数据存储产业服务平台

3PAR技术:架构 芯片 操作系统及功能软件

1999年5月,3PAR发现一种新的IT架构方法即公用计算。如今,公用计算使IT组织能够通过服务器和存储虚拟化将软硬件作为一项服务来提供。这个平台很适合公共和私有云计算的企业IT即公用服务的应用。

3PAR的公用存储有效解决了IT环境面临的成本高昂、复杂和易损的问题,其高度虚拟化的存储阵列,专为数据中心基础设施而设计,可提供灵活高效的服务和支持,且总体成本远低于传统存储。简单地讲,3Par产品提供高性能,高可用性的同时满足易管理,高存储利用率和高弹性的客户需求,能迅速满足客户业务的转换。

在存储领域,3PAR是首个将自动精简配置技术引入存储阵列硬件中的供应商,这项技术在随后几年,成为了硬件系统的"标准功能",在这一过程中,3PAR在自动精简配置领域一直处于领先地位,并围绕于此,开发了多项相关的专利技术,如Thin Built In。

对于任一内置 Thin Built In? 的 3PAR InServ 阵列而言,3PAR Thin Conversion(精简转换)软件可利用3PAR Gen3 ASIC 的零检测功能,来实现原有阵列中低效的"臃肿"卷向更高效、更高利用率的"精简"卷的转换。这种卷的"精简"可以使数据中心实现绿色 IT 目标、消除空间浪费并提高较小容量系统的利用率。由于阵列硬件内嵌了由繁到简的转换机制,因此容量卷转换能够以线速联线进行,同时保持原有的服务水平,且不中断生产工作负载。

使用3PAR THIN CONVERSION(精简转换)软件只需三个简单步骤即可实现容量精简

1. 使用现有的卷管理器或文件系统对删除的数据进行清零处理。

2. 在3PAR InServ服务器上激活3PAR Thin Conversion (精简转换)软件。

3. 将原有卷迁移至3PAR InServ服务器。

3PAR Thin Conversion(精简转换)软件只是3PAR众多软件功能中最被业界熟知的一个,但3PAR的核心实际上是其基于公用存储概念所建立的InSpire 硬件结构,3PAR突破EMC、HDS等高端存储系统的供应商,在高端市场(之后在中端市场)占据一定的市场份额,并最终上市被惠普所收购,靠的主要就是其硬件结构的优越性。

3PAR 背板采用全网状的连接结构,每个控制器节点之间高速直连。因为是全网状的,所以基本上一个链路坏掉只影响直连的两个节点的通信,对其它节点无影响。每个控制器节点内置一块硬盘,用于操作系统安装。控制器节点最多可以扩展到 8 个,是 3PAR 存储最核心的组件。

相比之下,HDS 架构采用全光线交换方式(Universal Star Network),而 EMC 是采用直连矩阵方式(新一代产品采用虚拟矩阵架构–Virtual Matrix ,其实已经放弃了直连矩阵架构了)。这些连接方式的孰优孰劣历来是厂商攻击竞争对手的着眼点,能否最大限度发挥性能是用户最需要关心的。

3PAR 针对 I/O 指令和数据移动使用不同的计算芯片。I/O 指令(元数据/控制Cache)用 Intel 的芯片,而 数据移动/Cache 则使用专门设计的 ASIC 芯片来完成。因为有专门的硬件 ASIC 芯片用于 RAID 5 XOR 校验,实现的 RAID 5 是业界最快的,甚至 SATA 盘也能有不错的性能表现。(从 Oracle 公司测试的数据来看,和 RAID 10 速度的确相差无几。)

如今,这个硬件架构已经融入到惠普的旗下,并被称为"主动网格控制器技术",其实质没有改变,仍然是与传统的"activeactive"控制器架构保持了截然的不同[这种架构中,只有一个单控制器上的每个LUN(或卷)是活性的],3PAR 的主动网格设计允许阵列内每个网格控制器上所有LUN都是活性的。这样就能够提供更强大的负载均衡性能和更大的净空间,从而实现经济高效的可扩展性。一个高速、全网格的被动型系统背板加之多个控制器节点,共同形成了一个缓存一致的active-active 集群。

