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分布式存储解决方案目录一、内容概览 (2)1. 背景介绍 (3)2. 目标与意义 (3)二、分布式存储技术概述 (5)1. 分布式存储定义 (6)2. 分布式存储技术分类 (7)3. 分布式存储原理及特点 (8)三、分布式存储解决方案架构 (9)1. 整体架构设计 (10)1.1 硬件层 (12)1.2 软件层 (13)1.3 网络层 (14)2. 关键组件介绍 (15)2.1 数据节点 (16)2.2 控制节点 (18)2.3 存储节点 (19)2.4 其他辅助组件 (20)四、分布式存储解决方案核心技术 (22)1. 数据分片技术 (23)1.1 数据分片原理 (25)1.2 数据分片策略 (26)1.3 数据分片实例分析 (28)2. 数据复制与容错技术 (29)2.1 数据复制原理及策略 (31)2.2 容错机制与实现方法 (32)2.3 错误恢复过程 (34)3. 数据一致性技术 (35)3.1 数据一致性概念及重要性 (36)3.2 数据一致性协议与算法 (37)3.3 数据一致性维护与保障措施 (38)4. 负载均衡与性能优化技术 (39)4.1 负载均衡原理及策略 (41)4.2 性能优化方法与手段 (43)4.3 实例分析与展示 (43)五、分布式存储解决方案应用场景及案例分析 (44)1. 场景应用分类 (46)2. 具体案例分析报告展示 (47)一、内容概览分布式存储解决方案是一种旨在解决大规模数据存储和管理挑战的技术架构，它通过将数据分散存储在多个独立的节点上，提高数据的可用性、扩展性和容错能力。
本文档将全面介绍分布式存储系统的核心原理、架构设计、应用场景以及优势与挑战。
我们将从分布式存储的基本概念出发，阐述其相较于集中式存储的优势，如数据分布的均匀性、高可用性和可扩展性。
深入探讨分布式存储系统的关键组件，包括元数据管理、数据分布策略、负载均衡和容错机制等，并分析这些组件如何协同工作以保障数据的可靠存储和高效访问。
ONEStor分布式存储系统介绍关于ONEStor分布式存储系统介绍，小编已在金信润天Get到了部分资料，整理出以下内容：技术特点H3C ONEStor存储系统采用分布式设计，可以运行在通用x86服务器上，在部署该软件时，会把所有服务器的本地硬盘组织成一个虚拟存储资源池，对上层应用提供块存储功能。
H3C ONEStor分布式存储软件系统具有如下特点：领先的分布式架构H3C ONEStor存储软件的采用全分布式的架构：分布式管理集群，分布式哈希数据分布算法，分布式无状态客户端、分布式Cache等，这种架构为存储系统的可靠性、可用性、自动运维、高性能等方面提供了有力保证。
其系统架构组成如下图所示：上图中，ONEStor逻辑上可分为三部分：OSD、Monitor、Client。
在实际部署中，这些逻辑组件可灵活部署，也就是说既可以部署在相同的物理服务器上，也可以根据性能和可靠性等方面的考虑，部署在不同的硬件设备上。
下面对每一部分作一简要说明。
OSD：Object-based Storage DeviceOSD由系统部分和守护进程（OSD deamon）两部分组成。
OSD系统部分可看作安装了操作系统和文件系统的计算机，其硬件部分包括处理器、内存、硬盘以及网卡等。
守护进程即运行在内存中的程序。
在实际应用中，通常将每块硬盘（SSD或HDD）对应一个OSD，并将其视为OSD的硬盘部分，其余处理器、内存、网卡等在多个OSD之间进行复用。
ONEStor存储集群中的用户都保存在这些OSD中。
OSD deamon负责完成OSD的所有逻辑功能，包括与monitor和其他OSD（事实上是其他OSD的deamon）通信以维护更新系统状态，与其他OSD共同完成数据的存储和维护，与client通信完成各种数据对象操作等等。
Monitor：Monitor是集群监控节点。
Monitor持有cluster map信息。
所谓Cluster Map，粗略的说就是关于集群本身的逻辑状态和存储策略的数据表示。
主流超融合厂商技术对比超融合基础架构（HCI）是继服务器虚拟化技术之后的一次重大IT技术革新，其特点是通过分布式存储技术将各个计算节点（Hypervisor）的存储资源整合为一个统一的存储资源池，给虚拟化平台提供存储服务，实现计算、存储、网络、虚拟化的统一管理和资源的横向扩展，保障用户业务的高可用。
在超融合基础架构中，虚拟化是基础，而分布式存储则是超融合的技术核心。
从架构而言，HCI的分布式存储通常有两种方式来支持虚拟化，一种是以Nutanix NGFS为代表的采用控制虚拟机方式支持Hypervisor，如图一；另一种是直接在Hypervisor中集成分布式存储功能，如VSAN。
业界除了VSAN外，其它HCI全部采用控制虚拟机方案支持VMware虚拟化，而对于KVM虚拟化，各厂家采用在物理主机中实现分布式存储功能。
图一主流的超融合厂商有Nutanix（NGFS），VMware（VSAN），以及国内新兴代表力量如华为（FusionCube），H3C（OneStor），SMARTX（ZBS），深信服（aSAN）,和道熵（Titlis）。
其中Nutanix的NGFS和SMARTX 的ZBS 脱胎于Google的GFS分布式文件系统；华为的FusionCube和H3C的OneStor是基于Ceph的定制化开发；而深信服的aSAN则是基于GlusterFS；VSAN在很大程度上和Ceph架构类似；而道熵的Titlis分布式存储在接口层兼容了标准Ceph接口，底层采用了磁盘阵列中常见的存储虚拟化技术。
根据对超融合产品的重要程度，我们选择了几方面的技术功能进行了相关考察：1、抗xx错误2副本或3副本机制可以保证在硬盘损坏甚至节点宕机的恶劣环境下，仍然保持高可用。
但是面对“静默错误”的情况，分布式块存储的副本机制则无能为力，腾讯云在不久前的“静默错误”风波证明了这一点，后果也是相当严重，用户的所有数据全部丢失，无法修复。
ONEStor 构成。
O N E S t o r 存储系统基于Ceph，可运行在多台通用的x86服务器。
ONEStor 通过把多台不同服务器的本地硬盘组织成一个统一的存储资源池，对上层应用提供存储服务。
分布式存储磁盘空间报警每台服务器2块600GB 的SAS 盘安装CVK笔者单位在IDC 机房的服务器实施了虚拟化与云计算。
