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揭秘虚拟化环境高可靠存储的构架和配置

作者:it技术知识网 阅读次数: 时间:2019-05-08 11:06:15
揭秘虚拟化环境中的高可靠的存储体系结构和配置
揭秘虚拟化环境高可靠存储的构架和配置

摘要:当今IT技术的飞速发展,虚拟化技术在节省投资的成熟,因为它的优势,提高IT效率也越来越明显,越来越多的企业开始部署虚拟化平台。当存储系统被部署虚拟化平台,在企业环境中,考虑到性能,我们还必须充分考虑负载均衡和高可用性,这是保证整个虚拟基础设施平台能够提供高品质的和基础的可靠的服务。本文主要的IBM DS5100的VMwar? vSphere环境为例下来介绍如何配置存储设备和HA结构,该制品主要包括以下主要内容。

  的基本内部结构·IBM DS5100 SAN介绍·高可靠性的光学开关架构设计·区设计和配置(基于IBM存储区域网络Web工具)·存储系统阵列,LUN设计和配置(基于IBM系统存储DS存储管理器)

  例如环境介绍

  在概述部分已经提到的,这纸的VMware vSphere 4。DS5100的环境中作为一个例子来介绍存储在图1的下方HA的结构和配置是一个网络架构的虚拟SAN环境的示意图我要介绍。

图的示意图。1个SAN网络▲

  在图1中,包括三种类型的设备在整个体系结构,主机服务器,SAN交换机和存储系统。主机服务器在服务器组用于部署vSphere4的。所有正在运行的虚拟机的1个应用程序服务器,在每一个服务器组的VMware环境将被配置为群集,在所有的机器的每个群集将分享一些存储空间。存储系统上图提供需要的这些应用程序服务器虚拟存储空间,SAN交换机是实现主机服务器和存储系统的连接。为了实现SAN网络的高可用性,所有的服务器和存储系统的同时连接两台SAN交换机。在上述的虚拟化环境中,每个仅连接至一个服务器组存储系统,服务器组1/2/3存储系统1以上份额的存储空间,服务器组以上的存储系统2 4/5/6共享存储空间。当网络,架构设计和背面的配置,它会根据网络结构作为解释的基础。

  在IBM DS5100的基本内部结构

  IBM系统存储DS5000系列磁盘存储系统是IBM的高性能中端磁盘存储系统,集成度非常高,从架构能够支持线性扩张,但也可以很容易地进行负载根据用户分担定制需求实现高IOPS和MBP的要求,保证了出色的性能,同时支持大容量的,它是理想的虚拟化和整合。

  为了有效地提高存储I / O性能,实现高可靠性,需要设计一个符合存储网络模式的特点,因此,我们需要大概看一下DS5100的基本内部结构,在此基础上,它可以被设计为充分发挥其优势,在建筑连接方式。如图2所示,DS5100主机柜控制器具有两个相同的模块,每个模块具有八个磁盘控制器通道端口(红色框部连接的存储扩展柜),通过控制的开关端口环路(环路开关)分为4组,每组2。每个模块控制器主机端口和八个(篮部,连接到主机或SAN交换机),由两个主机接口卡8个的主机端口,具有每个卡上的四个端口,所有这些端口可以根据自定义需要4GB FC接口或8GB FC接口。

图示意性后面板接口2 DS5100主机▲

  控制器DS5100之间是通过内部连接模块连接的两个模块来实现快速和有效的数据传输控制的交互。在每一模块内控制器具有一个专有的ZIP ASIC芯片,其专门设计用于支持I / O操作时,计算RAID冗余信息,并且这是通过计算奇偶校验芯片基于硬件的实现,从而比由软件计算快得多,这可以有效的保证了系统的整体性能。

  图3是图DS5100的内部机构的示意图,从图中可以看出,每个信道端口模块内的控制器DS5100磁盘和主机端口模块邮编处理器模块实现内部轮毂连接,通过内部DS5100 PCI Express总线通信实现。对于每两个主机接口卡控制器模块提供八个主机接口,该芯片组4GB FC 4连接两个磁盘通道接口,一个4 4GB FC控制器芯片集是通过本交换机的电路(回路开关)上述8个磁盘模块相连信道接口,4GB FC芯片连接到其它四个额外的控制器模块上方的磁盘通道接口8。

  类似地,其它两个4 4GB FC控制器芯片上的电路交换模块经由两个连接模块16个分别控制器磁盘通道端口设置。这使得可以实现控制器可以在任何时间访问每个磁盘通道口16,每个信道的主机接口的数据时,主机接口卡可以,邮编处理器模块,4GB FC循环的四个模块,并连接所有的开关磁盘通道接口。基于所述负载接口,扩展连接机柜和LUN的划分在各个通道内DS5100芯片写入对象数据,以确定如何控制并联开关电路,并在最大程度上实现平衡负载。

