国家标准 GB/T37737一2019 信息技术云计算分布式块存储系统总体技术要求 nformationteehnolog一CIoudcomputing Generaltechniquereguirementsofdistributedblockstoragesystem 2019-08-30发布 2020-03-01实施国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T37737一2019 目次前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义、缩略语 .. 3.1术语和定义 3.2缩略语云计算分布式块存储系统架构 5 要求 5.l资源管理功能要求 5.2系统管理功能要求 5.3可扩展要求 5.4兼容性要求 5.5安全性要求
GB/37737一2019 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口本标准起草单位:中移(苏州)软件技术有限公司、电子技术标准化研究院、阿里云计算有限公司、华为技术有限公司、新华三技术有限公司、浪潮电子信息产业股份有限公司、北京京东尚科信息技术有限公司航天云宏技术有限公司、电子科技集团公司第二十八研究所、深圳赛西信息技术有限公司、东莞科学院云计算产业技术创新与育成中心,北京初志科技有限公司、星辰天合(北京)数据科技有限公司、快威科技集团有限公司、烽火通信科技股份有限公司、中山大学、舰船研究院本标准主要起草人汤永伟,王泽胜、吴涛、杨丽蕴、马涛,周景才、张天洁,王东旭,陈盼,王洁萍张在贵、刘娇、陈志峰、王典威、严红、贾立国、闫飞、耿航、韩飞、刘晨、易晶晶、陈刚、王光杰、温武少、万海、马辰
GB/37737一2019 信息技术云计算分布式块存储系统总体技术要求范围本标准规定了分布式块存储系统的资源管理功能要求、系统管理功能要求,可扩展要求,兼容性要求和安全性要求本标准适用于分布式块存储系统的研发和应用规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T32400一2015信息技术云计算概览与词汇术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 GB/T32400-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 块block 存储在计算机中数据信息的集合,从用户角度看到的数据是块形式存在的 3.1.2 分布式块存储系统distributedbloekstoragesystem 由多个相对独立的存储节点组成,节点之间通过网络连接起来形成提供块接口和管理功能的存储系统 3.1.3 卷 volume 块存储系统中物理空间的逻辑分区,为虚拟机(VM)或物理机提供裸设备方式进行数据存取可以进行创建、删除、扩展等操作 3.1.4 快照snapshot 卷在某个时间点的副本 3.1.5 精简配置thinproisioning -项容量分配的技术,根据该项应用实际所需要的容量,实时分配给应用程序 3.1.6 厚置备thickprovision -项容量分配技术,一次性划分指定的存储空间的应用
GB/T37737一2019 3.1.7 存储池storagepwl 逻辑卷中数据块的分布范围 3.2缩胳语下列缩略语适用于本文件 APl,应用编程接口(ApplicationProgramming Interface ommandLineInterface CLI:命令行接口(Co CPU.中央处理单元(CentralProcessingUnit) FCP:光纤通道协议(FibreChannelProtocoD ID;身份标识码(Identity) I/O;输人/输出(Input/Output 1OPS;每秒进行读写操作的次数(Input/OutputOperationsPerSeeond iscs1,互联网小型计算机系统接口(termetSmallComp uterSystemInterface MBPS:兆比特每秒(MillionBitsPerSecond NBD:网络块设备(NetworkBlockDevice) QoS:服务质量(QualityofService REST;表现层状态转移(RepresentationalstateTransfer) sL.A服务级别协议(ServiceLevelAgreement) VM;虚拟机(VirtualMachine) 