整个云平台由6台惠普ProLiant DL580 Gen9高配服务器，单台配置为512G 内存、4棵12核心CPU、2块600G 的SAS 盘、3块2T 的SATA 盘、2块480G 的固态盘，安装部署了新华三公司的云计算管理平台和分布式存储系统，由CAS（Cloud Automation System)和Thin LUN 磁盘空间回收问题■ 四川 赖文书编者按： 笔者单位在启动业务上云后，对原有提系统及设备进行了更新部署，其中采用的H3C ONEStor 存储系统出现磁盘空间报警问题，笔者联合厂商工程师专家进行了排查。
图1 OSD 磁盘使用率detection”命令，出现“Followingp o r t (s ) h a s (h a v e ) l o o p b a c k l i n k : GigabitEthernet1/0/9”字样，说明GigabitEthernet1/0/9有环回。
通过查看GigabitEthernet1/0/9端口的线标，发现该端口对应着二层的某间办公室。
顺藤摸瓜，解决问题笔者前往网线上标注的房间查明故障原因，发现该房间的墙插上连接了4口普通小交换机，小交换机的四个口都插满网线，办公室只有三台电脑，电脑走明线连接小交换机。
在经过一番排查后，笔者发现一根网线的两端都连在交换机上，形成了线路环回，同在一个VLAN 的队长办公室电脑和其他一些办公室电脑都受到影响，将其移除，经过测试网络立刻畅通，一切如初。
经验总结1.加强管理引起环路是因为管理不善，对各部门的控制力不足，需制定相应的管理制度，完善联网准入制度，不准私自购买小交换机、无线路由器等设备。
大规模分布式存储系统概念及分类一、大规模分布式存储系统概念大规模分布式存储系统，是指将大量存储设备通过网络连接起来，形成一个统一的存储资源池，实现对海量数据的存储、管理和访问。
这种系统具有高可用性、高扩展性、高性能和低成本等特点，广泛应用于云计算、大数据、互联网等领域。
大规模分布式存储系统的主要特点如下：1. 数据规模大：系统可存储的数据量达到PB级别甚至更高。
2. 高并发访问：系统支持大量用户同时访问，满足高并发需求。
3. 高可用性：通过冗余存储、故障转移等技术，确保数据安全可靠。
4. 易扩展：系统可根据业务需求，动态添加或减少存储设备，实现无缝扩展。
5. 低成本：采用通用硬件，降低存储成本。
二、大规模分布式存储系统分类1. 块存储系统（1）分布式文件系统：如HDFS、Ceph等，适用于大数据存储和处理。
（2）分布式块存储：如Sheepdog、Lustre等，适用于高性能计算场景。
2. 文件存储系统文件存储系统以文件为单位进行存储，支持丰富的文件操作接口。
常见的文件存储系统有：（1）网络附加存储（NAS）：如NFS、SMB等，适用于文件共享和备份。
（2）分布式文件存储：如FastDFS、MooseFS等，适用于大规模文件存储。
3. 对象存储系统对象存储系统以对象为单位进行存储，具有高可用性和可扩展性。
常见的对象存储系统有：（1）Amazon S3：适用于云存储场景。
（2）OpenStack Swift：适用于私有云和混合云场景。
4. 键值存储系统键值存储系统以键值对为单位进行存储，具有简单的数据模型和高速访问性能。
常见的键值存储系统有：（1）Redis：适用于高速缓存和消息队列场景。
（2）Memcached：适用于分布式缓存场景。
5. 列存储系统列存储系统以列为单位进行存储，适用于大数据分析和查询。
常见的列存储系统有：（1）HBase：基于Hadoop的分布式列存储数据库。
（2）Cassandra：适用于大规模分布式系统的高可用性存储。
H3C ONEStor 3.0分布式存储系统兼容性列表目录1硬件兼容性············································································································································ 1-11.1 硬件兼容性判断流程·························································································································· 1-11.2 块存储服务 ········································································································································ 1-11.2.1 RAID卡··································································································································· 1-11.2.2 网卡 ········································································································································ 1-21.2.3 主存盘····································································································································· 1-41.2.4 缓存盘····································································································································· 1-11.3 文件存储服务····································································································································· 1-31.3.1 