3 DS5100主机▲图示意性内部配置。

  高度可靠的SAN架构设计:主机和扩展机箱

  1。存储系统和扩展箱连接到主机

  通过一个DS5100可以理解的内部结构引入,有两个DS5100控制器,多个内部模块和端口,以实现高度可靠的结构,有必要充分考虑冗余均衡负责,应承载的通信和可能的存储扩展机柜被分发到所有的模块,以及芯片组端口。

  当连接磁盘存储扩展机柜,考虑冗余和负载平衡,每个扩展柜同时连接控制器A和控制器B的。考虑到相邻的磁盘通过一信道端口的开关控制电路,因此,建议使用图匹配。4。因此,当在图5中仅示出了四个存储扩充机柜连接都可以使用,充分利用所有内部模块和电路交换模块。当使用图6所示连接时,存储器具有八个扩展箱,它将使用所有的磁盘的通道口的。当数量大于8个扩展箱,则需要两个或更多个串联的第一外壳,然后连接到主机柜根据图的实施例。6。

▲图。4 DS5100储藏柜图配对

5四个连接的外壳▲图的示意图。

当图的接线图。6▲八个扩展外壳

  高度可靠的SAN架构设计:存储和SAN交换机连接  

  2。主机系统内存和连接SAN交换机

  在图1中示出提到组网图,所述存储系统内部的环境是两个两个SAN交换机中,每个存储系统将支持三个服务器组。为了实现高可用性和负载均衡,两台主机需要连接两个DS5100 SAN交换机。考虑到可能的损坏或SAN交换机的情况下控制器还使损害某些负载平衡,推荐中所示连接。7,两个控制器的主机接口模块中的一个连接到不同的SAN交换机,我。e。2控制器无。1到4被连接到所述主机连接器端口SAN交换机1,无。5-8与主机连接端口交换机2 SAN。在这种情况下,如果到SAN交换机的任何损坏,DS5100控制器控制器A和B是能够有效地进行负载均衡; 控制器的任何损害,如果DS5100,可以进行2个SAN交换机负载平衡。在极端情况下,无论是SAN交换机和控制器也损坏的情况,或启用主机服务器到DS5100存储系统的路径了。

  为了便于理解,在图。只有图7示出一连接DS5100和与SAN交换机2主机服务器,第二DS5100和所有其他主机服务器还同时连接到以类似的方式。

  SAN交换机选择:以保证速度的基础上,以满足系统的接口,以确保足够数量的两个DS5100总的16个端口,主机服务器连接的连接端口,每个主机服务器只需要一个端口。

▲7 SAN交换机网络示意图(第1部分和DS5100主机服务器)

  3。主机服务器和SAN交换机连接

  类似地与主机系统存储器中,为了确保高可用性主机服务器,每个主机服务器配置有两个HBA光纤适配器,两个卡都连接的SAN Swith1 HBA和SAN交换机2。图7中所示。TO缓解SAN交换机的配置,也为了便于后的维护和纠错,在每个HBA两项建议连接到相同数量的2个SAN交换机接口的主机服务器接口的。

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  光开关区设计

  DS5100和主机服务器连接SAN交换机之后,整个物理SAN网络连接部分基本上是完整的。为了实现所有的主机服务器的可以很容易地连接到所需的存储空间,同时确保高可靠性和负载平衡的配置织物开关和内部存储也是非常关键的,这部分描述的第一织物开关的设计和配置以为。

  1。光开关区设计

  在SAN网络中,区是一个非常重要的概念,出色的设计和配置区域,可以消除很多潜在的共同的问题,同时也保证了系统的全部性能。类似于以太网VLAN FC交换机功能开关,其被连接到SAN网络中的设备(主机和存储)区的功能,逻辑上划分为彼此装置的这样的不同区域中的不同区域不能直接访问网络,从而在网络中的实现装置之间的隔离。由于场景下文描述用于虚拟场景,所述有效量可进一步减少布置区域主机服务器多路径上述同时维护性能,优化寻址管理的vSphere主机服务器。

  在这里,我们建议创建最佳实践的一个区,且用于连接到存储创建单独的区中的每个主机,可以在图7中可以看到的,每个DS5100存储控制器A和控制器B具有四个分别为FC主机接口连接到SAN交换机,因此,创造一个区的情况下,SAN交换机上述情况,我们应该为每个区的主机的至少两个,连接到相应的存储的控制器A和控制器B的。类似地,在另一个SAN交换机,还建立在同一主机两个区,被连接到相应的存储控制器B控制器A和另一组主机接口卡的。这样,就可以实现所有的连接完全隔离,解决问题时,纠错,也有利于未来。