云计算分布式块存储系统架构分布式块存储系统功能架构如图1所示,分为如下模块物理层;物理层要求不在本标准范略内 a 块存储资源管理;负责对分布式块存储资源的管理,并向资源管理系统提供API 向资源管理 b) 系统提供的API能力包括卷管理配置、卷操作、业务计量和监控信息上报等系统管理:分布式块存储系统管理包括配置管理、操作维护、系统监控、日志等模块,并可以通过图形用户界面,操作维护人员可以实现对分布式块存储系统的管理分布式块存储系统与其他系统主要通过以下几种接口对接资源管理接口;针对资源管理系统的接口采用RESTAP,CL等方式实现,提供资源信息查 a 询、卷配置操作等功能接口系统管理接口:针对运维管理系统的接口采用RESTAP1,CLI等方式实现,提供监控告警数 b 据的采集,以及资源的配置管理等接口主机访问接口;为计算系统提供块设备(iSCSI/FCP/客户端方式)访问接口,支持物理主机系统和虚拟化主机系统虚拟化环境下可以直接将裸设备透过虚拟化层直接映射给虚拟机,存储和计算系统通过网络进行互联
GB/37737一2019 计算系统主机访问接口赏源管理按口分布式块存储系统资源管理接口资源管理接口系统管理配置管理媒体管理卷瞥理快照管理节点管理映射管理权限管理版本管理监控告警运维块存储资源管理卷操作快照操作压缩 0oS 去重系统管理接口系统管理接口物理层图1分布式块存储系统架构分布式块存储系统内部通过以下接口对接存储服务器之间通过特定协议互联,实现心跳和数据交互元数据服务器一般通过Paxos算法来实现Leader的选举,元数据服务器掌握着集群的信息,如磁盘状态、节点状态,卷的状态等,也会将这些信息通过特定协议下发到各存储节点,最终各存储节点可以获得一致的集群状态视图 5 要求 5.1资源管理功能要求 5.1.1 创建卷 5.1.1.1 功能描述在存储系统中根据指令要求创建指定容量的卷 5.1.1.2功能要求创建卷满足如下功能应支持指定卷的大小; a 应支持指定卷的名称; b 可支持指定卷的副本数或者纠删码模型; c 可支持指定卷Qos(吞吐率和1OPs范围); d 可支持指定卷所在的存储池; e 可支持指定卷的类型(精简或者厚置备),如果是精简模式,需提供实际容量大小 fD
GB/T37737一2019 5.1.2删除卷 5.1.2.1功能描述释放卷空间 5.1.2.2功能要求删除卷满足如下功能 a 对目标卷进行删除操作前,应解除该卷以及其快照与计算资源的挂载关系; b) 删除后的目标卷应释放卷所占用的存储空间删除卷后,根据卷创建的快照/克隆应一并删除 c 5.1.3挂载卷 5.1.3.1功能描述建立卷和计算资源的对应关系,分配资源管理系统指定的卷给指定的计算资源,供用户使用 5.1.3.2功能要求挂载卷满足如下功能 a 应与计算系统交互,将卷挂载给对应的主机 D)应更新卷的状态 5.1.4卸载卷 5.1.4.1 功能描述解除指定的卷与计算资源的关联关系 5.1.4.2功能要求卸载卷满足如下功能: 应从主机确认该卷已经从计算资源上分离; a b)应更新卷的状态 5.1.5卷扩容 5.1.5.1功能描述增加卷容量 5.1.5.2功能要求卷扩容满足如下功能卷容量信息保持和扩容配置信息一致; a 处于未挂载状态的卷应支持扩容 b 已挂载的卷可支持在线扩容 d 已挂载的卷应支持离线扩容
GB/37737一2019 5.1.6查询卷 5.1.6.1 功能描述获取卷的属性及状态信息通过状态信息查询,用户可获知当前卷的创建进展信息 5.1.6.2功能要求查询卷满足如下功能应支持接收资源管理系统的指令,根据卷ID/NAME反馈该卷的状态及其属性信息 b 卷信息应包括但不限于该卷的容量和目前所处的状态可支持根据卷ID/NAME等信息进行分表查询 c 5.1.7卷拷贝 5.1.7.1功能描述完全复制某一时间点的卷的全部内容 5.1.7.2功能要求卷拷贝满足如下功能: 将源数据卷的数据基于某一时间点完全生成目标卷 a b 复制出的数据卷应支持读写操作,并对源卷无影响 5.1.8QoS 5.1.8.1 功能描述限定卷IOPs,MBPs等各类服务性能边界 5.1.8.2功能要求 QoS满足如下功能应支持用户针对指定卷设置其服务性能边界,该设置仅作用于所设置的卷,对其他卷不产生直 a 接影响可支持卷在线设置其服务性能边界 b 5.1.9 创建快照 5.1.9.1 功能描述创建某一时间点的卷的副本对快照出的数据卷可以进行读写操作快照可以基于卷生成,也可基于快照生成 5.1.9.2功能要求创建快照满足如下功能创建源数据卷的快照,记录快照卷与源数据卷的对应关系 a b 应返回创建成功的快照卷ID,容量和目前所处状态等信息; 应支持源卷的数据恢复到快照时间点的状态
