存储类项目的完整的解决方案以及技术架构

一、项目概述

本存储类项目旨在构建一个高效、可靠、可扩展的存储系统，

以满足企业日益增长的数据存储需求，保障数据的安全性与可用性，

同时提升数据管理与访问的效率，为企业的业务运营和决策分析提

供有力支持。

二、业务需求分析

1. 数据存储容量需求：企业业务数据呈快速增长趋势，包括结

构化数据（如数据库记录）、半结构化数据（如 XML 文件）和非

结构化数据（如视频、音频、图片、文档等），预计未来 [X] 年内

存储容量需求将达到 [ 具体容量 ] 。【存储分为块级别、文件级别、

对象级别】

2. 数据读写性能需求：对于核心业务系统（如在线交易系统、

企业资源规划系统等），要求 高并发读写 ，响应时间在 [ 具体时长 ]

以内；对于数据分析与处理业务，需要具备快速的数据读取能力，

以支持大规模数据的批量处理。

3. 数据安全性与可靠性需求：数据是企业的核心资产，必须确

保数据的完整性、保密性和可用性。要求存储系统具备冗余设计，

防止因硬件故障、自然灾害等原因导致数据丢失，同时提供数据加

密、访问控制等安全机制。

4. 数据备份与恢复需求：制定完善的数据备份策略，能够实现

数据的定期全量备份和增量备份，在数据丢失或损坏时，能够快速

恢复数据，恢复时间目标（ RTO ）和恢复点目标（ RPO ）需满足企

业业务连续性要求。

5. 可扩展性需求：随着企业业务的发展和数据量的增加，存储

系统应具备良好的可扩展性，能够方便地添加存储节点、扩展存储

容量和性能，以适应不断变化的业务需求。

6. 数据管理与运维需求：提供简单易用的存储管理界面，便于

管理员进行存储资源的分配、监控、维护和优化；具备完善的日志

记录与告警功能，及时发现并处理存储系统中的异常情况。

三、技术架构

（一）存储架构选型

1. 基于 SAN （存储区域网络） 的架构：采用光纤通道（ FC ）或

iSCSI 协议，将存储设备与服务器连接，构建高速、可靠的存储网络。

适用于对性能和可靠性要求极高的关键业务应用，如大型数据库系

统、高性能计算等。其优势在于低延迟、高带 宽 ，能够满足大规模

数据块的快速 传输 需求； 缺 点是 成 本 较 高，需要 专 业的网络设备和

技术 人 员进行维护。

2. 基于 NAS （网络 附属 存储） 的架构：通 过 网络文件 共享 协议

（如 NFS 、 CIFS ），将存储设备以文件服务器的 形式 提供 给 网络中

的 客户端使 用。适 合 于文件 共享 、 办公 自 动 化等以文件访问为 主 的

应用 场景 。优点是 部署 简单、 使 用方便，支持 多平台共享 ；不足 之

处在于性能 相 对 较 低， 不 太 适 合 高并发 的块级数据访问。

3. 分 布式 存储架构： 利 用分 布式 存储 软 件将 多 个 普 通服务器的

本地存储资源整 合起 来， 形成 一个统一的存储 池 。具有高可扩展性、

高性 价比 的 特 点，能够 轻松 应对 海 量数据的存储需求，并 且 在节点

故障时具备自 动 数据 修 复和 重 构能力。适用于大数据存储、 云 计算、

内容分发等 场景 ， 但 对 网络带 宽 和分 布式 算 法 的要求 较 高 。

综合考虑 企业的业务需求、预算和技术 团队 能力，本项目选 择

分 布式 存储架构 作 为核心存储方 案 ，并结 合 SAN 存储 用于对性能

要求 极高 的 核心 业务数据库，以 充 分发 挥两者 的优势。

存储资源 层 ： SAN （存储区域网络，大型高并发 侧重 于块级别

的存储、数据库）、 NAS （网络 附属 存储，中 小 型， 侧重 于文件级

别的 共享 和存储如图片视频文件等非结构化）、分 布式 存储架构

（高并发 侧重 大数据分析）、 直 连 式 存储 DAS （ 小 型， 侧重 读写速

度敏感 的 3D 建模等， 成 本低扩展性 差 ，未来 会被 分 布式 等 替代 ）。

（二）数据分 层 存储

根 据数据的访问频率、 重 要性和 价值 ，将数据分为 热 数据、 温