RAID卡··································································································································· 1-31.3.2 网卡 ········································································································································ 1-31.3.3 主存盘····································································································································· 1-41.3.4 缓存盘····································································································································· 1-41.4 对象存储服务····································································································································· 1-51.4.1 RAID卡··································································································································· 1-51.4.2 网卡 ········································································································································ 1-61.4.3 主存盘····································································································································· 1-71.4.4 缓存盘····································································································································· 1-1 2生态兼容性············································································································································ 2-12.1 块存储服务 ········································································································································ 2-12.1.1 操作系统 ································································································································· 2-12.1.2 集群软件 ································································································································· 2-12.1.3 数据库软件······························································································································ 2-21 硬件兼容性1.1 硬件兼容性判断流程如图1-1所示，分别对服务器、RAID卡、网卡、主存盘、缓存盘等几个部分硬件的兼容性进行判断。
代表处云智赋能测试1. 1、UIS 7.0超融合版本配置最少需要几个节点？ [单选题]A、1节点B、2节点(正确答案)C、3节点D、4节点2. 2、UIS 7.0企业版（UIS-Cloud）的特性，不支持什么功能？ [单选题]A、可纳管Cloud OS(正确答案)B、企业版可支持所有标准版功能C、支持分级分权管理，支持多集群管理D、自带小云平台，可支持的云服务目录：虚拟机、云硬盘、镜像、网络、安全组3. 3、H3C UIS超融合产品竞争对手不包括？ [单选题]A、深信服B、华为C、路坦力D、思科(正确答案)4. 4、UIS超融合的网络部署方案，正确的是？ [单选题]A、超融合管理网、存储业务网、存储后端网B、超融合管理网、超融合业务网、存储业务网、存储后端网(正确答案)C、超融合管理网、超融合业务网、存储业务网、存储后端网、CAS存储网D、超融合管理网、超融合业务网、存储业务网5. 5、UIS超融合主要特性有哪些？A、融合至简(正确答案)B、多维安全(正确答案)C、存储空间由外置磁盘阵列提供D、开放集成(正确答案)6. 6、关于UIS7.0超融合，说法正确的是？A、UIS7.0超融合软件由CAS、ONEStor、UIS manager、UIS-Cloud软件组成(正确答案)B、UIS超融合一体机出厂安装了超融合软件(正确答案)C、UIS7.0超融合一体机有UIS9000、UIS6000 G3、UIS3000 G3(正确答案)D、UIS7.0可支持管理平台双机热备、RBD、纳管vmware、网络虚拟化、云服务、多租户、多集群管理等新增功能。