GB/T37737一2019 5.1.10删除快照 5.1.10.1 功能描述删除已有卷的快照 5.1.10.2功能要求删除快照满足如下功能对快照进行删除操作前,首先解除该快照相关的映射关系,快照是可用的状态 a b 快照在挂载状态下,删除快照失败删除快照与源卷的对应关系; e d删除后的快照所占用的存储空间完全释放,并返回块存储系统的存储池中为新的需求所用 5.1.11卷监控 5.1.11.1功能描述查看指定的卷的详细监控信息 5.1.11.2功能要求卷监控满足如下功能: 监控信息应包括但不限于卷的IOPS,吞吐量、I/O响应延迟、磁盘利用率; a b) 应支持卷的历史监控信息查询 5.1.12精简配置 5.1.12.1 功能描述精简配置是指系统可以创建随着应用需求而不断增长的存储卷的功能 5.1.12.2功能要求精简配置满足如下功能应支持卷的精简配置; a 精简配置卷对前端应用透明 b 5.1.13 压缩 5.1.13.1 功能描述压缩模块自动对写人的数据块进行压缩处理,然后再将压缩后数据写人存储空间 5.1.13.2功能要求压缩满足如下功能: a 可支持开启.关闭压缩功能 b 可支持合并压缩数据块可配置压缩率的阔值压缩模块计算该次压缩节省的空间是否低于阔值,如果低于阔值,则不压缩保存,避免解压缩带来的读性能的损耗
GB/37737一2019 5.1.14去重 5.1.14.1 功能描述写人的数据块和存储的已写人的块自动进行校验对比,消除重复数据 5.1.14.2功能要求去重满足如下功能去重模块可以对写人的数据块进行指纹计算,然后在指纹库中查找是否存在相同的指纹;如果找到相同的指纹,则说明数据块为重复块,不需要保存;如果没有找到相同的指纹,则说明该数据块为唯一块,需要将数据块保存到存储集群 b 去重功能可选择打开和关闭校验纠错 5.1.15 5.1.15.1 功能描述自动对读取的数据块进行校验对比,发现不一致能够纠错 5.1.15.2功能要求校验纠错满足如下功能对写人的数据块进行指纹计算后存储到物理磁盘,然后在读取数据块的时候通过对数据进行 a 指纹计算后与校验数据块进行对比,如发现不一致能够一定程度地进行纠错; 校验功能可选择打开和关闭 b 5.2系统管理功能要求 5.2.1概述系统需提供统一的系统管理操作界面,可管理多个存储池系统管理员可以通过图形或命令行的方式对系统进行各种操作,并进行日常维护工作 5.2.2配置管理 5.2.2.1功能描述完成对分布式块存储系统设备的配置、查询和操作功能 5.2.2.2功能要求配置管理满足如下功能应支持查看系统当前配置信息; aa b 应支持配置版本管理; 应支持配置许可管理; d 应提供配置信息的导出与导人功能; 应支持对以下配置信息的配置;应包含但不限于节点信息、媒体信息、存储池信息,逻辑卷信息以及相互之间的关系等信息; 应提供分布式块存储系统的信息查询,支持动态地显示当前系统状况,管理员可逐级进行信息查询;
GB/T37737一2019 系统应支持存储、备份和恢复配置数据 8 5.2.3节点管理 5.2.3.1 功能描述块存储系统提供对存储节点的管理功能 5.2.3.2功能要求节点管理满足如下功能: 应支持添加和删除存储节点; a b 应支持自动发现节点存储媒体应支持查看存储节点服务状态 c 应支持启动、关闭存储节点， d 应支持存储节点配置维护模式 e 5.2.4存储媒体及存储池管理 5.2.4.1功能描述块存储系统提供存储媒体与存储池的管理 5.2.4.2功能要求存储媒体及存储池的管理满足如下功能应支持创建、删除、扩展、收缩存储池 a b 应支持操作故障回滚 c 可支持添加、移除存储媒体 d 可支持创建不同类型的存储池注:可从性能、故障域区分不同类型存储池可查看媒体和存储池属性、状态信息以及存储池的空间使用率 e 存储池初始化、扩展、收缩等过程可支持显示进度状态或速度信息 5.2.5卷管理 5.2.5.1功能描述块存储系统提供卷的管理 5.2.5.2功能要求卷的管理满足如下功能: 应支持创建、初始化、删除、扩展卷; aa b) 应支持卷的多主机映射; 可支持卷的精简配置模式; c d 创建卷时或在创建卷之后,可查看卷属性、状态以及映射的主机信息 5.2.6快照管理 5.2.6.1 功能描述块存储系统提供快照的管理