数据和 冷 数据三个 层次 ，分别存储在不同性能的存储 介质上 ，以优

化存储资源的 利 用和 降 低 成 本。

1. 热 数据 层 ：采用高性能的 SSD （ 固态 硬 盘 ） 作 为存储 介质 ，

存储 经 常 被 访问和 修改 的 热 点数据，如核心业务数据库的 索引 数据、

近 期的交易记录等。 SSD 具有快速的读写速 度 和低延迟，能够满足

热 数据的高并发访问需求。

2. 温 数据 层 ： 使 用大容量的 SATA 或 SAS 机 械 硬 盘 存储 温 数

据，如 近 期的业务日志、不 太 频 繁 访问的文件等。 这些 数据的访问

频率 相 对 较 低， 但仍 需要 较 快的读取速 度 ，机 械 硬 盘 在 成 本和容量

方面具有优势，能够提供 较 为 平衡 的性能和存储容量。

3. 冷 数据 层 ：对于 很少被 访问的 历史 数据、 归 档数据等 冷 数据，

选 择 低 成 本的 云 存储或 磁 带库进行存储。 云 存储提供 了几乎无限 的

存储容量和 较 低的 成 本，适 合 长期保存数据； 磁 带库 则 具有 更 高的

安全 性和 稳 定性，适用于对数据保存期 限 有 严格 要求的 场景 。

（三）数据冗余与保护

1. 分 布式 冗余 副 本：在分 布式 存储系统中，采用 多副 本技术，

将数据在不同的存储节点 上 存储 多 个 副 本（通常为 3 个或 更多 ）。

当某 个节点 出 现故障时，系统能够自 动从 其 他副 本节点读取数据，

保 证 数据的可用性，并在 后台 自 动 进行数据 修 复和 副 本 重 构，确保

数据的冗余性 始终 保持在设定的 水平 。

2. 纠删码 技术： 除了多副 本技术 外 ， 引入纠删码 技术进一 步 提

高存储效率和数据可靠性。 纠删码 通 过 对数据进行 编码 计算，将数

据分 割成多 个数据块，并 生成 一定数量的 校验 块。在数据存储时，

将 这些 数据块和 校验 块分别存储在不同的节点 上 。 当部 分节点故障

导致数据块丢失时，可以通 过校验 块和 剩 余的数据块进行数据恢复，

相比 于 多副 本技术， 纠删码 在 相 同的数据可靠性要求 下 能够节 省更

多 的存储容量。

（ 四 ）数据备份与恢复

1. 本地备份：在存储系统内 部 ，定期进行数据的全量备份和增

量备份，备份数据存储在本地的备份存储设备（如 专 用的备份服务

器或 独立 的存储 阵列 ） 上 。本地备份可以快速恢复因 误操作 、 软 件

故障等导致的数据丢失，恢复时间 较短 。

2. 异地备份：为 了 防止因本地灾 难 （如 火 灾、地 震 等）导致的

数据全 部 损 毁 ，建 立 异地备份中心。通 过 网络将数据备份到异地的

存储设备 上 ，异地备份中心与本地存储系统 之 间采用异 步 复制或同

步 复制技术，确保数据的一致性。在本地数据发 生 灾 难 时，可以 从

异地备份中心恢复数据，保障企业业务的连续性。

四 、产 品 配 置 与选型

（一）分 布式 存储节点

1. 服务器选型：选用 华 为 FusionServer Pro 2288H V5 服务器

作 为分 布式 存储节点服务器。 该 服务器配备 2 颗英特尔至强 可扩展

处理器，具有 强 大的计算能力；支持 多 达 24 个 DDR4 内存 插槽 ，

可扩展 至 3TB 内存，满足存储系统对内存的需求；具备 多 个 PCIe

扩展 插槽 ，方便添加网络接 口卡 （ NIC ）和存储控制器 卡 ；内 部 存储

支持 12 个 3.5 英寸 或 2.5 英寸 硬 盘位 ，可 根 据需求 灵活 配 置 SSD

和机 械 硬 盘 。

2. 网络接 口卡 ：为 每 个存储节点配备 两 块 Mellanox ConnectX-

6 100Gb/s 以 太 网网 卡 ，采用冗余 链路 设计，确保存储节点 之 间的

网络通 信 高速、可靠。 该 网 卡 支持 RDMA （ 远程直 接内存访问）技

术，能够 显著降 低网络延迟，提高数据 传输 效率， 特 别适 合 分 布式