(正确答案)7. 7、UIS 超融合的核心资质包括哪些？A、新华三是中国超融合产业联盟理事长单位(正确答案)B、UIS作为中国首批产品通过可信超融合认证，并可提供测试报告(正确答案)C、UIS全系列产品通过泰尔实验室测试报告(正确答案)D、UIS获得广播电视行业CCBN年度创新奖和ICT中国创新奖(正确答案)8. 8、超融合虚拟化HA支持下列哪些情况？A、物理节点故障(正确答案)B、虚拟机故障(正确答案)C、操作系统崩溃(正确答案)D、应用系统故障(正确答案)9. 9、UIS支持SR-IOV、DPDK、DRX、虚拟机CPU和内存资源的预留和限制、虚拟机/主机的亲和性等企业及功能，深信服不支持 [判断题]对(正确答案)错10. 10、UIS企业版继承所有6.0标准版功能：所画即所得、健康度展示、六大一键操作、大屏监控、丰富的报表、CAS强安全功能及电信级内核，融合亚信杀毒软件等 [判断题]对(正确答案)错11. 11、业务上云模型不包含（） [单选题]A、云托管B、云适配C、云迁移(正确答案)D、云原生12. 12、业务云原生解决方案能力不包含（） [单选题]A、容器平台B、双模微服务治理C、DevOpsD、应用使能平台(正确答案)13. 13、目前CloudOS上的云主机备份服务通过与哪个第三方备份厂家的产品合作实现？ [单选题]A、爱数(正确答案)B、英方C、数腾D、CommVault14. 14、容器存储适配支持哪些存储协议（）A、iSCSI(正确答案)B、FC(正确答案)C、NFS(正确答案)D、RBD(正确答案)15. 15、业务上云方案带给客户的价值包含（）A、系统性能得到提升(正确答案)B、建立自动化流水线(正确答案)C、缩短系统上线周期(正确答案)D、降低运维成本(正确答案)16. 16、绿洲平台包含哪些模块？A、融合集成平台(正确答案)B、数据运营平台(正确答案)C、应用开发平台(正确答案)D、物联网平台(正确答案)17. 17、融合集成平台和数据运营平台对标的友商产品是？A、ROMA(正确答案)B、DAYU(正确答案)C、FusioninsightD、飞天18. 18、绿洲平台的应用价值是A、实现数据与业务的共享开放(正确答案)B、融合生态，实现价值共享(正确答案)C、资产沉淀助力应用创新(正确答案)D、帮助客户创新、实现数据价值(正确答案)19. 19、融合集成平台的主要能力集是：A、数据集成(正确答案)B、消息集成(正确答案)C、服务集成(正确答案)D、生态集成20. 20、数据运营平台的主要能力集是：A、数据标准与数据质量(正确答案)B、数据脱敏与资产中心(正确答案)C、数据开发(正确答案)D、图引擎与时空引擎(正确答案)21. 21、大数据整体策略是：A、数据平台类场景，标准化产品销售(正确答案)B、数据中台类场景，方案协同合作销售(正确答案)C、聚焦熟悉行业销售(正确答案)D、不区分行业销售22. 22、数据平台类场景主打行业是：A、公安(正确答案)B、医疗(正确答案)C、智慧城市D、电力(正确答案)23. 23、在进行云备份设计时，下列哪些因素是通常需要考虑的？A、成本(正确答案)B、备份方式(正确答案)C、备份对象(正确答案)D、备份周期(正确答案)E、备份副本数(正确答案)24. 24、数据中台类场景主打行业是：A、公安B、智慧城市(正确答案)C、智慧校园(正确答案)D、智慧城轨(正确答案)25. 25、同构混合云能力升级，下面哪个选项不是其主要能力？ [单选题]A、统一架构B、统一运营C、支持硬SDN(正确答案)D、统一界面26. 26、紫光同构混合云方案私有化部署方案名称是？ [单选题]A、UniCloud(正确答案)B、UniCloud StackC、CloudOS 7.0D、CloudOS 5.027. 27、紫光同构混合云私有云平台产品名称是？ [单选题]A、CloudOS 5.0B、CloudOS 7.0(正确答案)C、CloudOS 9.0D、UniCloud Stack28. 28、紫光同构混合云的能力场景包括哪几个主要方面？A、应用弹性伸缩(正确答案)B、业务跨云部署(正确答案)C、跨云融灾备份(正确答案)D、混合云AI(正确答案)E、混合云DevOps(正确答案)29. 29、新客户新项目优先考虑哪种产品？A、CloudOS 5.0B、CloudOS 7.0(正确答案)C、CloudOS 6.0D、CloudOS 3.030. 30、同构混合云方案支持哪些场景A、公有云、私有云混合(正确答案)B、私有云多中心统管(正确答案)C、多级云(正确答案)D、边缘云(正确答案)31. 31、下面哪些是同构混合云平台的技术优势？A、大规模集群调度(正确答案)B、私有云部署轻量化(正确答案)C、安全可信(正确答案)D、兼容利旧物理设备(正确答案)32. 32、软SDN项目选择CloudOS 7.0，CloudOS 5.0仅支持硬件SDN项目 [判断题]对(正确答案)错33. 33、紫光同构混合云方案丰富，支持私有云、云服务、专享云等多种销售模式[判断题]对(正确答案)错34. 34、UniCloud Stack 私有化部署架构重，软硬件紧耦合，需要大规模管理节点[判断题]对错(正确答案)35. 35、下面哪些选项属于灾备概念的范畴（）A、备份(正确答案)B、容灾(正确答案)C、双活(正确答案)D、迁移36. 36、异地灾备方案是为了应对下面哪种风险场景 [单选题]A、机房电源故障B、存储阵列故障C、地震(正确答案)D、机房火灾37. 37、下面的描述是否正确：“备份是对数据的备份，是数据级的容灾。
