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2025年1月
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成功案例
項目背景
電科院協同計算系統提供方式計算數據集中管理和分散維護、多人異地協同計算以及快速的大規模電網并行分布式仿真計算功能。協同計算系統主要面向各級調度運行方式工作，包括年度/夏滾/冬滾、2~3年、月度方式計算等。按照工作需求，每次計算有幾套數據，每套數據中有許多計算分析內容，總容量在200T~300T之間。
協同計算功能包括工程管理，潮流計算，暫穩計算等。
以潮流計算為例，潮流作業表包括：LF_CASE_ACLINE、LF_CASE_COMPENSATOR_P、LF_CASE_COMPENSATOR_S、LF_CASE_DCLINE、LF_CASE_LOAD、LF_CASE_NODE、LF_CASE_UNIT等。在每個工程中，有很多個潮流作業，每個潮流作業數據量大概10w條，所有潮流作業數據都存在相同的表中，作業間以case_no區分。潮流作業數據是批量插入的，并且經常性刪除和插入，并發50個作業同時插入作業時，有較大的IO性能要求。
本系統存儲的設計需要考慮存儲的IO吞吐能力、IO帶寬等。本系統核心計算程序是fortran開發的，和系統接口的方法是采用輸入輸出文件。系統后臺使用計算機群進行計算，計算機群上的計算程序是一樣的。計算文件采用NFS方法共享給所有計算節點使用，減少了數據文件在計算節點間的傳輸，簡化了程序。但是，產生了io瓶頸，國調計算服務器21個，每個服務器上同時可以啟動10~20個計算任務，即計算任務并發數在210~420。
現有業務系統計算節點、存儲節點均采用千兆互聯的方式，在使用中存在嚴重帶寬不足等情況，影響業務運行，本期項目建設需要同步考慮將系統升級擴容至萬兆互聯。
方案設計
本次項目實為電科院內部IT系統業務系統內配套存儲及其它IT基礎解決方案的綜合性方案，要求滿足標準化、高密度、高并發、高擴展，滿足數據并發訪問處理需求。
ParaStor是曙光自主開發的分布式并行存儲系統，采用多副本、N+M糾刪碼等數據保護技術、全冗余設計，支持單一存儲命名空間、支持容量海量擴展，性能線性擴展，能夠滿足高性能計算中心海量文件并發讀寫需求。
優勢說明
1)架構優勢
ParaStor300采用元數據和數據分離的非對稱式結構，這也是國際主流的并行存儲系統架構，元數據和數據分離有助于提升存儲系統的性能和擴展性。
ParaStor300的多臺索引控制（默認配置2臺）采用多活冗余集群結構元數據存儲采用RAID6保護的SSD高速磁盤以提高元數據訪問性能。曙光ParaStor300采用更高級的元數據冗余策略。ParaStor300的元數據控制器默認配置2臺，同時支持更多的元數據控制器組成元數據集群，每臺元數據控制器均為Active在線狀態，正常工作時負載均衡并行文件系統客戶端的元數據訪問請求，一臺元數據控制器出現故障時，其它元數據控制器分擔其工作負載，接管時間非常短，且為在線切換，不中斷正在進行的IO請求，不影響并行文件系統的業務運行。
2)數據保護
與傳統磁盤陣列RAID保護技術相比，曙光ParaStor300的N+M糾刪碼技術具有明顯優勢。ParaStor300可以實現數據重建無人值守，比如深夜磁盤出現故障，傳統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行數據重建；ParaStor300的數據重建并發進行，1TB數據半小時內重建完成，而傳統RAID的重建時間可能長達10小時到1天以上，而且RAID在數據重建期間磁盤負載很重，很容易出現雪崩效應，即繼續出現磁盤損耗，導致RAID降級甚至數據丟失。
本方案采用的N+M保護策略，存儲系統可以容忍M塊硬盤同時失效。實際上M塊硬盤“同時”失效的概率非常低，因為當ParaStor300的1塊硬盤失效后，系統會在很短時間內在其它硬盤上自動完成數據重建，重建完成后，ParaStor300又可以容忍M塊硬盤同時失效。數據修復過程完全無人值守。用戶只用定期更換故障硬盤即可，更換新硬盤后，ParaStor會自動進行底層數據遷移，平衡容量。
3)分級存儲
ParaStor300存儲系統支持自動透明的分級存儲功能，采用SSD和SATA磁盤相結合，既能保障存儲系統容量，又能提高存儲系統訪問性能，具有極高性價比。
用戶的熱點數據優先存放在SSD分區，冷數據自動遷移到SATA分區，回熱數據可以回遷，數據遷移策略綜合數據訪問頻率、文件大小等因素，遷移策略用戶可干預和定制。數據遷移過程在SSD和SATA磁盤之間以數據塊級別并發進行，速度快且對存儲性能影響較小，整個數據遷移過程自動透明，用戶看到的是一個統一完整的數據訪問空間。
4)擴展能力
ParaStor300分布式存儲系統具有極佳的擴展性，最大支持4096個存儲服務器節點，真正做到EB級存儲。支持在線擴容，且不影響業務系統使用。增加數據控制器后，數據對象自動實現負載均衡的遷移分布，使得整個存儲系統實現容量和性能的線性增長。
方案優勢說明
解決了傳統存儲的帶寬瓶頸問題；
曙光自帶的私有客戶端及對NFS的深度優化，解決了標準NFS協議訪問的中斷問題；
提升了系統的并發訪問能力，可以同時為多個省級節點提供計算訪問服務；
投資成本優于傳統FC SAN架構，性價比更高；
交鑰匙工程，從前期設計，到方案POC驗證，到招投標，到最后項目交付，曙光原廠工程師全程參與支持，客戶省心放心；
原廠7*24*365超白金級服務，本地化服務；
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