存储系统中的数据交 互 。

3. 存储控制器 卡 ：选用 LSI 9500 系 列 16 端口 SAS 存储控制

器 卡 ，用于连接服务器内 部 的硬 盘 和 外部 扩展存储设备。 该 控制器

卡 支持 SAS 3.0 协议，提供高达 12Gb/s 的 传输 速率，具备 丰富 的

RAID 功能，如 RAID 0 、 1 、 5 、 6 、 10 等，可 根 据数据的安全性和

性能要求 灵活 配 置 RAID 级别。

（二） SAN 存储设备

1. 存储 阵列 ：选 择 IBM Storwize V7000 存储 阵列作 为核心业务

数据库的 SAN 存储设备。 该 存储 阵列 采用 双 控制器冗余架构， 每

个控制器配备 多 核处理器和大量 缓 存，确保高性能和高可靠性；支

持 多种 硬 盘 类型，包括 SSD 、 SAS 和 NL-SAS 硬 盘 ，可 根 据数据分

层 需求进行 灵活 配 置 ；具备 先 进的存储 虚拟 化功能，能够对不同类

型的存储资源进行整 合 和管理；提供高达 16GB/s 的 后端磁盘 通道

带 宽 和 8GB/s 的 前端主 机通道带 宽 ，满足核心业务对存储性能的 苛

刻 要求。

2. 光纤通道交 换 机：采用 博科 G620 系 列 光纤通道交 换 机构建

SAN 网络。 该 交 换 机提供 24 个或 32 个 端口 ， 端口 速率支持

8Gb/s 、 16Gb/s 和 32Gb/s ，可 根 据实 际 需求 灵活 选 择 ；具备 强 大

的交 换 能力和高可靠性设计，支持冗余 电 源、 风扇 和 链路聚合 等功

能；支持 多种 光纤通道协议和 zoning 技术，方便对 SAN 网络进行

分区管理和访问控制。

（三）数据备份与恢复设备

1. 本地备份服务器：选用 戴尔 PowerEdge R740xd 服务器 作 为

本地备份服务器。 该 服务器配 置 大容量的本地硬 盘 和 磁 带机，用于

存储本地备份数据。同时，安 装专 业的备份 软 件（如 Veritas

NetBackup ），能够实现对分 布式 存储系统和 SAN 存储设备的数据

备份 任 务的 集 中管理和 调度 ，支持全量备份、增量备份、 差 异备份

等 多种 备份策略，以及数据的快速恢复和恢复 验证 功能。

2. 异地备份中心设备：在异地建 立 与本地 相似 的备份中心，包

括 华 为 FusionServer Pro 2288H V5 服务器 作 为异地备份存储节点、

IBM Storwize V7000 存储 阵列 用于异地数据存储、 博科 G620 光纤

通道交 换 机构建异地 SAN 网络以及 戴尔 PowerEdge R740xd 服务

器 作 为异地备份服务器。异地备份中心与本地存储系统 之 间通 过专

用的网络 链路 （如 MPLS VPN 或 租 用 专 线）进行数据 传输 ，采用异

步 复制技术，在不 影 响本地业务性能的 前 提 下 ，确保数据的异地备

份及时性和一致性。

（ 四 ）存储管理 软 件

1. 分 布式 存储管理 软 件：采用 开 源的 Ceph 分 布式 存储管理 软

件。 Ceph 具有高 度 的可扩展性、可靠性和性能，能够将 多 个存储节

点构建 成 一个统一的存储 池 ，提供对象存储、块存储和文件存储服

务。 它 支持 多种 数据冗余策略（如 副 本和 纠删码 ）、数据分 层 存储、

自 动 数据 均衡 和故障恢复等功能，并 且 具备 丰富 的 API ，方便与其

他 系统进行 集成 。

2. SAN 存储管理 软 件： IBM Storwize V7000 存储 阵列 自带的存

储管理 软 件提供 了直观 、易用的图 形 化管理界面，能够对存储 阵列

的配 置 、性能、容量、数据保护等方面进行全面的管理和监控。通

过该软 件，可以方便地 创 建和管理存储 卷 、配 置 RAID 级别、设 置

存储快 照 和 克隆 、监控存储系统的 健康状 况和性能 指 标等。