glusterFS分布式存储系统1. glusterfs系统原理 1. glusterfs是什么 分布式⽂件系统 ⽆中⼼架构（⽆元数据服务器） scale-out横向扩展（容量，性能） 集群式NAS存储系统 采⽤异构的标准商业硬件 资源池 全局统⼀命名空间 复制和⾃动修复 易于部署和使⽤ 2. glusterFS基本原理 1. 弹性hash算法 1. 使⽤Davies-Meyer算法计算32位hash值，输⼊参数为⽂件名 2. 根据hash值在集群中选择⼦卷，进⾏⽂件定位 3. 对选择的⼦卷进⾏数据访问 3. glusterFS卷类型 1. 基本卷 1. 哈希卷 ⽂件通过hash算法在所有brick上分布 ⽂件级RAID 0，不具有容错能⼒ 2. 复制卷 ⽂件同步复制到多个brick上 ⽂件级RAID1,具有容错能⼒ 写性能下降，读性能提升 3. 条带卷 单个⽂件分布到多个brick上，⽀持超⼤⽂件 类似RAID 0，以Round-Robin⽅式 2. 复合卷 1. 哈希复制卷 哈希卷和复制卷的复合⽅式 同时具有哈希卷和复制卷的特点 2. 哈希条带卷 3. 复制条带卷 4. 哈希复制条带卷 三种基本卷的复合卷 通常⽤于类map reduce应⽤ 4. glusterFS访问接⼝ ⽀持⽂件存储，块存储，对象存储 5. glusterFS数据修复及添加节点原理 数据修复 1. 发展历程 第⼀代： 按需同步进⾏ 第⼆代： 完全⼈⼯扫描 第三代： 并发⾃动修复（3.3） 第四代： 基于⽇志 2. 触发时机： 访问⽂件⽬录时 3. 判断依据： 扩展属性 添加节点 1. 添加新节点，最⼩化数据重新分配 2. ⽼数据分布模式不变，新数据分布到所有节点上 3. 执⾏rebalance，数据重新分布 容量负载优先 1. 设置容量阈值，优先选择可⽤容量充⾜brick 2. hash⽬标brick上创建⽂件符号链接 3. 访问时解析重定向 2. 主流分布式存储系统对⽐MooseFS(MFS)Ceph GlusterFSLustreMetadata server单个MDS。
Regulatory Model No. SP-2584Data SheetOneStor TMSP-3584Extensible Storage Platform (ESP)Features5U rack-mount enclosure stores up to 5 petabytes of data per rack, saving space in the data center •Certified 80 PLUS Platinum efficient power conversion and adaptive cooling technologyreduces power and cooling costs •Data center space savings + power and cooling cost savings = exceptionally low total cost of ownership•Ultra-dense, with up to 84 3.5” SAS hard disk drives or solid state drives per 5U enclosure •Unique drawer design provides extremely high density per rack unit, and provides easy access to hot swap drives•Capacity of 840Tb in 5U using 10Tb enterprise HDDs•Expansion capability up to 336 drives Dual 12Gb SAS I/O modules with integral data path redundancy•Maximum of 28.8 GB/s in a dual controller configurationThe proliferation of digital content in the enterprise has created increasingly complex and costly storage systems. These systems consume large amounts of energy and prevent companies from easily adapting their IT infrastructure as needs change. As the pace of change continues to accelerate, the evolution of storage technologies has become essential. OEMs and solution integrators need an extensible storage infrastructure that provides flexibility, reliability and energy efficiency to meet diverse application requirements. These include applications in digital media, in compliance retention and in data archival.The OneStor SP-3584 evolves the mature SP-2584 platform to 12G SAS while maintaining the prior architecture utilizing significant hardware reuse, a common management API and SBB 2.0 compatibility. This enables OEMs to accelerate market introduction of new technologies and also significantly simplifies development and testing of storage implementations while reducing overhead.Seagate Advancing 12Gb/s SASSeagate Advancing 12Gb/s SAS The Seagate implementation of 12Gb/s SAS offers a number of significant improvements to 6Gb/s SAS over and above the doubling of the data transfer rate from 6 Gb/s to 12 Gb/s. These include support and capabilities for managed cables, active and optical cables, universal ports, self configuration, and standardized zoning. Seagate