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曙光分布式存儲ParaStor300助力BGP地震處理解釋一體化系統(tǒng)建設(shè)

項(xiàng)目背景

中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司在全國乃至全球設(shè)立數(shù)百個(gè)科研生產(chǎn)單位,，以往的IT基礎(chǔ)架構(gòu)采用傳統(tǒng)模式,，存儲使用統(tǒng)一存儲、數(shù)據(jù)備份使用磁帶庫,，面對日益增長的數(shù)據(jù)量以及對存儲性能要求的提升,，傳統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)需求,，迫切需要新的架構(gòu)來提升存儲訪問效率。

通過多方調(diào)研和測試,，東方地球公司決定采用分布式并行存儲架構(gòu)來支撐石油物探技術(shù)方法研究,、應(yīng)用軟件開發(fā)、測試和地震數(shù)據(jù)處理,、數(shù)據(jù)解釋生產(chǎn)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng),。需支持GeoEast和GeoLightning石油地震數(shù)據(jù)處理—解釋一體化應(yīng)用軟件系統(tǒng)。

方案設(shè)計(jì)

本次項(xiàng)目實(shí)為科研生產(chǎn)單位內(nèi)部IT系統(tǒng)升級改造,，而作為業(yè)務(wù)系統(tǒng)集群內(nèi)的配套存儲,，要求滿足標(biāo)準(zhǔn)化、高密度,、高并發(fā),、高擴(kuò)展，滿足大數(shù)據(jù)處理解釋業(yè)務(wù)需求,。

ParaStor采用多副本,、N+M糾刪碼等數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)、全冗余設(shè)計(jì),，支持單一存儲命名空間,、支持容量海量擴(kuò)展，性能線性擴(kuò)展,，能夠滿足高性能計(jì)算中心海量文件并發(fā)讀寫需求,。

本方案規(guī)劃采用8+2:1的保護(hù)策略，即8個(gè)數(shù)據(jù)對象匹配2個(gè)校驗(yàn)對象,，這10個(gè)對象根據(jù)哈希算法分布在不同數(shù)據(jù)控制的不同硬盤上,，這10塊硬盤為一組，可以容忍2塊硬盤同時(shí)失效而不至于數(shù)據(jù)丟失,；整套存儲系統(tǒng)可以容忍1臺數(shù)據(jù)控制器失效而不至于數(shù)據(jù)丟失,。在這種配置下，存儲系統(tǒng)空間利用率可達(dá)到80%,。

優(yōu)勢說明

1)  架構(gòu)優(yōu)勢

ParaStor300采用元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分離的非對稱式結(jié)構(gòu),，這也是國際主流的并行存儲系統(tǒng)架構(gòu)，元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分離有助于提升存儲系統(tǒng)的性能和擴(kuò)展性,。

ParaStor300的多臺索引控制（默認(rèn)配置2臺）采用多活冗余集群結(jié)構(gòu)元數(shù)據(jù)存儲采用RAID6保護(hù)的SSD高速磁盤以提高元數(shù)據(jù)訪問性能,。曙光ParaStor300采用更高級的元數(shù)據(jù)冗余策略。ParaStor300的元數(shù)據(jù)控制器默認(rèn)配置2臺,，同時(shí)支持更多的元數(shù)據(jù)控制器組成元數(shù)據(jù)集群,，每臺元數(shù)據(jù)控制器均為Active在線狀態(tài)，正常工作時(shí)負(fù)載均衡并行文件系統(tǒng)客戶端的元數(shù)據(jù)訪問請求,，一臺元數(shù)據(jù)控制器出現(xiàn)故障時(shí),，其它元數(shù)據(jù)控制器分擔(dān)其工作負(fù)載,，接管時(shí)間非常短，且為在線切換,，不中斷正在進(jìn)行的IO請求,，不影響并行文件系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)行。

2)  數(shù)據(jù)保護(hù)：

與傳統(tǒng)磁盤陣列RAID保護(hù)技術(shù)相比,，曙光ParaStor300的N+M糾刪碼技術(shù)具有明顯優(yōu)勢,。ParaStor300可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重建無人值守，比如深夜磁盤出現(xiàn)故障,，傳統(tǒng)RAID要立即人工更換磁盤,，而ParaStor300只要有剩余空間就可以自動進(jìn)行數(shù)據(jù)重建；ParaStor300的數(shù)據(jù)重建并發(fā)進(jìn)行,，1TB數(shù)據(jù)半小時(shí)內(nèi)重建完成,，而傳統(tǒng)RAID的重建時(shí)間可能長達(dá)10小時(shí)到1天以上，而且RAID在數(shù)據(jù)重建期間磁盤負(fù)載很重,，很容易出現(xiàn)雪崩效應(yīng)，即繼續(xù)出現(xiàn)磁盤損耗,，導(dǎo)致RAID降級甚至數(shù)據(jù)丟失,。

本方案采用的N+M保護(hù)策略，存儲系統(tǒng)可以容忍M塊硬盤同時(shí)失效,。實(shí)際上M塊硬盤“同時(shí)”失效的概率非常低,，因?yàn)楫?dāng)ParaStor300的1塊硬盤失效后，系統(tǒng)會在很短時(shí)間內(nèi)在其它硬盤上自動完成數(shù)據(jù)重建,，重建完成后,，ParaStor300又可以容忍M塊硬盤同時(shí)失效。數(shù)據(jù)修復(fù)過程完全無人值守,。用戶只用定期更換故障硬盤即可,，更換新硬盤后，ParaStor會自動進(jìn)行底層數(shù)據(jù)遷移,，平衡容量,。

3)  分級存儲

ParaStor300存儲系統(tǒng)支持自動透明的分級存儲功能，采用SSD和SATA磁盤相結(jié)合,，既能保障存儲系統(tǒng)容量,，又能提高存儲系統(tǒng)訪問性能，具有極高性價(jià)比,。

用戶的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)先存放在SSD分區(qū),，冷數(shù)據(jù)自動遷移到SATA分區(qū)，回?zé)釘?shù)據(jù)可以回遷,，數(shù)據(jù)遷移策略綜合數(shù)據(jù)訪問頻率,、文件大小等因素,，遷移策略用戶可干預(yù)和定制。數(shù)據(jù)遷移過程在SSD和SATA磁盤之間以數(shù)據(jù)塊級別并發(fā)進(jìn)行,，速度快且對存儲性能影響較小,，整個(gè)數(shù)據(jù)遷移過程自動透明，用戶看到的是一個(gè)統(tǒng)一完整的數(shù)據(jù)訪問空間,。

4)  擴(kuò)展能力

ParaStor300分布式存儲系統(tǒng)具有極佳的擴(kuò)展性,，最大支持4096個(gè)存儲服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，真正做到EB級存儲,。支持在線擴(kuò)容,，且不影響業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用。增加數(shù)據(jù)控制器后,，數(shù)據(jù)對象自動實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的遷移分布,，使得整個(gè)存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容量和性能的線性增長。

方案優(yōu)勢說明

源代碼級調(diào)優(yōu),，針對疊前業(yè)務(wù)系統(tǒng)深度優(yōu)化,，提升業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行效率及可靠性；

端到端服務(wù)曙光開發(fā)工程師與客戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人與直接對話,，提升效率,；

減少了將近50%的投資，實(shí)現(xiàn)企業(yè)COST DOWN,；

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