国家工业互联网大数据中心：以浪潮分布式存储为基座，让制造业更智能

发布时间:2022-11-17 15:28

随着 AI、大数据、物联网、云计算等新技术的发展和广泛应用，全球掀起了新一轮科技革命。各国为了推动经济发展，纷纷加大对工业互联网的投入力度，期望通过信息技术和制造业的深度融合，推动制造业向网络化、数字化、智能化、集约化方向发展。工业互联网是第四次工业革命的重要基石，通过工业互联网可以构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，结合中国制造业基础和产业结构，加速推进工业互联网建设将有利于推动中国工业和经济高速发展，早日实现制造业大国到制造业强国的转变。

工业互联网 + 大数据利业惠民驱动数字经济飞速发展

随着中国工业领域信息化、数字化的深入和工业互联网的飞速发展，工业互联网大数据被广泛应用于工业生产经营的各流程和环节，数据量呈爆发式增长，数据价值迅猛提升，工业互联网大数据资源日益成为工业生产的核心要素。

中国工业互联网研究院 (简称“工联院”) 自 2019 年起围绕“1+N”架构建设国家工业互联网大数据中心。其作用是对中国一二三产业全要素、全产业链、全价值链各项数据资源进行汇聚、处理、应用和配置，实现海量数据的搜集、存储、处理、应用和分发，构建成中国统一的工业互联网数据资源管理和服务体系，实现各地区、各行业数据资源的汇聚与智慧应用，有力支撑政府科学决策，为大中小企业赋能，促进实体经济高质量发展。

2020 年新冠疫情初期，工信部依托工联院大数据中心等平台快速建成“国家重点医疗物资保障平台”，运用信息化手段，保障重点医疗物资的科学调度、统筹管理和高效供应，汇聚医院、企业、政府等 2800 家单位防控物资需求，发布物资需求达 5670 多万件，实现了对 1000 万中小企业复产复工情况的精准监测。截止到 2021 年 6 月，国家工业互联网大数据中心共连接 41 家工业互联网平台、703 万家企业，数据条目达到 3.43 亿条，云化部署工业 App 1130 个，为“全国一盘棋”提供强有力的数据支撑。

工业互联网大数据应用为数据基础设施带来挑战

国家工业互联网大数据中心支撑着数亿条数据的高效读写访问，其背后离不开存储系统可靠、高效的运行。同时，工业互联网大数据中心数据存储也面临巨大挑战:

其一，数据规模激增。国家工业互联网大数据中心是首个定位于全国、全领域的工业互联网大数据平台，数据量巨大，初期约 30PB。随着入驻用户的增多，非结构化数据居多的数据量呈线性增长，这就要求存储系统具备 PB 级灵活扩容能力。

其二，数据并发提取性能要求高。大数据中心支持上百家工业互联网平台、千万家企业的数据接入和 AI 智能分析挖掘，并给各类生产经营提供决策指导，对整体决策的时效性要求非常高。

其三，数据面临多平台、跨区域的统一管理需求。大数据中心本次建设 3 个数据中心节点，主、备、分的全国范围数据平台基础架构，未来将打通全国各个省的工业互联网平台，数据将在多个平台实时共享。

最后数据需要实时精准检索、智能响应，并能够满足多种应用平台的接入和访问，实现数据要素价值的释放。

为保障国家工业互联网大数据中心数据访问过程更快、更准、更稳，浪潮存储基于 228 个 AS13000 分布式存储节点搭建主备两个中心，为首个国家级全国性工业互联网大数据平台打造坚实底座。浪潮通过快速交付和部署联调，提供了超 30PB 存储可用容量；还通过浪潮存储分布式软件的优化，保障了热数据的高性能调度响应，实现多平台跨区域集群、全国数十个数据中心统一管理。

首先，融合性。面对海量非结构化数据应用平台的复合性，浪潮分布式存储基于融合架构，一套存储可同时支持块、文件、对象、大数据四种存储服务，并实现文件、对象、大数据协议间互通互访，语义无损，实现数据的跨系统高效共享、采集、存储、分析与优化，全流程业务处理效率提升 25% 以上，IT 投资运维成本节约 30% 以上，帮助国家工业互联网大数据中心节省大量 TCO。

其次，高扩展性。分布式存储支持 5120 节点横向扩展，单一命名空间支持 EB 级容量，单一目录支持 1000 万文件，整个文件系统支持千亿级文件，容量和性能随节点增加线性增长，打破传统“烟囱”式存储系统瓶颈。浪潮存储系统通过堆叠扩展，实现分钟级单节点扩容，同时支持全局目录功能，扩容时新存储池直接加入原目录继续写入数据，实现上层应用无感知；同时，具备大规模节点批量自动化部署能力，可实现上百节点快速高效部署，帮助大数据中心应对海量数据激增带来的存储扩容难的挑战。

再次，高性能。浪潮分布式存储针对 IO 写入全流程进行深度优化，基于 iTurbo 智能加速引擎全面提升应用响应效率。浪潮存储基于多通道加速实现单客户端多通道链接，实现系统性能翻倍；基于智能资源调度实现 CPU 专核专用，将性能提升 50%; 内核客户端实现 IO 路径缩短 50%, 性能翻倍。此外，浪潮分布式存储支持自定义元数据标签和智能检索功能，文件读取更精准、更高效，实现百亿文件数量秒级检索，满足国家工业互联网大数据中心海量文件高效访问的需求。

最后，高可靠。浪潮分布式存储针对数据存储全生命周期提供多重可靠保障机制，为大数据中心提供生产级数据保护能力。比如，应用层可对数据进行快照、克隆等操作，多数据中心间能够实现同步 / 异步远程复制，构筑多站点同步容灾，有效消除单站点故障。又如，数据保护策略支持业内最大的副本和纠删比，可以灵活选择和组合使用；再如，数据强一致性校验可以保障数据写入内容完整，通过提前识别硬件、底软等位置由不易察觉的故障带来的数据错写，并进行告警和修复，从而保障数据写入高一致性。另外，浪潮存储的整个服务架构，基于 4TB / H 快速重构可以实现当出现存储系统故障时后台自动切换，而前端业务系统稳定运行没有任何卡顿；智能亚健康功能则实现对系统资源降级模式快速精准地检测并隔离，通过检测网络的丢包率和时延，多维度评测硬盘是否属于慢盘，针对 CPU、内存是否超高占用进行自动检测，推动存储系统远离亚健康状态。

“工业是立国之本”，“制造业是国家经济命脉所系”，增强制造产业发展新优势新动能，加快制造业的数字化改造，是中国实现高质量发展的重要途径。浪潮存储筑基国家工业互联网大数据中心，发挥工业大数据中枢的作用，为工业数据价值的深度挖掘保驾护航，助力中国实现从制造业大国到制造业强国的转变。