supports 12Gb/s SAS in end-to-end configurations providing an effective maximum throughput of 14.4 GB/s per I/O module or 28.8 GB/s in a dual controller configuration, enough to support the highest performing solid state storage devices.Delivering a Versatile & Scalable ArchitectureAs a member of the OneStor family, the SP-3584 leverages the reuse of interchangeable I/O modules, a common enclosure management and SBB 2.0 compatibility. This enables OEMs to accelerate market introduction of new technologies and also significantly simplifies development and testing of storage implementations while reducing overhead.Assuring Robust Data AvailabilityThrough its intelligent Unified System Management (USM), OneStor safeguards data and ensures maximum availability. Users are able to leverage fault diagnosis and resolution capabilities, persistent error logging and monitoring. In addition, OneStor provides high availability features such as dual redundant PSUs, N+1 cooling modules, dual I/O modules and dual data paths to all drives.Customizing to Meet OEM Specific RequirementsOEMs can easily tailor each OneStor platform to meet end product requirements, including colored plastics, custom moldings, labeling, logo printing and product packaging.AMERICAS Seagate Technology LLC 10200 South De Anza Boulevard, Cupertino, California 95014, United States, 408-658-1000 ASIA/PACIFIC Seagate Singapore International Headquarters Pte. Ltd. 7000 Ang Mo Kio Avenue 5, Singapore 569877, 65-6485-3888EUROPE, MIDDLE EAST AND AFRICA Seagate Technology SAS 16–18, rue du Dôme, 92100 Boulogne-Billancourt, France, 33 1-4186 10 00© 2016 Seagate Technology LLC. All rights reserved. Printed in USA. Seagate, Seagate Technology and the Wave logo are registered trademarks of Seagate Technology LLC in the United States and/or other countries. Seagate OneStor is either trademarks or registered trademarks of Seagate Technology LLC or one of its affiliated companies in the United States and/or other countries. All other trademarks or registered trademarks are the property of their respective owners. When referring to drive capacity, one gigabyte, or GB, equals one billion bytes. Your computer’s operating system may use a different standard of measurement and report a lower capacity. In addition, some of the listed capacity is used for formatting and other functions, and thus will not be available for data storage. Actual data rates may vary depending on operating environment and other factors. The export or re-export of hardware or software containing encryption may be regulated by the U.S. Department of Commerce, Bureau of Industry and Security (for more information, visit ), andcontrolled for import and use outside of the U.S. Seagate reserves the right to change, without notice, product offerings or specifications. Issue 1.0 | 2017Take the next step: to learn more about Seagate ®Cloud Systems and Solutions visit /oem。