当然这样的架构不仅仅解决了速度问题,在可靠性上也获得了大幅度的提升,整体架构中没有单点故障,并且可以实现多控制器之间互备,而非两控制器互备,提高整体可靠性。

但在这个硬件架构中,无论是Thin Built in还是高速的RAID5性能,或是硬件架构的连接的基础,则都是被称为"专门的硬件 ASIC 芯片"–内置Thin Built In的Gen3 ASIC,内置Thin Built In?的3PAR Gen3 ASIC 提供一种高效、基于硬件的零检测机制。这种独有的硬件功能与3PAR 自身的"精简引擎"(用于空间回收的基于软件的虚拟化映射引擎)协同工作,可移除3PAR 阵列中已分配但未使用的空间,且不会对性能有任何影响。

3PAR Gen3 ASIC 技术还支持混合工作负载,从而减轻性能负担和削减传统阵列的成本。混合工作负载使运行的交易工作负载和吞吐密集型工作负载再也不必争用相同的存储资源,从而削减了一半的阵列采购。这对于虚拟服务器环境特别有意义,因为3PAR InServ?存储服务器所增强的性能,加上对混合工作负载的支持,都提高了虚拟机的密度,从而让服务器虚拟化客户可以减少50%的物理服务器采购。

Gen3 ASIC 加快的性能以及3PAR 的快速RAID 重建功能,都为3PAR Fast RAID5 和Fast RAID 6 提供助力,后者提供的性能与传统RAID 镜像相当,但却节省了66% 的数据保护成本。

3PAR的硬件架构为其产品的性能打下了良好的基础,软件则充分发挥了3PAR硬件架构的优越性,并提供了易用的管理功能,以3PARInForm 操作系统为依托,3PAR 可提供一系列软件产品来提高用户公用存储部署的敏捷性和高效性。

3PAR 的操作系统叫 InForm,最初就是面向层次化的设计。与其他存储不同的是,3PAR 所有磁盘被分成 256MB 统一大小的小盘(Chunklet),可以根据需要用多个 Chunklet 组成 RAIDlet(逻辑磁盘)。因为这个独特的设计方式,3PAR 是可以很容易做到不同容量的磁盘混用,同一个 RAID 组里都可以有不同大小、不同转速的磁盘混用,这是其他存储做不到的。而且,所有的磁盘都可以利用,因为Hotspare Chunklet 以更小的单位分散在不同的磁盘上,也不再需要单独留热备盘。空间利用率可以更充分一些。

同时,InForm操作系统能够在子系统层面对存储配置和变更管理进行智能地自动化处理,且无需管理人员的介入,从而简化了系统的存储管理。所有类型的InServ 存储服务器都支持3PAR InForm操作系统,因此所有3PAR 阵列都享有同样的内置软件虚拟化和自动化功能。

因为软件做得非常具有易用性,日常管理与维护远远没有其他高端存储那么复杂,新增磁盘这种事情,都是一行命令之后底层自动处理。

3PAR InForm管理控制台通过一个统一的、点击式界面,简化了系统管理。该界面支持所有3PAR InForm软件产品,且为InServ 阵列内所有的物理和逻辑对象提供非常丰富的指示。这种丰富的指示,配之以强大和个性化的报告功能,除了对更多软件工具的需求,用户也无需因为故障查找和诊断而咨询专业的服务。SNMP 和SMI-S 可提供开放式的管理支持。

此外,3PAR InForm软件家族十分丰富,目前已经包括如下产品:

3PAR 作为领先的存储厂商,其简单而高效的解决方案具备多项自动策略管理功能,可提供更高的可靠性并减少存储管理时间。

自适应优化:自适应优化利用3PAR 经过验证、细粒度的数据移动引擎,可应用于卷内独立的存储区域,从而实现高度可靠的、连续的自动分层存储,在合适的时间将合适的服务质量(QoS)匹配给合适的数据。在实现服务级别目标的同时节省高达30% 的存储成本。

