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华为OceanStor V3:化融合为高效

几年前,存储系统还有明确的高、中、低端之分,每个档次的存储都拥有着不同的特性。近年来,随着应用在高端存储系统上的一些技术不断下移,以及存储系统逐渐走向融合,新一代融合存储系统正在逐渐模糊高、中、低端之间的界线,而且评判一款融合存储的优劣很难再用过去的标准去衡量。在业界看来,融合存储是否足够优秀很大程度决定于它所配置的各项技术能否为用户业务带来高效。华为OceanStor V3作为2014年业界受到瞩目的融合存储系列产品, SAN与NA融合、RAID 2.0+、在线重复数据删除、自动精简配置等多项技术使得OceanStor V3成为高效存储的典型代表。

SAN与NAS融合:存储架构走向高效

事实上无论是多年前的统一存储,还是当前流行的融合存储,本质上都是希望能够简化存储架构,不用再将存储系统划分为SAN和NAS,让存储系统在架构层面上真正走向高效,实现一套存储系统应对不同类型的数据访问。华为OceanStor V3融合存储架构有别于其他存储厂商统一存储或融合存储的是做到了真正的SAN与NAS融合,关键核心在于华为的OceanStor OS操作系统软件。

 

图一:传统统一存储/融合存储两种经典架构,这两种架构都谈不上真正的融合,仍然具有不可避免的弱点。

事实上,在当前的融合存储系统中存在两种经典架构的产品,一种是通过在块存储系统上增加NAS网关的方式来实现融合存储,但是文件功能和块功能是运行在两套不同的软件体系下面,只是通过增加统一的管理界面来实现,这种方式其实增加了存储系统架构和软件堆栈的复杂度,有点为了融合而融合的感觉;另外一种方式则是在NAS平台上虚拟出块存储操作,块语义是基于WAFL(Write Anywhere File Layout)的文件系统之上,软件堆栈过于复杂、执行效率低下。

图二:华为OceanStor OS是V3系列存储实现真正融合的关键所在。

华为OceanStor V3的文件引擎和块引擎是平行在OceanStor OS的SPACE 子系统之上,各自保持独立,互补影响,在一套软件体系下都是直接与SPACE子系统进行交互,这种简化的软件堆栈体系架构就是OceanStor V3真正实现SAN与NAS融合的关键所在,也直接让存储架构和存储效率变得更加简单与高效。

RAID 2.0+:让存储效率更加高效

多年以来,存储系统的存储效率受限于机械硬盘以及传统RAID方式,无论是数据存储还是数据重构,传统RAID方式已经不能满足当前业务的需求。近年来,分布式的、打散式的块虚拟化技术已经逐渐成为存储系统的主流,该项技术开始成为存储系统的一大创新。OceanStor V3配置的RAID 2.0+技术就是块虚拟化技术的典型代表。

图三:OceanSotr V3的实现了SAN与NAS共用RAID 2.0+块虚拟化技术。

OceanStor V3通过RAID 2.0+块虚拟化技术将存储系统中每一块硬盘都进行细颗粒度的数据块切分,然后通过细颗粒的数据块构建各种RAID组,这种分布式、打散化的方式能够让数据均匀分布到存储池的所有硬盘上,大幅提升了存储资源的管理效率。

在数据重构方面,众所周知,传统硬盘重构的瓶颈主要是在热备盘,所有成员盘将所有数据读出之后全部写入到热备盘,这种方式决定于热备盘的写带宽速度,犹豫机械硬盘的物理限制,这种多对一的重构存在热点、重构时间长等缺点。而OceanStor V3的RAID 2.0+技术则是分布式、均匀负载的数据存储方式,所有在数据重构之时,也是多对多的重构,大幅缩短数据重构时间。

此外,在存储预规划、存储资源扩容等方面RAID 2.0+技术都可以简单实现,大幅提升整个存储系统的效率。毫无疑问,以RAID 2.0+技术为代表的块虚拟化技术将会是未来市场的主流,这种方式甚至在闪存逐渐得到应用时代下更加突出,因为它细颗粒度的划分使得整个存储资源池中的存储在硬盘上均匀分布,避免了数据分布不均、出现热点的情况,大幅降低了整个存储系统的故障率,并提升了存储系统的存储效率。

在线重复数据删除:让存储空间走向高效

主存储领域的重复数据删除技术多年以来一直突破不了,只有少数几家厂商敢于在主存储系统中配置重复数据删除技术。重复数据删除技术好处无需多言,多年以来一直都在备份领域所采用,人们对于主存储领域采用重复数据删除技术的疑虑在于主存储都是处理一些经常使用的存储,如果出现误删除那将对整个业务产生极大影响。事实上,当前有一些存储系统的在线重复数据删除也只是在文件层面上的,很少有厂商敢于在块层面操作上采用重复数据删除技术。OceanStor V3实现了SAN与NAS融合架构之余,也给文件系统和LUN提供了在线重复数据好删除技术。

华为OceanStor V3已经将重复数据删除技术从备份端推向主存储端,随着闪存在存储系统中得到越来越多的应用,对写入次数有寿命的闪存而言,重复数据删除技术自然是天然的良药,能够有效降低写入次数,从而延续使用寿命。华为OceanStor V3采用了硬件压缩卡的方式进行在线数据重复删除,把对数据块的指纹计算、压缩、解压缩等功能都卸载在硬件上,减少了对存储系统控制器的处理器压力,同时利用SSD作为重删元数据加速,提升真个存储系统的重删效率。

总结

随着云计算、大数据、移动互联时代的到来,企业用户的业务需求正处于时刻变化的状态,与之匹配和服务的存储系统必然需要走向灵活与高效,这也是融合存储系统兴起的原因。对于企业用户而言,存储系统不能只盯着性能、容量这些参数指标,而应该更加关注存储系统的灵活与高效,华为OceanStor V3作为一款融合存储的典型代表,其RAID 2.0+技术、在线重复数据删除技术、融合架构技术、自动精简配置技术让人们看到存储系统从底层硬件架构到软件堆栈走向蜕变,践行了融合存储的发展趋势。

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