GB/37737一2019 5.2.6.2功能要求快照管理满足如下功能: 应支持创建、,回滚、删除卷快照 a b 应支持设置指定时间点自动创建快照应支持查看快照属性及状态信息 c 5.2.7映射管理 5.2.7.1功能描述块存储系统提供映射的管理 5.2.7.2功能要求映射管理满足如下功能应支持创建、删除指定卷与指定主机之间的映射关系; a b可查看映射关系列表 5.2.8权限管理 5.2.8.1 功能描述块存储系统提供权限管理 5.2.8.2功能要求权限管理满足如下功能应支持账户分权分级; a b)应支持授权账户资源管理范围,包括但不限于媒体存储池、逻辑卷操作; 可支持查看管理账户列表属性及状态信息 c 5.2.9版本升级 5.2.9.1功能描述块存储系统提供版本升级管理 5.2.9.2功能要求版本升级满足如下功能应支持升级过程中数据保持一致性 aa b) 可支持在线升级与补丁能力可支持滚动升级和回滚 5.2.10监控和告警管理 5.2.10.1功能描述分布式块存储系统需具备实时监控系统的负荷和故障情况的能力,保证系统的稳定运行当出现异常情况,或资源的占用率超过警戒值的时候,需要向网管系统发出告警信息;分布式块存储系统设备同时需要本地呈现告警信息,或根据设置向分布式块存储系统管理员发送告警通知告警管理主要捕
GB/T37737一2019 获分布式块存储系统各设备的告警,进行故障诊断及定位分析 5.2.10.2功能要求监控和告警管理满足如下功能: 应支持设置告警参数:包括但不限于对告警类型、告警级别和发生时间等参数的管理 a b) 应支持告警参数删除和修改注1，告警参数的级别分为节点级别和集群级别节点级别网络,CPU,内存,服务进程日志诊断、磁盘状态,文件系统容量集群级别集群容量、整体I/o性能,使用率,服务状态、.SL.A,节点状态应支持告警监控 c 应支持实时监控系统的负荷和故障情况 d 应支持告警等级设置 e 应支持告警过滤 o 注2，可根据关注的角度不同来设定不同的过滤条件,过滤出需要发送的告警数据,如告警代码,状态等应支持告警通知 8 h 应支持告警组设置应支持告警历史信息查看,应支持根据告警类型.时间区间等信息查看历史告警信息应支持对分布式块存储系统的告警信息进行故障诊断及分析 5.2.11 日志管理 5.2.11.1 功能描述日志管理中日志记录应完整可靠,至少包括时间、事件内容等信息 5.2.11.2功能要求日志管理满足如下功能: a 应支持一次性日志导出和日志归档; b)应支持限制日志记录的访问权限; c 可支持用户自定义系统日志的级别,根据设置的日志级别记录系统日志; d 可支持用户自定义日志记录的触发事件,根据定义的事件触发并记录日志 5.2.12统计报表管理 5.2.12.1 功能描述分布式块存储系统提供统计报表管理功能 5.2.12.2功能要求统计报表管理满足如下功能可提供统计报表功能; a b)可支持针对具体项生成统计报表 5.3可扩展要求分布式块存储系统的可扩展要求如下: 应支持存储容量和处理能力的动态在线添加或者删除 a b 可支持存储容量和处理能力扩缩容的相互独立; 10
GB/37737一2019 应支持动态扩缩容; c d)应支持在扩缩容后,可以实现数据动态负载均衡,以保证存储空间和性能充分利用,数据平衡时不影响系统的正常服务 5.4兼容性要求 5.4.1虚拟化技术兼容要求分布式块存储系统应能够支持主流虚拟化技术 5.4.2操作系统兼容要求分布式块存储系统支持在主流操作系统上安装、运行,且能保持相近的性能 5.4.3接口兼容要求分布式块存储系统的接口兼容满足如下要求: 为计算系统提供块设备(NBD/isCsI/FCP/客户端等方式)访问接口; b数据访问应支持负载均衡、主备切换等模式的多路径切换,确保在存储节点放障时,业务能够自动切换 5.5安全性要求 5.5.1数据安全分布式块存储系统的数据安全满足如下要求应支持在卷删除后对卷进行数据有效擦除,保障用户数据的安全; a b)计算资源访问存储资源以及存储资源之间访问时应经过有效的鉴权认证,并且鉴权认证的过程应加密; 分布式块存储系统应将不同计算资源的访问数据从逻辑上隔离,每个计算资源只能对各自有权限访问的卷进行操作 5.5.2系统安全分布式块存储系统的系统安全满足如下要求: 对不同级别的系统管理用户,赋予不同的角色,分配不同的管理权限,或通过用户角色限定用 a 户功能权限,确定用户可以使用的功能; 系统管理用户身份认证需要能和现有用户的账户管理系统进行有效的集成,从而实现统一的企业级安全管理; 系统管理用户登录限制;通过用户名和密码对用户身份进行认证,系统管理员可控制账户/用户能否访问存储资源,通过调整该账户/用户的访问权限来实现对存储系统的性能、使用情况、操作情况、安全情况和流量情况的监测,确保满足相关审计法规 d 的要求