联想分布式存储系统解决方案目录一、内容综述 (2)1.1 背景与挑战 (3)1.2 目的与意义 (3)二、联想分布式存储系统概述 (4)2.1 系统定义 (5)2.2 架构特点 (6)三、联想分布式存储系统架构 (7)3.1 存储节点 (9)3.2 网络架构 (10)3.3 数据分布与冗余 (11)四、联想分布式存储系统功能 (12)4.1 数据冗余与备份 (13)4.2 数据安全与隐私保护 (14)4.3 数据访问与共享 (15)4.4 自动化与智能化管理 (16)五、联想分布式存储系统优势 (17)5.1 高可用性 (19)5.2 高性能 (20)5.3 高扩展性 (21)5.4 简化管理 (23)六、联想分布式存储系统应用场景 (24)6.1 云计算平台 (25)6.2 大数据分析 (26)6.3 企业级存储需求 (28)七、安装与部署 (29)7.1 系统要求 (30)7.2 安装步骤 (31)7.3 部署策略 (32)八、维护与升级 (34)8.1 日常维护 (35)8.2 定期检查 (36)8.3 版本升级 (37)九、方案总结 (39)9.1 联想分布式存储系统价值 (40)9.2 未来发展趋势 (41)一、内容综述随着信息技术的快速发展和大数据时代的到来，数据规模的不断增长和复杂性的提升对存储系统提出了更高的要求。
在这样的背景下，联想分布式存储系统解决方案应运而生，旨在为企业提供高效、可靠、可扩展的存储服务。
本解决方案基于分布式存储技术，结合联想在硬件、软件及云计算领域的优势，为企业提供全方位的存储服务，满足其日益增长的数据存储需求。
高效的数据存储和管理：通过分布式存储架构，将数据存储在网络中的多个节点上，实现数据的分布式存储和管理。
这种架构可以大大提高数据的可靠性和可用性，同时提高数据的读写性能。
可扩展的存储能力：随着企业数据规模的不断增长，存储系统的可扩展性显得尤为重要。
联想分布式存储系统可以随着企业需求的增长而扩展，轻松应对大规模数据的挑战。
ONEStor分布式存储系统介绍关于ONEStor分布式存储系统介绍，小编已在金信润天Get到了部分资料，整理出以下内容：技术特点H3C ONEStor存储系统采用分布式设计，可以运行在通用x86服务器上，在部署该软件时，会把所有服务器的本地硬盘组织成一个虚拟存储资源池，对上层应用提供块存储功能。
H3C ONEStor分布式存储软件系统具有如下特点：领先的分布式架构H3C ONEStor存储软件的采用全分布式的架构：分布式管理集群，分布式哈希数据分布算法，分布式无状态客户端、分布式Cache等，这种架构为存储系统的可靠性、可用性、自动运维、高性能等方面提供了有力保证。
其系统架构组成如下图所示：上图中，ONEStor逻辑上可分为三部分：OSD、Monitor、Client。
在实际部署中，这些逻辑组件可灵活部署，也就是说既可以部署在相同的物理服务器上，也可以根据性能和可靠性等方面的考虑，部署在不同的硬件设备上。
下面对每一部分作一简要说明。
OSD：Object-based Storage DeviceOSD由系统部分和守护进程（OSD deamon）两部分组成。
OSD系统部分可看作安装了操作系统和文件系统的计算机，其硬件部分包括处理器、内存、硬盘以及网卡等。
守护进程即运行在内存中的程序。
在实际应用中，通常将每块硬盘（SSD或HDD）对应一个OSD，并将其视为OSD的硬盘部分，其余处理器、内存、网卡等在多个OSD之间进行复用。
ONEStor存储集群中的用户都保存在这些OSD中。
OSD deamon负责完成OSD的所有逻辑功能，包括与monitor 和其他OSD（事实上是其他OSD的deamon）通信以维护更新系统状态，与其他OSD共同完成数据的存储和维护，与client通信完成各种数据对象操作等等。
Monitor：Monitor是集群监控节点。
Monitor持有cluster map信息。
所谓Cluster Map，粗略的说就是关于集群本身的逻辑状态和存储策略的数据表示。
ONEStor Cluster Map包括Monitor map、osd map、pg map、crush map等，这些map构成了集群的元数据。
总之，可以认为Monitor 持有存储集群的一些控制信息，并且这些map信息是轻量级的，只有在集群的物理设备（如主机、硬盘）和存储策略发生变化时map信息才发生改变。
Client：这里的Client可以看出外部系统获取存储服务的网关设备。
client通过与OSD或者Monitor 的交互获取cluster map，然后直接在本地进行计算，得出数据的存储位置后，便直接与对应的OSD通信，完成数据的各种操作。
在此过程中，客户端可以不依赖于任何元数据服务器，不进行任何查表操作，便完成数据访问流程。
这一点正是ONEStor分布式存储系统可以实现扩展性的重要保证。
客户的数据到达Client后，如何存储到OSD上，其过程大致如下图所示：首先对上图中的一些名词进行简要描述：File：此处的file是对用户或者应用而言的，指用户或者应用需要存储或者访问的文件。
如果将ONEStor作为对象存储的后端，这个file也就对应于应用中的“对象”，也就是用户直接操作的“对象”。
Object：此处的object是ONEStor内部定义的“对象”。
object的大小用户可以自行配置（在配置文件中设置，通常为2MB或4MB）。
当上层应用向ONEStor集群存入size较大的file时，需要将file切分成统一大小的一系列 object（最后一个的大小可以不同）进行存储。
为避免混淆，在本文中将尽量避免使用中文的“对象”这一名词，而直接使用进行说明。
PG：（Placement Group）PG是一个逻辑概念，其作用是对object的存储进行组织和位置映射。
这样便在object和osd之间提供一个中间映射层，即object->pg->osd。
某个object 通过算法映射到某个确定的pg，这个pg再通过某种算法映射到一组确定的osd（其个数和副本或纠删码配置有关，具体见后面章节描述）。
