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UIT创新科/英特尔精选解决方案,助力能源行业边缘计算

2021-09-17

UIT在大数据时代的地质勘探业务中不断探索,不断提升技术与应用相结合,发展云计算、物联网、人工智能等新技术在物探领域的应用,以算力的提高加快数字化转型,持续打造能够支持大道数节点采集技术、井中勘探等技术、横波源矢量勘探技术、OBN处理技术、信息化地震队技术的勘探信息化装备,依靠科技创新全面推进勘探生产效率的快速提升。

 

地震勘探采集技术的推广应用,野外采集点的整体性能需求越来越高。一方面,宏大的数据量,对计算机采集节点的配置要求越来越高;另一方面,油田公司对野外现场处理部分数据的实时性要求也在逐步形成,越来越多复杂算法被要求在采集端就投入生产,因此,对野外现场的计算及处理能力,存储设备的吞吐能力,以及网络交换的基础性能,都提出更高要求。

 

UIT创新科的采集服务器,UUS软件定义存储系统,规格统一,部件的通用性极强,采用第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器、英特尔® 固态盘 D3 S4510 和英特尔® 网卡等产品,UIT创新科与英特尔合作推出了基于UUS软件定义存储的英特尔® 精选存储解决方案。该解决方案针对大数据高负荷的IO存储系统进行了功能性强化和底层性能优化,为物探高性能计算行业的用户,部署面向分布式采集/存储架构的高性能统一存储提供了重要依据和选型方向。

 

UIT创新科分布式统一存储UUS产品助力中石油野外采集项目

 

UIT创新科的分布式统一存储,以及采集服务器产品,采用小规模一体化整机柜交付的模式,主要产品基于INTEL 至强系列的高性能CPU计算技术,能够在保障野外环境下正常运行的基础上,提供更强大的计算能力。基于并发I/O的高性能、大容量、更稳定的并行存储,解决了因为规模采集处理数据时,大数据处理的I/O瓶颈。同时采用SSD(固态硬盘)以其存取数据延迟低、速度快、故障率低、可靠性高和重量轻、功耗低等优越性能,在海量地震数据处理和解决复杂的算法中起到了非常关键的作用,其可扩展性和灵活的配置方式,可以最大限度的保护客户投资,拥有更合理的TCO

 

UUSUIT自主研发的分布式统一存储,采用对称式架构、基于scale-out的横向扩展设计,可以基于通用硬件构建出大规模分布式存储集群。UUS采用底层硬盘管理和上层资源管理两层虚拟化管理模式,在系统内部把硬盘划分成更小粒度的数据块,逻辑磁盘不再是由节点内固定的某些硬盘组成,而是构建在不同设备上不同硬盘中的数据块之上。与传统RAID、副本等数据保护技术各自优点、短板明显的技术特性不同,UUS兼具各种传统数据保护技术的优点,在可靠性、性能、空间利用率等各方面均衡。

 

UUS同时提供块、文件和对象等多种数据接口,可同时适用于不同的业务应用场景。UUS数据保护级别灵活,空间利用率高,支持存储系统的快速重构、快速扩容和容量自动均衡,支持大RAID(几百乃至上千块盘组成的RAID),系统部署维护简单。同时UUS作为海量存储系统,在系统运维方面也加入了很多特性,更适合云环境和大规模数据中心部署,为用户带来维护的便利和运维成本的降低。


 


基于UIT创新科分布式统一存储UUS的英特尔精选解决方案

 

基于UIT创新科分布式统一存储UUS的英特尔精选解决方案是一款包含了INTEL服务器硬件、UUS存储软件的解决方案。

 

方案特点

 

多协议多接口支持,按需使用

 

UUS除支持通用的ISCSINFSCIFSS3HTTPFTP等标准协议外,还针对OpenStackHadoopDocker等新兴热门应用平台开发了相应接口。做到一套存储应对多种不同的业务应用与数据结构。

 

全局数据校验,节点级故障容错

 

UUS系统内部把硬盘划分成更小粒度的数据块进行全局化统一管理,组成URAID的是横跨不同设备的不同硬盘中的数据块,而非同一台设备中预先指定的某些硬盘整体。在UUS系统中不但特定数量氛围内的硬盘故障不影响系统正常运行,而且整机设备故障也依然能够保证系统的安全,提供了跨存储节点的数据保护能力。

