背景


  当今社会是个信息爆炸的社会,各行各业的数据都在成倍的增长,成倍增长的数据需要大量的存储设备来存储,如果还使用大型机、小型机等传统的存储设备,硬件成本和维护成本必定是昂贵的。同时,国家倡导节能减排,减少用电,节约用电,不但是企业降低运营成本的需要,更是作为一个公民应尽的义务。云存储系统正是在这样的背景下发展起来的。

  云存储系统采用了先进的云计算技术、网络通信技术以及分布式文件系统技术,将廉价的、性能低下的硬件存储节点组织管理起来,提供高性能、高可靠的存储系统。

  作为云计算架构中的基础设施层,随着全球数据量的爆炸式增长,对云存储技术和产品的需求已经呈现空前扩张! 比尔盖茨曾预言,未来的云存储市场将比目前IT业的市场总和还要大!因此,云存储产品必将具有异常广阔的市场前景!



产品简介


  cStor云存储系统是南京云创大数据科技股份有限公司自主研发的、具有自主知识产权的高科技产品,整套系统包括软件与硬件,是一个海量的云存储平台。

  与传统的大规模存储系统相比,cStor针对绝大多数数据密集型应用的特点从多个方面进行了优化,从而在一定规模下达到成本、可靠性和性能的平衡。cStor凭着超低的价格、优异的性能、高度可靠、绿色节能、无限容量、在线自动伸缩、易用通用等诸多压倒性优势,获得了广电、安防、刑侦、政务、交通、动漫等各行业用户青睐,产品代理和销售商已发展到数十家。

  目前,cStor云存储系统已成熟应用于安防视频监控、刑侦、广电、交通、电信、医疗、政务、教育等诸多领域,性能卓越,表现出色,得到用户一致称赞台。



图1 cStor云存储系统实物图

系统架构


  cStor云存储文件系统包括: 卷管理服务、元数据服务、存储服务、客户端、网管监控中心。



图2 cStor云存储系统系统架构图

负载自动均衡技术


  cStor采用中心服务器模式来管理整个云存储文件系统,所有元数据均保存在管理节点上,文件则划分为多个数据块存储在不同的存储节点上。

  管理节点维护了一个统一的命名空间,同时掌握整个系统内存储节点的使用情况,当客户端向元数据服务器发送数据读写的请求时,元数据服务器根据存储节点的磁盘使用情况、网络负担等情况,选择负担最轻的存储节点对外提供服务,自动均衡负载负担。

  另外,当某有一个存储节点因为机器故障或者其他原因造成离线时,管理节点会将此机器自动屏蔽掉,不再将此存储节点提供给客户端使用,同时存储在此存储节点上的数据也会自动的备份到其他可用的存储节点上,自动屏蔽存储节点故障对系统的影响。



高速并发访问技术


  客户端在访问cStor时,首先访问管理节点节点,获取将要与之进行交互的存储节点信息,然后直接访问这些存储节点完成数据存取。cStor的这种设计方法实现了控制流和数据流的分离。

  客户端与管理节点之间只有控制流,而无数据流,这样就极大地降低了管理节点的负载,使之不成为系统性能的一个瓶颈。客户端与存储节点之间直接传输数据流,同时由于文件被分成多个数据块进行分布式存储,客户端可以同时访问多个存储节点,从而使得整个系统的I/O高度并行,系统整体性能得到提高。

  通常情况下,系统的整体吞吐率与存储节点的数量呈正比。



高可靠性保证技术


  对于元数据,cStor通过操作日志来提供容错功能,当管理节点发生故障时,在磁盘数据保存完好的情况下,可以迅速恢复以上元数据。为了防止管理节点彻底死机的情况,cStor还提供了管理节点远程的实时备份,这样在当前的管理节点出现故障无法工作的时候,另外一台备管理节点可以迅速接替其工作。

  对于存储节点,cStor采用副本的方式实现容错。每一个数据块有多个存储副本(默认为两个),分布存储在不同的存储节点上。副本的分布策略考虑了多种因素,如网络的拓扑、机架的分布、磁盘的利用率等。对于每一个存储节点,必须将所有的副本全部写入成功,才视为成功写入。在其后的过程中,如果相关的副本出现丢失或不可恢复等状况,管理节点会自动将该副本复制到其他存储节点,从而确保副本保持一定的个数。在有多个存储节点的情况下,任意损失一个节点,数据都不会丢失,而且随着存储节点数目的增多,整个系统的可靠性越大。



高可用技术


  由于采用了低耦合的分布式架构,所有服务节点均通过网络互连,系统可以在不停服务的情况下,通过增删节点的方式伸缩系统规模。存储节点和元数据管理服务节点间通过注册管理机制自适应管理,实现自动伸缩。