从数量上看，一般object数量远大与pg 数量，pg数量（一般比osd大两个数量级）远大于osd数量。
PG的概念类似于一致性哈希算法中的虚拟节点，引入PG后，可以在总体上大大减少每个osd相关的元数据的数量。
下面对上图中的寻址流程进行简要说明。
1， File->Object映射：（ino,ono）->oid这个映射比较简单，就是将用户要操作的file，映射为ONEStor能够处理的object。
其本质就是按照配置文件定义的object大小对file进行切分，相当于RAID中的条带化过程。
这种切分的好处有二：一是让大小不限的file变成size一致、可以被存储集群高效管理的object；二是让对单一file实施的串行处理变为对多个object实施的并行化处理，以提高读写性能。
对于要操作的将会从Monitor获得全局唯一的inode number，即ino。
File切分后产生的object将获得唯一（在File的范围内）的object number，即ono。
Ono的编号从0开始，依次累加。
oid就是将ono连缀在ino之后得到的。
容易看出，由于ino的全局唯一性（通过Monitor获得），oid同样具备全局唯一性。
2， Object -> PG映射在file被映射为一个或多个object之后，就需要将每个object独立地映射到一个PG中去。
这个映射过程也很简单，其计算公式是：hash(oid) & mask -> pgid或者更加明显的表示成：hash(oid) mod (pgno) -> pgid上式中，pgno表示配置的pg数量，一般为2的整数次幂。
整个计算由两步组成。
首先是使用ONEStor系统指定的一个特定的哈希函数计算oid的哈希值（这个值将具备近似均匀分布的特性）。
然后，将这个伪随机值对pgno取模，就得到了pgid。
这样，pgid的取值范围是从0到pgno-1。
由哈希函数的伪随机特性，容易想见，大量的oid将近似均匀地映射到不同的pgid上。
3， PG -> OSD映射第三次映射就是将作为object的逻辑组织单元的PG通过CRUSH算法映射到一组OSD集合。
集合中具体的OSD个数一般为数据副本的个数。
比如，用户配置了3副本，那么每个pg将映射到3个osd。
多副本可以大大提高数据的可靠性（具体可见后面相关章节的说明）。
相比于“object -> PG”映射过程，CRUSH算法要复杂的多。
通常情况下，一个好的分布式算法至少满足如下的要求：1，数据的放置位置是Client计算出来的，而不是向Server查出来的2，数据在存储体上满足概率均匀分布3，存储体动态变化时数据重分布时引入的数据迁移量达到最优或者次优除了这3点基本要求外，一个好的算法还应该满足:4，可以基于指定的策略放置副本: 用于故障域隔离或其它要求5，在存储体引入权“weight”的概念,以便对磁盘容量/速度等进行区分CRUSH算法是ONEStor的核心算法，完全满足上面提到的5点要求，限于篇幅，此处不对算法本身进行描述。
当系统中的OSD状态、数量发生变化时，cluster map亦随之变化，而这种变化将会影响到PG与OSD之间的映射，从而使数据重新再OSD之间分布。
由此可见，任何组件，只要拥有cluster map，都可以独立计算出每个object所在的位置(去中心化)。
而对于cluster map，只有当删除添加设备或设备故障时，这些元数据才需要更新，更新的cluster map会及时更新给client和OSD，以便client和OSD重新计算数据的存储位置。
1.自动化运维自动化运维主要体现在如下几个方面：（1）存储集群快速部署，包括批量部署、单节点增减、单磁盘增减等。
（2）设置监控报警系统，发生故障时能快速界定问题、排查故障。
（3）根据硬件能力，灵活地对集群中的节点进行灵活配置。
（4）允许用户定制数据分布策略，方便地进行故障域隔离，以及对数据存储位置进行灵活选择。
（5）在增删存储介质，或存储介质发生故障时，自动进行数据均衡。
保证集群数据的高可用性。
(6)在系统平衡数据（例如系统扩容或者存储节点、磁盘发生故障）的过程中，为保证用户IO，ONEStor存储系统支持IO优先级控制和Qos保证能力。
对于（1）（2）两点，详见“ONEStor管理系统”章节，在此不再赘述。
对于（3），ONEStor系统可以根据用户需求灵活地部署Monitor节点和Client节点。
一方面，这些节点既可以部署在单独的物理服务器上，也可以部署在和OSD相同的物理节点上。
另一方面，Monitor和Client的节点可以根据用户的需求灵活地调整。
比如为了可靠性保证，至少需要部署3个Monitor节点；为了保证对象存储网关的性能，需要部署过个RGW （Client）节点。
对于（4），用户的需求主要体现在存储策略上，比如在选用副本策略时，用户可能希望不同数据副本存储在不同机架上面的主机上；或者主副本存储在某个机架的主机上，其它副本存储在另外机架的主机上；或者主副本存储在SSD上，其它副本存储在HDD上。
诸如此类等等。
这些需要都可以通过配置cluster map中的rule set进行灵活地配置。
对于（5），在增删存储介质，或存储介质发生故障时，系统会及时进行检测。
比如，在磁盘发生故障时，ONEStor会利用损坏数据在其他存储体上的副本进行复制，并将复制的数据保存在健康的存储体上；在增加磁盘时，同样会把其他存储体的数据安排容量比例重新分布到新磁盘，使集群的数据达到均衡。
在上述过程中，完全不需要人工干预。
对于（6），我们知道，在系统扩容或者存储节点、磁盘故障过程中，为保证数据的可靠性，系统会自动进行数据平衡。
为了尽快完成数据平衡，往往会沾满每个存储节点的带宽和IO 能力，这样做的好处是会使平衡时间最短，坏处是此时前端用户的IO请求会得不到满足。
在某些业务场景下，这时用户无法接受的。
为此，ONEStor存储系统实现了IO优先级和Qos 控制机制，可以对前端用户网络流量和后端存储网络流量进行控制，保证一定比例的用户IO得到满足。
2.线性扩展能力所谓线性扩展能力，主要体现在两个方面：一个是集群部署规模可以线性扩展，另一个方面，随集群规模的扩展，其性能要能够线性或近似线性扩展。
在规模上，传统存储之所以在扩展能力上受限，一个很重要的原因就是一般其采用集中式控制，并且在控制节点存储大量的元数据信息，从而使控制节点容易成为系统的瓶颈。
