通過《探尋高端存儲架構的前世今生》，各位可能對高端存儲的發展歷史有了一個初步了解。繼總線架構、交換架構、矩陣直連架構、分布式架構之后，浪潮新一代高端存儲AS18000采用的iMatrix架構集前幾代架構之所長，在充分發揮矩陣直連架構高可靠、高性能、低延遲優勢的同時，又使分布式架構的高擴展優勢得以全面施展，重新定義了新一代高端存儲架構。
通過iMatrix架構，AS18000創下了業界多項第一：600萬IOPS、1TB重建時間15分鐘、最大768GB/s交換帶寬、最大16個控制器并行工作、小于1ms的低時延；而這一切的實現，主要依賴于iMatrix架構涵蓋主機、控制器、存儲的三層的全共享交換設計，下面讓我為您逐層說明。
前端鏈路交換：軟件定義前端交換，構建全局負載均衡
在主機層和控制器端的鏈接方式上，浪潮采用了光纖和光纖交換機進行高速連接，從硬件形式上比較中規中矩，業界有約70%的企業采用了光纖連接方式。
然而，浪潮基于傳統存儲網絡硬件，通過軟件重新定義了前端交換，iMatrix對主機端的IO路徑驅動層、緩存層、數據保護層，以及控制器端的調度層進行了全新設計，可實時監測控制器負載狀況。
當發現某個控制器比較“熱”，負載很大時，可以秒為單位將卷級數據訪問服務從高負載控制器遷到其他控制器。
這樣，就避免了部分控制器、部分卷過“熱”的弊端，實現了16個控制器負載對等、對稱，實現全局負載均衡，使應用可通過多個控制器并發加速，消除性能瓶頸，實現業務敏捷響應。
控制器緩存交換：環式緩存鏡像，確保緩存數據一致性
通過隔離鏈式環形緩存鏡像，讓所有緩存數據跨存儲引擎有完整一致的可用備份，確保任意控制器甚至控制器引擎節點故障時，緩存數據不丟失，數據訪問持續服務。在控制器緩存交換中集成了DMA（DirectMemoryAcess，直接內存訪問），遠端可不經過CPU直接訪問數據，提升了數據訪問效率。
同時，在控制器之間，iMatrix采用PCIE3.0高速無損數據通信，可實現768GB/s的全交換帶寬，10m以上跨機柜互聯；基于PCIE3.0，iMatrix的時延非常低，點對點通信延遲僅為微秒級，存儲IO服務延遲是ms級，保障了關鍵業務數據的高一致性。
數據共享交換：采用SAS 3.0，讓每個硬盤對每個控制器可見
在數據存儲層，通過后端SAS3.0全交換，AS18000可構建統一的數據共享資源池，實現每一塊硬盤數據對每個前端控制器可視。
值得一提的是，在數據保護層面，AS18000創新性的開發了iRAID技術，為硬盤預留GB空間用于重映射介質問題的扇區數據，實現磁盤健康巡檢與預警策略、在線熱替換和主動重上電邏輯故障硬盤進行微重建等功能，實現數據安全存儲全面保障。
iRAID可實現硬盤KB級分塊，以塊為數據、校驗和備用單元組建iRAID，實現后端硬盤間存儲與訪問負載均衡，當一個硬盤物理故障時，同時有最多127塊硬盤并行參與重構，每TB數據恢復時間低于15分鐘，這讓iRAID重構技術比傳統RAID提高了至少40倍，重構時數據丟失概率在傳統機制上降低了97.5%。
此外，浪潮擁有完善的i系列軟件家族，可提升高端存儲系統的可靠性、效率和彈性。比如，iSnapshot快照，提升數據可靠性、iReplication遠程復制，實現異地雙活、iPool支持DRAM、ultraDIMM、、SSD和HDD分層存儲，構建智能存儲池動態調整數據分布，均衡性能、容量；iTier智能分層技術自動優化性能、降低成本；iThin自精簡，提高空間利用率；iQoS服務質量保障，保證關鍵業務優先獲取資源，實現性能目標。可以說，浪潮AS18000豐富的軟件功能，正在改變“高端存儲以IOPS定價”的傳統規則。
iMatrix：超強容錯，打造業界最可靠的高端存儲架構
這樣層層保障的架構設計，讓iMatrix具有業界最強的容錯能力，能夠在三控制器故障、三引擎故障、甚至三站點故障的情況下保障系統可靠運行，即便在控制器大面積故障的極端情況下，只要有一個控制器‘存活’，都可確保數據訪問暢行無阻，讓存儲系統擁有金剛不壞之軀。
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