动态优化和Policy Advisor:在多个存储层上连续的分配和再分配应用卷,以确保应用需求与按需的数据服务质量级别相一致。分析卷如何使用物理磁盘,自动进行不间断的智能化调整,以确保最佳的卷性能和容量利用率。

自动组:自动组可创建主机、卷和域的分组,以加快存储配置的自动化。您只需要点击3 次鼠标和60 秒时间,就可以完成多个卷的创建并将其配置到多个虚拟服务器。

快速配置:快速配置通过较低级别组件的细粒度虚拟化,可提供即时、应用定制的配置,从而消除了阵列规划任务。存储配置管理可智能且自动的进行,同时内部资源的数据条带化确保可为所有工作负载类型提供可预测的高级别服务。

3PAR System Reporter:是一个易于使用、基于Web 的性能和容量管理工具,可将一个或多个InServ 存储服务器的历史系统信息集合在一起。对于服务级别协议(SLA)和chargeback 支持而言,System Reporter 是满足其故障排除、规划、综合的监测和收集信息需求的理想之选。

3PAR 主机浏览器:自动进行主机搜索和收集详细的主机配置信息,以加快配置和简化维护。可确保主机信息[如光纤通道万维网名称(WWN)]和主机多路径数据到InServ 的安全通信,以减少手动管理。

3PAR存储阵列功能:

精简技术

3PAR 所提供的软件产品独具特色,因为采用了业界仅有的Thin Built In?硬件架构。

精简配置。削减高达75% 的SAN 成本、占地空间和能源开支。无需为每个应用或服务级别分配存储资源。也无需支付不必要的电力、空间和磁盘散热费用。

精简转换。利用Thin Built In?架构,精简转换可以将全配置的存储简单、快速地转换为精简配置的存储,从而消除多达75% 的原有容量。

精简持续。精简持续可以回收已删除卷的空间,从而使您的存储长期保持精简。精简持续支持Oracle ASM存储回收设施(ASRU),以消除Oracle 数据库内闲置的容量;同时也支持Symantec? Thin Reclamation API,该软件可实现主机文件系统与InServ 的智能通信,以回收与文件删除相关的容量空间。

数据保护和灾难恢复

3PAR 的数据保护和恢复产品依托3PAR 独有的、灵活高效的写入复制快照技术,后者使用户能够以低成本最大限度地实现恢复点和恢复时间目标。

全拷贝。以独立的服务级别参数创建时间点克隆。支持快速重新同步化且具备精简配置感知功能。

虚拟复制。虚拟复制是一款无预留、非重复的写入复制软件产品,可以让您保护和共享任何应用数

据。有了虚拟复制,用户再也无需为存储预留容量,并且变更的数据永远不会在快照树中被复制。

远程复制。远程复制可以更为经济地保护和共享任何应用数据。远程复制凭借精简复制技术,使中高端阵列融为一体,还消除了专业服务的需求,从而大幅降低了远程数据复制和容灾的成本。

多客户端弹性和安全性

3PAR 提供多个具备数据弹性和安全性的产品,旨在与多客户端3PAR 公用存储阵列协同工作,以提供层1 数据中心要求的强大功能、层2 环境颇具吸引力的成本结构,以及高度虚拟化基础设施的敏捷性。

虚拟域。虚拟域这款虚拟机软件可为不同的应用和用户群提供安全、独立的访问和强大的存储服务,以及更高的存储服务级别,包括性能、可用性和功能性。

虚拟锁定。虚拟锁定能够实现存储卷安全的保留。在和无预留的、非重复的快照一起使用时,3PAR 虚拟锁定为数据监管和法律搜索流程提供了高效的存储基石。

未经允许不得转载:存储在线-存储专业媒体 » 3PAR技术:架构 芯片 操作系统及功能软件