信息化实施优秀案例:国家海洋局北海预报中心

近日,存储在线采访了国家海洋局北海预报中心的胡伟博士。

国家海洋局北海预报中心成立于1965年,作为国家海洋局设在青岛的专门从事海洋环境监测、预报、咨询、科研的事业单位,它不仅肩负着国家授权发布渤海、黄海、东海北部海区海洋环境预报的职能,更为其所辖海区内国际合作与海洋管理、海洋开发贡献着自己的努力,在我国的领海、大陆架及专属经济区中,北海预报中心可以说是渔业捕捞、资源开发、商业航运的“海洋预警机”和“保护神”。

因此,北海预报中心的工作在被寄与厚望的同时,也被赋予了更多新的要求,国家海洋局北海预报中心胡伟博士在谈到目前北海预报中心主要工作时谈到:“对负责海域进行精细化、准确的海洋预报,减少海洋灾害带来的经济损失是中心目前的一项主要任务。”而由于数值预报净度受到很多因素的制约,如实测资料、模式的参数化方案、计算速度等,因此,这样的高标准严要求也对海洋预报工作提出了挑战,那就是如何利用目前有限的资源提高预报精度。

不仅如此,作为2008北京奥运的协办城市,青岛承担着奥运会帆船/板比赛的重任,这对于北海预报中心的工作来说又增加了新的难度——不过,作为奥运会成功举办的幕后英雄,北海预报中心成功的完成了为奥运会帆船比赛提供准确海流、潮汐、海浪等预报的服务。我们在此要为您揭示的,是北海预报中心成功助力北京奥运会帆船比赛背后的故事。

奥帆赛:仅仅是挑战的一部分

服务奥帆赛对北海预报中心来说是机会和挑战。奥组委对北海预报中心提出了为参赛帆船提供准确的海浪、海流、潮汐、水温预报的要求,而“准确”对于8月份青岛变化无常的天气来讲是非常困难的。在气象、海洋监测过程中,监测数据通过专线/卫星等手段实时传输到预报中心,并进行质控入库、计算分析。频繁的数据读写工作,极大地考验着存储系统的I/O性能,而对存储的要求也由单一的大容量需求逐渐向高吞吐、高性能方面转移。与此同时,由于计算数据、数据库等重要资源均放在存储设备上,存储设备的可靠性显得至关重要。

针对这些挑战,北海预报中心对存储系统提出了“具有极高的安全性、先进的体系结构易于扩充、高可用性保障”–这三点要求。北海预报中心的新存储系统应该是“应用与数据分离的方式和结构”,能够采用先进、成熟的技术,使存储系统整体上具有很快的响应速度和更高的数据带宽,可以长时间承受大量用户极高的访问频率和访问速度,与此同时,所有应用数据及全海域的应用数据集中后,存储系统必须具备高可用,冗余配置,减少单点故障,能够支持所有应用服务器的24小时不间断访问。

存储重任花落AMS200

可以想见,在保障奥帆赛这项重要赛事以及对海洋预报高效率、高精确度的双重要求下,北海预报中心信息化改造所面对的绝不仅仅是“增加一台存储设备”这样简单。

经过多方比较,来自联想与日历数据公司的Lenovo-HDS全光纤集中存储解决方案最终胜出。日立数据公司HDS AMS200优异的性价比和技术领先性以及联想完备的服务成了这一方案最终脱颖而出的原因。在投资相近的情况下,Lenovo-HDS AMS200在存储通道持续读写带宽、IOPS等方面的优势异常明显。在独创技术方面,HDS在RISC处理器、双活磁盘通道、cache分区等技术方面较其他厂商的产品有优势,而联想在实施和售后上作为解决方案提供商,不仅提供了良好的实施体验和售后服务,更让AMS200充分发挥了它应有的作用。