  在图7中的主机服务器1作为一个例子,可以各自创建表1中所示为两个SAN交换机区域配置。在不同的应用场景中,也可以根据存储系统的数量重用存储系统接口和接口的主机服务器接口。

▲表1 SAN交换机ZONE配置表(主机服务器1)

  建立了符合本区后,每个主机服务器将有四条路径到存储系统,它涵盖四个路径主机服务器HBA 2卡,以及两个SAN交换机2控制器和所有四个主机接口卡。其中每个HBA具有两个路径,每个SAN交换机具有两条路径,两条路径的每个控制器。在存储系统中,每个四个主机接口卡必须连接到主机的路径。在这种情况下,即使有也断一个破碎极端的情况下的一个SAN交换机控制器,它能够确保主机的数据的连通性和存储。对于所有其他主机服务器,能够根据上述示例性区的各自的设计来完成。

  SAN交换机区的基本配置

  在完成设计区,在创建之初的主要过程,在这篇文章中,以IBM的24开关SAN24B简单的例子来说明这个步骤来创建一个区的简要经过区。IBM SAN24B光纤交换机配置工具是一种基于Web的存储区域网络的网络工具,可以通过Web浏览器的HTTP SAN交换机的IP直接连接可以。在本节中,只是一个必要配置区,该过程的具体细节的基本步骤列表,请参阅其他文件。

  步骤1中,创建别名

  为了便于创建和后区的管理,我们可以创建依赖于连接SAN交换机上面主机或存储的别名,建议到主机服务器存储系统名称和相应的端口名称的名称不。这反过来又创造了有利的区域之后,问题也出现在未来赞成调查是错误的。8创建如图过程中。

图8 SAN交换机▲创建别名示意性步骤

  第2步创建区域

  创建别名后,您可以创建一个区逐区设计,建立区,当清除这就需要建立连接的每台主机服务器与该控制器DS5100。在如图9所示的创建过程。

▲图。9 SAN交换机步骤创建的概略ZONE

  第3步,创建一个配置文件,并激活区

  所有区1对1的创建后,添加开发区生效到区域配置文件,然后启动配置文件,所以我们配置的区域生效。。创建过程图10中所示。

10 SAN交换机▲示意图创建步骤区配置

  DS5100存储系统的基本配置设计

  在存储网络环境中,LUN映射和区域同样重要概念。在多服务系统,在存储功能LUN映射或LUN屏蔽要与区上一起使用的SAN交换机中使用的,目的是要使用不同的主机只能访问到不同的存储空间。一方面,实现存储空间的隔离,同时能够采取对存储充分利用空间,便于进行存储资源管理和部署。

  之前LUN映射,分工和热备用驱动器阵列的设置也很重要。特别是在虚拟化环境中,主机服务器要求和存储系统连续的数据交换,因为每个主机服务器,可能是由于不同的用户需求,从而导致不同的流量来存储,为了更好地实现高可用性和负载平衡,如图中图推荐配置11。

▲阵列图。11 DS5100内部和示意性设计HOTSPARE

  上述配置在虚拟环境中的一个配置模式中使用的,下面的优点

  ·热备份驱动器,其中可被处理以实现在任何损害的情况下,主动硬盘每个扩展机壳中的储备。对于系统管理员来说,它可以是非常轻松无压力的时间来对付坏的硬盘驱动器。

  ·每个阵列是在所有存储扩充机柜,一个RAID5配置后,基本上到负载分布到所有的扩展柜,其能够有效地实现每个扩展机柜的负载平衡的所有数据的操作,而不同的均衡可以是数据读出的有效大小不同和写入主机上的需求。

  ·由于所有阵列是在多个外壳,任何损害或到延伸机壳的任何损坏的硬盘,不会影响整个存储系统的数据丢失,确保高可用性。因为虚拟化环境中,每个存储空间可以运行许多不同的虚拟业务系统,高数据可靠性变得更加重要。

  根据图。5或图。6连接所述存储网络示出主机柜和延伸机壳,而根据本模式中示出后。11分割阵列,它能够实现在所述内部存储系统有效的负载平衡和性能优化。如图12中所示,假定控制器A主机端口8与一个1MB的数据业务连接时,数据被划分成四个写256KB扩展机柜1至4中的块,以及奇偶校验数据到256KB 5膨胀外壳,显示在图12中,整个1。数据业务流的25MB同时写入256KB 5 5储存起来的时间进行数据处理,DS5100系统会自动计算更多的端口,通过同时操作数据,从而有效地保证了整个百货公司高可靠性和负载平衡实现尽可能。

12 DS5100端口负载平衡概略图▲。

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  步骤DS5100的基本结构的存储系统

  在整个存储系统的阵列设计完成后,就可以开始配置DS5100。在本文中,以提供IBM的DS系列存储专业的客户端配置工具的IBM System Storage DS存储Manager10简单的例子,介绍了必要的配置过程中,其他的具体步骤,请参考其他文件。

