統虛擬化解決方案，就是計算效勞器和存儲效勞器別離，采用集中式存儲〔SAN/NAS〕，由于這種構造是過去遺留的構造，仍存留在目前的虛擬化環境中，但隨著現代數據中心業務的高速開展，其缺陷也日益凸顯，主要表現在：1、存儲效勞器通過存儲交換機和計算效勞器相連，存儲效勞器和存儲交換機容易單點失效，造成所有的計算效勞器不能訪問數據；2、存儲效勞器采用傳統機械磁盤和RAID技術，在計算效勞器增多的時候，存儲本身及存儲交換時機成為性能瓶頸，不利于I/O訪問頻繁的應用，例如數據庫應用；3、存儲效勞器和交換機都需要單獨配置，擴容復雜，在維護本錢上開銷大；4、難以擴展，隨著業務的增長，傳統的SAN/NAS解決方案會成為擴展瓶頸；5、性價比低，客戶需要額外的采購存儲交換機和存儲效勞器，并且占用額外的機柜空間，消耗更多的電力能源。以下圖是當前虛擬化架構：四、中科泰SMART*超融合存儲計算虛擬化架構優勢相比別離式的計算存儲虛擬化，超融合虛擬化，也稱做Hyper-converged，在提供存儲的同時，也提供計算能力，這不但大量減少了硬件投入和電力本錢，也將計算放在離存儲更近的地方，到達最優的性能。超融合架構通常采用了全分布式的組件，橫向可擴展，不存在單點失效，數據能夠自動恢復和備份，性能優勢非常明顯，是目前國際上主流科技公司普遍采用的IT根底架構，也是未來IT根底架構的方向。我們所致力的工作就是把這樣出眾的產品帶給企業和高校。以下圖是超融合的虛擬化架構：中科泰SMART*超融合虛擬化方案具備以下優點：SMART*的產品功能主要圍繞IT根底架構的最重要的幾個方面：豐富的數據效勞、業務的連續性、簡化IT管理、降低本錢、綠色節能。1、豐富的數據效勞彈性可配置副本應用場景不同，對數據的可靠性、可用性的要求也不同。SMART*通過對存儲盤副本數的配置，滿足不同場景的可靠性和可用性需求。智能數據恢復當遇到物理磁盤損壞、存儲節點掉電、網絡連接失敗等因素導致的數據可用性、可靠性下降的事故，SMART*存儲系統會智能的在安康物理節點上重建數據，來保證數據的可靠性。同時為了使得背景恢復任務不影響正常的數據讀寫性能，SMART*會對恢復任務設置流量，并在負載很輕的時候調度。備份工具SMART*提供了一組工具會將數據備份到外部的存儲，比方HDFS、S3等。多一個層面對數據進展保護。集群負載均衡SMART*能夠智能的將數據均勻的分布到不同的物理節點，達成容量和性能的負載均衡。瘦供給集群級的全局瘦供給〔ThinProvison〕能允許用戶分配出大于當前存儲系統空間的存儲盤。存儲盤只有被真正使用的時候才算作被消耗的存儲資源。這項特性為公有云彈性存儲“超賣〞提供了強力的支持，已成為公有云后端存儲的標配。秒級無依賴快照創立快照在SMART*中是非常輕松高效的操作，快照創立均在1ms內完成。此外，快照之間無依賴，方便快照管理。SMART*使用了寫時復制〔Copy-on-write〕的技術來提升快照的性能和體驗，由于快照的真實數據只要在修改的時候才會被復制，所以快照操作實際上就是簡單的元數據操作。2、業務連續性不停機擴容整個擴容升級過程無需暫停任何效勞，用戶虛擬機里的業務無需中斷。硬盤熱插拔當磁盤損壞需要更換的時候，無需停機斷電，用好的磁盤替換損壞的磁盤即可，SMART*可以自動將順壞磁盤的數據恢復出來。虛擬機重連網絡分區在分布式系統里是很常見的錯誤，這類錯誤會導致分布式存儲暫時不可用，SMART*支持虛擬機重連的機制，使得虛擬機I/O不會受短暫網絡錯誤影響。VM熱遷移虛擬機熱遷移允許在不關閉虛擬機的情況下，將其轉移到另一臺物理效勞器上運行。SMART*在存儲層面支持虛擬機熱遷移，提升虛擬機高可用性。3、簡化IT管理CLI/Web管理CLI為系統管理員最常用的管理方式，編寫自動化腳本的根底。Web提供可視化的操作界面，讓操作變得簡潔直觀。開放APISMART*開放API，當前支持的RESTFUL和Python接口，對開發者友好，外部系統集成SMART*十分容易。集群事件分析、監控和報警豐富的多維度、多指標監控，自定義集群預警事件，方便系統管理員運維。強大的性能和日志分析工具，幫助管理員快速定位問題。4、節省開支SMART*基于通用的*86效勞器，可以跟隨通用硬件的快速升級而得到性能提升和新功能參加，為用戶節省更多的開支。5、綠色節能利用軟件定義存儲實現傳統存儲產品的功能，并且提供統一易用的接口，容易擴展，減少了很多專用設備的采購和使用，節省IT開支和機柜空間，節省電力能源。五、SMART*軟硬件一體解決方案和建議硬件超微雙子星2*雙子星效勞器〔4U〕，每個節點的硬件配置如下：單節點配置CPU2*IntelE52680-v2內存192GBSSD2*IntelSSDs3500480GBSATA硬盤4*SeagateCES3TB萬兆網卡Intel*540-DP雙口千兆網卡I3501GbBTDP雙口萬兆、千兆連接線共享雙冗余電源規格1U〔兩個節點合起來2U〕集群整體配置CPU80Cores內存768GB可用存儲空間46TB空間4U聯想RD-6404*聯想RD-640效勞器〔8U〕，每個節點的硬件配置如下：單節點配置CPU2*IntelE52680-v2內存192GBSSD2*IntelSSDs3500480GBSATA硬盤4*SeagateCES3TB萬兆網卡Intel*540-DP雙口千兆網卡I3501GbBTDP雙口萬兆、千兆連接線雙冗余電源規格2U集群整體配置CPU80Cores內存768GB可用存儲空間46TB空間8U注：超微雙子星硬件方案密度高，在空間和能耗的節省上更出色。2、SMART*軟件所有效勞器節點都安裝部署SMART*標準版軟件特性備注ELF虛擬化計算平臺基于KVM智能SSD分層存儲SmartCache智能數據修復SmartRepair集群負載均衡器彈性副本支持1~3個副本存儲池數<=512單個存儲盤容量<=4T秒級無依賴快照快照回滾秒級無依賴克隆存儲盤QoS控制單存儲盤最大快照數<=256定時快照瘦供給Thinprovision虛擬機熱遷移磁盤熱插拔去冗備份工具命令行工具WebUIRESTFUL/PythonAPI性能監控3、實踐建議：分期建立基于SMART*的良好性能和諸多優勢，學校可以分期投入建立，一期建成后可以先把常用的、訪問量大的業務系統遷移到該平臺，如教務、校園網、等系統。利舊老舊的效勞器可作為備份存儲，用于日常的數據備份。4、報價：SMART*軟件+超微雙子星效勞器+Dell或Arista萬兆交換機+萬兆連接線：78萬元(包含實施部署+系統數據遷移+一年免費升級維護)SMART*軟件+聯想RD-640效勞器+Dell或Arista萬兆交換機+萬兆連接線：78萬元(包含實施部署+系統數據遷移+一年免費