高端存儲發展到現在,如果從EMCSymmetrix出現算起,已經有二十多年的歷史了。現在我們來談談EMC、IBM、HP、HDS、富士通和華為的高端存儲產品特點。
1 松耦合
高端存儲剛出現的時候,大家參考大型機的設計思路,采用的是緊耦合的多控體系架構,典型的代表是EMCDMX和HDSUSP。緊耦合架構的特點就是所有的資源都是物理集中在一起的,這些資源通常包括前端接口,后端接口和Cache,一般都插在一個大機箱里。緊耦合比較大的問題是擴展不方便,設計好幾個插槽就只能用這幾個插槽;另外,緊耦合架構在機房擺放不夠靈活,一般只能集中擺放;還有一點成本較高,因為這些部件是專用的。
隨著技術的發展,特別是用戶對TCO和擴展性的追求,現在的高端存儲廠商大部分采用了松耦合的多控體系架構,典型的代表是EMCVMAX和華為OceanStor18000系列。它們都有一個特點,每個引擎都有自己的前端接口、后端接口和Cache資源,通過高速的低延時網絡把多個引擎連接起來,組成一個統一的高端存儲。這種松耦合的架構解決了緊耦合帶來的三大問題,因為引擎作為一個獨立組件,擴展起來比較方便;引擎之間可以部署在不同的機柜里,也給機房機柜布局帶來了靈活性;而且由于對于每個引擎來說,物理架構和中端存儲類似,可以和中端存儲共用很多部件,降低成本。
2 虛擬化
虛擬化是目前的熱點,也是高端存儲發展的重要趨勢。對于高端存儲自己來說,虛擬化主要包含兩個層面:塊虛擬化和異構虛擬化。
塊虛擬化拋棄了傳統的RAID的虛擬化方式,把物理硬盤切分為許多的小容量邏輯盤,組成一個POOL,然后以這些邏輯盤為單位組建 RAID。RAID還是傳統的RAID算法,但作用的對象已經不是物理盤,而是小容量的邏輯盤。這給客戶帶來了很多價值,一是重構時間大大縮短,特別是針對大容量硬盤場景,可靠性提升顯著;第二是由于數據在邏輯盤這個粒度均勻分布,消除了性能瓶頸,系統的整體性能得到提升。這種塊虛擬化的的典型代表是 HP3PAR和華為OceanStor18000系列。
異構虛擬化指的是對第三方陣列的支持。這個技術最先由HDS引入高端存儲,目前EMC和華為也相繼支持。異構虛擬化給客戶帶來的價值主要有兩點,一是無縫接管原來的第三方陣列數據,統一管理;二是原來的數據可以享受高端存儲的高級數據服務功能,比如自動分層,遠程復制等等。一句話,保護投資,簡化管理。
3 高性能
高性能永遠是高端存儲追求的目標。由于技術的發展,現在的高端存儲已經可以達到100萬IOPS(SPC-1)。高端存儲為了實現更高的性能目標,其技術的發展趨勢體現在以下幾個方面:
· PCIe:目前高端存儲廠商基本采用PCIe 2.0來進行節點間的高速互連,PCIe相對其他連接技術,不需要做協議轉換,延時更低。隨著PCIe 3.0的成熟,預計明后年高端存儲廠商將升級到PCIe 3.0。
· 閃存:閃存技術近來發展很快,技術也逐漸成熟。高端存儲從原來少量采用閃存到大量配置閃存,甚至出現全閃存的高端陣列,如華為 OceanStor 18800F。閃存不僅作為高端存儲的Cache擴展,也可以作為Tier 0存儲,甚至可以插在應用服務器上和高端存儲配合使用。
· 高速接口:隨著計算虛擬化技術的大量采用,一個物理服務器上面跑的VM越來越多,因此對存儲的高速端口要求也越來越迫切,最新版本的VMware vSphere 5.5已經支持端到端的16G FC組網。高端存儲主流廠商將很快支持16G FC接口,甚至預計明后年可以看到32G FC和40G FCoE的采用。
· QoS:由于高端存儲需要支持大量的用戶,甚至要支持多租戶的環境,而資源總是有限的,因此,完善的QoS策略是保證關鍵用戶性能的最好辦法。高端存儲廠商一般采用Cache分區,I/O優先級,限制IOPS和帶寬等方法來保證關鍵應用的高性能。
可靠性其實是高端存儲最核心的訴求,用戶購買高端存儲,更多是買一個放心。在安全技術的發展方面,我們看到主流廠商在下面的努力:
· DIX(Data Integrity eXtensions)端到端完整性校驗:目前HP 3PAR、EMC和華為不僅僅滿足讓高端存儲內部采用T10 PI (Protection Information)規范進行數據完整性保護,而且紛紛聯合ORACLE和Emulex推出端到端的數據完整性方案PI+DIX,給客戶數據更完善的保護;
· 數據靜態加密:高端存儲存儲的數據一般都是企業最關鍵的數據,因此,防止泄密就是一個必須面對的問題。高端存儲一般需要支持靜態數據加密功能,保證硬盤遺失或者維護過程中數據不被泄露。
· 在線升級:高端存儲承載的業務都是關鍵業務,一般要求7*24不間斷運行?,F在業務變化很快,用戶很難準確估計業務的發展。因此,需要高端存儲能夠按需在線升級,包括軟件的升級和硬件的擴展。
· 高級容災特性:高端存儲需要完善的容災特性,比如支持遠程復制秒級RPO,3站點容災甚至4站點容災等等。
5 智能化
高端存儲非常復雜,功能豐富,但用戶了解甚少。這些挑戰就迫使高端存儲廠商在智能化和便捷管理上加大力度,以前很多的功能必須通過命令行來實現,現在通過圖形化的管理工具就可以實現。高端存儲在智能化發展趨勢體現在以下方面:
· 應用智能:高端存儲除了對虛擬化平臺的支持外,如VMware的VAAI和VASA和Hyper-V的ODX,還應該提供API接口和其他應用程序特別是數據庫聯動。也許不久的將來我們可以看到ORACLE對高端存儲的Cache策略、QoS策略進行動態調整,以配合每一個數據庫的I/O的需要,達到自動調優的目的;
· 管理智能:除了支持GUI界面外,還支持移動終端上進行管理,并且根據運行的統計數據,給出管理的建議;
· 智能流動:數據應該在設備內,甚至可以跨設備智能流動,實現數據的生命周期管理,實現數據的空間使用效率和性能均衡。
· 開放接口:高端存儲應該提供SMI-S管理接口,OpenStack接口等和其他系統對接,以迎接軟件定義數據中心以及云時代的到來。
通過松耦合、虛擬化、高性能、高安全、智能化這5個關鍵詞,就概括了高端存儲的發展趨勢。其實現在的很多技術已經不是在高端存儲首先出現了,而是在中端存儲優先采用,技術成熟后再引入高端存儲中,特別是硬件層面,如PCIe和SAS技術就是典型的代表。高端存儲更多不是追求新技術,而更關注的是安全性和穩定性,因此,華為OceanStor18000系列重點宣傳“安全可信,彈性高效”理念,而不是每項性能第一,而 EMCSymmetrix則重點宣傳“TheWorld's Most Trusted Storage Platform”,就是這個原因。