  元数据服务器采用主备双机热备技术,主机故障,备机自动接替其工作,对外服务不停止;存储节点采用冗余备份机制,多个存储节点情况下,任意损失一个节点,数据不丢失,服务不停止。



图3 典型应用部署


产品特性


和传统存储相比,C1000系列云存储系统具有如下优势:

优异性能
  支持高并发、带宽饱和利用。cStor云存储系统将控制流和数据流分离,数据访问时多个存储服务器同时对外提供服务,实现高并发访问。自动均衡负载,将不同客户端的访问负载均衡到不同的存储服务器上。系统性能随节点规模的增加呈线性增长。系统的规模越大,云存储系统的优势越明显, 没有性能瓶颈。

智能管理
  一键式安装,智能化自适应管理,简单方便的监控界面,无需学习即可使用。

简单通用
  支持POSIX接口规范,支持Windows/Linux/Mac OS X,用户当成海量磁盘使用,无需修改应用。同时系统也对外提供专用的API访问接口。
高度可靠
  针对小文件采用多个数据块副本的方式实现冗余可靠,数据在不同的存储节点上具有多个块副本,任意节点发生故障,系统将自动复制数据块副本到新的存储节点上,数据不丢失,实现数据完整可靠;
  针对大文件采用超安存编解码算法的方式实现高度可靠,任意同时损坏多个存储节点,数据可通过超安存算法解码自动恢复。该特性可适用于对数据安全级别极高的场合,同时相对于副本冗余的可靠性实现方式大大提高了磁盘空间利用率,不到40%的磁盘冗余即可实现任意同时损坏三个存储节点而不丢失数据。
  元数据管理节点采用双机镜像热备份的高可用方式容错,其中一台服务器故障,可无缝自动切换到另一台服务器,服务不间断。整个系统无单点故障,硬件故障自动屏蔽。
在线伸缩
  可以在不停止服务的情况下,动态加入新的存储节点,无需任何操作,即可实现系统容量从TB级向PB级平滑扩展;也可以摘下任意节点,系统自动缩小规模而不丢失数据,并自动将再下的节点上的数据备份到其他节点上,保证整个系统数据的冗余数。
超低价格
  系统基于廉价的存储节点,通过cStor云存储虚拟化软件实现统一管理和容错,提供高效稳定的存储服务,是传统SAN系统价格的1/5到1/10。
超大规模
  支持超大规模集群,理论容量为1024×1024×1024PB。


cStor云存储系统管理监控中心


  cStor云存储系统所有管理工作由云存储系统管理监控中心完成,使用人员无需任何专业知识便可以轻松地管理整个系统。


登录

  输入用户名和密码进入管理监控中心。初始用户名和密码为admin/admin。


设备管理

  对系统中的每一个机架和设备进行监控,包含机架信息、磁盘信息等。


系统监控

  对集群中的CPU和内存使用率,空间使用率进行监控。


卷管理


卷概况

  可在机架中进行添加、修改、删除卷的操作,还可对卷的地址、版本、使用情况等进行了解。


空间信息

  通过图表的形式让你对选中的卷的空间情况一目了然。


设备信息

  列出集群中的所有存储节点的信息。


磁盘信息

  对每台机器的硬盘进行监控,包括空间使用率等。


挂载信息

  显示选中集群的客户端IP、客户端挂载路径等。


告警管理


告警配置

  可根据需要设置告警项目。


告警信息

  对集群中设备上的告警信息进行展示。


告警日志


  对告警日志进行回放。


账户管理


cStor账户

  可添加cStor用户到指定的卷,设置用户相应的权限、密码、配额。


CIFS账户

  可添加CIFS用户到指定的卷,设置用户相应的权限、密码、配额。


故障管理

  对集群中出现的故障进行管理。


系统日志

  对系统日志进行回放。






市场应用


应用范围
应用描述
典型用户
海量数据集中式存储 在线伸缩,无限量的容量支撑,解决海量数据的集中式存储。 公安、交管、安防、广电、动漫、银行等
大规模数据共享 高并发,大文件高性能传输,提供统一命名空间,适合广电媒资大规模数据共享应用。 视频点播系统、图书馆、学校、政府机关等
云平台存储资源池 云平台应用支撑,作为基础存储资源池,为云平台提供基础存储资源。 云平台运营商、政府信息中心等
数据灾备、近线存储 数据异地灾备、近线存储、取代带库。 图书馆、档案馆等

产品特性


主特性
子特性
功能说明
空间挂载

Windows挂载

运行Windows客户端程序,在Windows系统上显示为一个本地海量磁盘

Linux/Unix挂载

运行Linux/Unix挂载程序,在系统上对应为一个本地目录

高可用保证

主备双机

能够在主元数据服务器故障情况下自动切换至备用元数据服务器,对外服务不停止

可靠性保证

元数据日志

元数据日志本地持久化,可根据元数据日志恢复元数据

元数据日志备份

支持元数据日志异机备份,可根据备份日志恢复元数据

块数据备份

采用副本冗余方式或编解码方式容错,当磁盘损坏副本数减少时,系统自动重建副本数到配置的值,保证数据安全可靠、服务不间断

空间利用率

磁盘有效容量

系统N+M编解码配置下,磁盘有效容量=N/(N+M)×裸容量,如8+2编码情况下,产品利用率为80%,若采用传统副本方式1:N容错,则磁盘有效容量为1/(1+N)×裸容量