  步骤1中,配置存储热备用

  热备用硬意味着硬盘被预先插入在所述外壳内,这可以提供在向硬盘故障损坏的情况下提供额外的保护,而另一些能够自动更换损坏的磁盘存储系统,用于整个。如图所示,考虑到不同扩展柜中存储的主机数据通信的需求,所以我们建议尽可能地保护热备用硬盘驱动器11的每个扩展柜中,考虑到虚拟化环境的需求,存储空间非常大的,因此,只有一个扩展柜指定一个热备用驱动器足够。

  初始配置入口13,进入配置屏幕上,选择所有slot16外壳为热备用。

▲13个基本步骤的示意性配置HOTSPARE

  步骤2中,配置和LUN阵列

  在配置阵列和LUN,你应该确认当前的存储系统已经升级了最新的微码,以及所有已全部配置热备用。与此同时,我们必须完成的阵列,LUN设计,以及命名和RAID配置模式。在图14中所示结构中,设计可以单独创建Array,进入配置屏幕上,输入阵列的名称,阵列选择手动配置模式,并在相应的时隙号选择相同的磁盘盒,以创建一个Array。

▲图14阵列来创建概要

  然后,LUN可以创建以下阵列,以实现更好的性能,如果没有特殊的要求逻辑驱动器容量,建议每个LUN大小等于单个物理磁盘的大小。

  步骤3中,主机组配置

  在vSphere4的。1种环境下,为了更好地实现资源共享和HA,建议集群模式下,一些主机服务器到内部群集,每个群集组共享一些相同的记忆。为了实现下面的LUN可以方便地映射到上述服务器组,存储上述需要在主机组,如图15所示进行配置,创建一个主机组,增加了一个由两个每个主机的HBA端口标识。为了便于配置工作,它的存储配置建议之前,提前HBA WWPN地址主机服务器的所有准备。

▲15主机组表示图1的结构。

  步骤4中,映射LUN到主机

  在完成配置主机组,同时完成阵列和LUN创建,你可以映射LUN到相应的主机。在此之前的配置,存储空间必须提前计算根据需要,要求和VM服务器组内的每个硬盘驱动器的需求数量,LUN和服务器组的设计关联。后的设计完成后,如图16,一个LUN到主机组映射。映射完成后,同时也认识到SAN交换机正确的配置上面区和激活,那么所有的主机服务器将能够实现到相应的存储空间正常访问。

▲图LUN映射示意。16主机组

  总结和作者

  本文介绍的企业级存储系统在虚拟环境中的部署,如何根据所述存储系统的结构特点设计和配置的SAN网络结构,实现了高可靠性和负荷跨存储系统平衡,所以整个虚拟企业的高品质和可靠的服务平台的基础。从SAN架构,SAN交换机的设计和构造中,内部阵列存储系统的设计和配置等的多层次。,并具有高可靠性和负载平衡,并能够在SAN交换机的设计充分考虑,以及存储控制器实现正常极端情况下,一个存储扩展柜数据接入故障。

  通过分析IBM DS5100存储系统中,给定一组最佳实践SAN HA连接体系结构的基本结构,该体系结构可以平衡连接DS5100播放所有的内部模块和接口模块,一个可靠的和负载平衡的高层建筑。IBM SAN24B而光学开关作为一个例子,描述了如何设计和配置区域,在一方面,以实现不同的主机对存储系统的访问的分离,而且还实现HA SAN网络连接,以确保各自端口SAN交换机的负载均衡。DS5100内部配置部件,和描述了主机备用和阵列设计和配置,以及如何给出的主要结构的步骤,以实现的数据存储可靠性和负载平衡高电平。

  关于作者:

  ▲吴晋江,云架构设计工程师

  在国外大型IT公司工作,从事企业云架构,具有丰富的IT基础架构和虚拟化经验,熟悉主流的虚拟化技术,熟悉IBM服务器和磁盘存储产品。

▲周燕铁,存储工程师

  在国外大型IT公司工作,是一个存储工程师,专注于虚拟化的方向,存储,Linux和开源软件,已经在各个行业工作。

▲汪一鬓,系统架构师

  在从事信息技术服务工作的大国外IT厂商合作。熟悉IBM的System x系列服务器,IBM电力系统系列服务器,IBM DS系列存储产品; 熟悉IBM DB2数据库,IBM熟悉的应用程序服务器,熟悉IBM ITM监控管理平台。负责规划,设计和企业云计算平台环境的部署。

原始链接:http://存储。IT168。COM / A2011 / 0824/1236 / 000001236664_all。SHTML

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