 

数据保护灵活,空间利用率高

 

传统数据保护方式仅能容许一块或两块硬盘同时失效,UUS在数据保护级别方面更加灵活,可以容许系统内更多的硬盘同时故障而不影响在线应用。用户不但可以根据实际需求自行设定,而且可以根据不同数据设定不同的安全等级。在提供高可靠的同时,UUS系统同时实现了高空间利用率,使得在同样数据量的情况下,实际部署的硬件数量最小化,大幅降低机房空间、系统功耗、制冷能耗等需求。

 

高速重构,系统高可用

 

硬盘容量已经从几十GB、几百GB增长到了6TB,这使得传统RAID的重构延长到了几十个小时。在重构过程中,传统RAID处于非冗余的降级状态,并且此时的业务和重构双重压力导致硬盘故障率上升,意味着极大的数据丢失风险。基于底层块级精细化虚拟化统一管理的URAID使数据均匀分布在所有硬盘上,重构时把需要重构的数据均匀写到所有硬盘上,克服了传统RAID重构时重构数据向单个硬盘(热备盘)写入的性能瓶颈,消除重构热点,重构速度由以天计变为分钟级,降低了整个RAID失效概率,提升了存储系统的可靠性,降低数据丢失风险。

 

故障自修复,系统更可靠

 

URAID技术面向硬盘进行了多重可靠性设计,包括:硬盘自动巡检、故障告警、故障自动修复等多种可靠性保障。磁盘巡检中发现的警告盘(即将故障的硬盘),可自动进行数据迁移,等到有一定数量的故障盘后,批量进行处理维护。

 

针对不可修复的硬盘局部故障,URAID可以只针对硬盘的故障数据块进行重构,进一步缩短重构时间,降低数据丢失风险。

 

优化IO路径,性能出众

 

UUS采用全内核设计,数据进入UUS存储集群后不再反复在内核和用户态之间拷贝,直接从内核写入磁盘,简化IO路径,提升存储效率。UUS还提供自动慢盘检测功能,对影响集群性能的磁盘进行离线检测,该检测不影响业务运行。

 

人性化运维,保证系统持续运行

 

UUS作为经常大规模部署在数据中心的海量存储集群,为保证运维的简便性,降低运维过程可能出现的风险提供了很多特性。UUS允许在符合槽位或者型号的规则时自动将磁盘加入存储池;支持磁盘被误拔后不会第一时间触发全局重构,而是给出告警延时重构;设计节点维护状态,保证节点在计划内维护时离线不会导致系统重构或崩溃;允许磁盘在任意节点漫游;允许在系统故障超过冗余限制时仍能进行读写操作等。

 

灵活易用,简化应用对接

 

Scale-out设计,存储系统性能和容量可以随节点数量增长达到线性的扩充。全系统使用基于x86架构的服务器,基于自身I/O路径优化,UUS对计算资源使用率极低,使得存储节点可以承载更多类型的业务。多数基于Linux的应用,都可以方便的嵌入到UUS系统中,降低了用户IT系统的硬件需求,简化了网络部署,同时,由于应用于存储系统合一,也降低了数据I/O性能对网络的依赖。


 


助力用户构建分布式统一存储的野外MINI数据中心

 

基于UIT创新科分布式统一存储UUS的英特尔精选解决方案是两个款采用了不同配置INTEL处理器来制造的存储/计算类产品,其中依据对算力的不同要求,UUS统一分布式存储,包含了INTEL 银牌的至强处理器,这款处理器的应用,突出了产品的低能耗特性,以及多核心的基础处理能力,在满足存储应用的前提下,能够很好的控制成本,环保和产品实现的平衡,采用INTEL的网卡组件,以及SSD作为系统盘,对于系统来说兼容性最强,能够顺利的达成产品的设计目标,项目中的实际应用也能够满足客户的基本要求;采集服务器的硬件,因为要处理高负荷的IO业务,所以之间选用了性价比非常高的处理器部件,Intel至强 金牌5218R处理器,2.1GHz/20/125W,兼顾了性能和功耗,这点对于野外能源供应的紧张情况,有很大的意义。


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