信息技术云计算分布式块存储系统总体技术要求GB/T37737-2019

随着云计算技术的不断发展，分布式块存储系统作为一种新型的存储技术，正在得到越来越广泛的应用。而在进行分布式块存储系统的设计和开发过程中，遵循GB/T37737-2019标准的总体技术要求可以提高系统的可靠性和安全性。

GB/T37737-2019标准概述

GB/T37737-2019是中国国家标准化管理委员会发布的一项关于云计算分布式块存储系统总体技术要求的标准。该标准规定了云计算分布式块存储系统的基本概念、体系结构、功能特点、技术要求、测试方法和质量评价等内容。

信息技术云计算分布式块存储系统的总体技术要求

根据GB/T37737-2019标准，进行信息技术云计算分布式块存储系统的总体技术要求应该包括以下内容：

1. 系统结构要求

分布式块存储系统需要满足高可用性、可扩展性和容错性等特点。因此，在设计系统结构时应考虑到负载均衡、数据备份、故障恢复等方面的问题。

2. 数据访问要求

在分布式块存储系统中，数据的访问是一个核心问题。系统应该提供快速、安全的数据读写接口，并支持多种协议，如HTTP、FTP、CIFS等。

3. 安全要求

分布式块存储系统是一项关键的基础设施，需要采取措施保障系统的安全性。具体来说，需要考虑到身份认证、访问控制、数据加密等方面的问题。

4. 性能要求

在进行分布式块存储系统的设计和开发时，需要考虑到系统的性能要求。具体来说，需要考虑到系统的吞吐量、响应时间、并发性等方面的问题。

5. 管理和监控要求

分布式块存储系统需要进行管理和监控。需要提供可视化的管理界面和丰富的监控指标，并支持自动化运维。

结论

信息技术云计算分布式块存储系统的总体技术要求是一个复杂的问题，需要考虑多个方面的因素。通过遵循GB/T37737-2019标准的相关要求，可以提高系统的可靠性和安全性，为企业提供更好的服务。