从北海预报中心的业务需求来说,其服务器系统每天运行风场模式、海浪模式、海流模式、风暴潮、海冰等模式模拟工作,从而通过大量的计算完成海洋气象要素的数值预报工作——像奥帆赛赛场的海浪、海流和潮汐数值预报就是通过大量的服务器计算得到的,而最终,这些极大量的数据都将存储到AMS200中。同时,一些北海预报中心的业务开发项目也面临着时间紧、计算量大的要求,而这部分数据也都是由AMS200来存储或负责持续的供给数据的。

虽然北海预报中心的IT环境并不复杂——Linux AS 4操作系统架构在联想服务器上,同时运行Oracle服务器和天气模式WRF,但是其对存储的要求显而易见:奥运项目要求极高的稳定性和数据可持续性,而海洋预报的大计算量则对存储系统的性能提出了明确的要求。

项目实施图

AMS200拥有缓存分区和HDS独有的Hi-Per II高性能阵列结构 — Cache Partition Manager(高速缓存分区功能)是AMS存储系统产品线的一个关键改变,可确保应用的服务质量。其它任何模块化产品都没有能力在这一级别管理高速缓存,而Hi-Per II架构则保证了两个控制器在Dual Active模式下工作的性能。

首先,缓存分区功能能够帮助AMS200的用户在一台系统上根据数据库对不同类型文件的要求,给予不同的存储配置,从而以不同的Cache对应不同类型的存储访问要求和保护级别——无论是要求小块级读写性能,还是要求更高的随机读写IO,以缓存分区(Cache Partition Manager)、虚拟端口等技术能够在一台存储系统上针对不同的SQL Server应用给予不同的配置从而满足SLA的要求——AMS200不仅仅是一个应用的专属存储,而是一台存储的虚拟机。

另一方面,AMS200的架构决定了其缓存、前端接口和后端磁盘通道接口都是通过Hi-Per II结构以交换的方式进行数据传输,并且在两个控制器的Hi-Per II结构之间通过两条负载平衡的内部数据交换链路进行写I/O的镜像操作,因此,能够保证两个控制器在Dual Active模式下工作的性能。

当然,在满足了北海预报中心的性能要求之外,AMS200还让使用者觉得用起来得心应手,他对于使用的感受显得颇为满意:“经过这段时间的使用,我们发现联想提供的产品管理和维护非常简单,通过GUI图形界面,就可以非常方便的对存储系统进行设备监控、配置管理、在线卷扩展、lun扩展、设备升级等。”——合业界标准的开放、可扩展、模块化HiCommand管理框架集中存储管理带来的是基于策略的自动化、从任何地方管理异构平台的能力和最佳的产品间无缝集成,同时,AMS200与HDS其他产品——甚至包括最高端的产品共享一致的API、软件工具以及通用的管理框架,从而保证了在数年后对于长期投资保护的需求。

值得一提的是,各种基础设备安装完毕后,联想公司工程师对整个集群系统进行了多次优化,系统效率得以较大提高,还经常与我们在线讨论一些使用中的问题,我们很满意;同时在维护方面,还有联想公司提供的三年上门,三年保修服务,在本地有服务中心,真正的让北海预报中心没有后顾之忧。

当AMS200入住北海预报中心之后,我们看到的是符合北海预报台的严格要求的实施方案,而系统资源则能很好的满足数据计算、数据备份、资源调度等要求,达到了项目用户的预期目标则是一种必然——用户不但在设备采购投入上节约了大量采购成本,并对使用维护人员进行大量培训,后续维护、使用成本很低廉。

于是,我们看到的只有幕后英雄——他们保证了奥帆赛的顺利举行,完成了对海区内海洋预报的精细化工作,我们看到的是一支“经过充分准备,做了大量观测,利用服务器进行多次调试,不断改进、完善预报模式,成功为这次奥帆赛提供了准确的预报,完成了组委会交给的任务。”的专业队伍,而在这幕后,是AMS200的支持,与北海预报中心奥帆保障组全体成员的辛勤工作。