高性能保证

吞吐量

系统整体吞吐量随系统规模增加呈线性增长

动态扩展

存储节点动态扩展

能够在不停止服务的情况下进行扩容或收缩规模,在线增加和减少存储节点

访问接口支持

对外接口

POXIS访问规模,提供NFS、CIFS访问接口。可虚拟成统一磁盘空间使用。提供高性能并行I/O访问API

存储节点可兼作服务节点

存储节点可兼作服务节点

存储节点可兼作服务节点,对外提供数据访问服务

负载均衡

负载自动均衡

负载自动均衡,根据空间利用情况进行负载均衡

流量分担

并发访问时流量自动分担

并发访问时流量自动分担至不同的存储节点

安全性

身份标识和鉴别

系统的管理监控中心具有身份标识和鉴别功能

正常访问控制

系统具有对系统正常访问的控制能力

屏蔽非法操作

系统具有对未预期的非法操作的控制能力

数据备份和恢复

系统可以配置备份因子,设置数据存储的备份数

日志管理

系统元数据服务器具有日志管理功能

管理监控

系统监控和管理

监控设备的运行状态、磁盘状态、系统的空间使用状态、系统的数据块状态、监控和统计系统的文件状态

其它功能

存储快照

系统支持对文件或目录快照

精简配额

支持目录配额管理功能,支持精简配置功能

磁盘休眠

支持在系统空闲时,硬盘自动休眠来增加磁盘寿命和节省能源。系统在有读写等请求时,硬盘可以自动唤醒


节点特性


    C1000系列产品根据不同应用应用需求,分为经济型、标准型和增强型,详见下表:


指标 经济型配置 标准型配置 增强型配置
管理节点 cStor C1111(1U) cStor C1112(2U) cStor C1121(1U) cStor C1122(2U) cStor C1131(1U) cStor C1132(2U)
CPU 2*E5-2407 2*E5-2620 2*E5-2620
内存 6*8GB Memory 8*8GB Memory 8*8GB Memory
系统盘 2*500GB 3.5" SATA 2*500GB 3.5" SATA 2*500GB 3.5" SATA
网络 2x LAN ports (2x 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT) 2x LAN ports (2x 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT) 4x LAN ports (2x 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT, 2x10G SFP+)
存储节点 cStor C1211(3U) cStor C1212(2U) cStor C1221(3U) cStor C1222(2U) cStor C1231(3U) cStor C1232(2U) cStor C1233(4U)
CPU 1*E5-2407 1*E5-2620 2*E5-2620
内存 2*8GB Memory 2*8GB Memory 4*8GB Memory
系统盘 1*80GB 2.5" SSD 1*80GB 2.5" SSD 1*80GB 2.5" SSD
数据盘 16*3TB 3.5" SATA 12*3TB 3.5" SATA 16*3TB 3.5" SATA 12*3TB 3.5" SATA 16*3TB 3.5" SATA 12*3TB 3.5" SATA 36*3TB 3.5" SATA
网络 2x LAN ports (2x 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT) 2x LAN ports (2x 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT) 4x LAN ports (2x 10BaseT/100BaseTX/1000BaseT, 2x10G SFP+)

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服务项目 专业支持服务
自助网站服务 提供24*7的网站自助服务,可查询云创知识库以及各类技术文档(例:可在公司的官网站上传一些小云的资料供客户下载学习)
邮件支持服务 24*7接受服务申请,云创服务团队将在24小时内给予回复 (用户可通过邮件的形式将遇到的问题或建议传递给云创,云创技术支持人员会在规定的时间内给予响应或答复。)
电话支持 为客户提供24*7的技术支持服务(用户可通过云创提供的服务电话联系到专业的技术支持人员,快速轻松的得到技术人员的帮助和指导。)
电话回访检测服务 定期回访客户,配合客户对数据立方一体机做常规检测,提前发现问题并给出专业的建议
产品升级 享受所购买数据立方一体机软件系统一年内小版本免费升级
指定技术专家服务 指定技术服务专家,负责协调所有客户问题。(收费服务)
现场技术支持 提供现场服务,根据客户需求,云创工程师赶赴现场(现场服务可包括实施服务、产品问题或环境兼容性问题的上门技术支持.
业务紧急支持 提供业务紧急支持,根据客户需求,技术专家在一个工作日内赶赴客户现场。 (收费服务)

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