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华为高端存储理念解读

文/彭晓武

前言

在数据大爆炸的背景下,企业用户的IT基础架构面临着全新的挑战,其中核心数据存储的挑战尤其显著,这些挑战主要体现在如何在业务超预期增长的情况下,确保数据安全性、业务连续性和业务高峰期的服务质量等。例如,国家税务总局需要通过云平台支撑税务大集中、满足更高级别的数据保护规范,人社部需要继续扩大服务范围、更大范围整合业务系统,湖南地税局需要进一步提升核心数据库的响应速度、增强业务连续性等。为应对这些挑战,新时期的存储系统需要朝着松耦合、虚拟化、高性能、高安全、智能化等技术趋势发展。

华为在2012年9月5日发布了国内首款具有全知识产权的高端存储产品,OceanStor 18000系列高端存储, 作为存储整体战略的关键组成部分,OceanStor18000系列高端存储紧紧围绕客户在未来十年的业务挑战,引领着新时期高端存储的技术潮流。

华为高端存储理念

OceanStor 18000系列高端存储包含OceanStor 18500, OceanStor 18800和OceanStor 18800F共三个型号。作为未来存储蓝图的核心平台,OceanStor高端存储秉持安全可信、弹性高效的理念,通过高端存储专用的多控全交换的Smart Matirx智能矩阵式系统架构和业界领先的RAID 2.0+ 块级虚拟化等核心技术,能够为客户提供百万级IOPS、微秒级稳定时延、20倍数据恢复速度和业界最短的0~5秒RPO, 更大程度确保客户的系统稳定性、数据可靠性、业务连续性、存储效率和性能。

图1 OceanStor 18000系列高端存储产品外观图

安全可信,确保核心业务稳定在线

稳定可靠是核心业务存储的基本诉求,先进的系统架构则是稳定可靠的技术基础。OceanStor 18000系列高端存储基于松耦合的智能矩阵式系统架构(如图1所示),可横向扩展最大16个控制器,I/O全路径无阻塞全交换,交换矩阵可达业界最高的192GB/s,控制器之间智能负载均衡,所有组件与通道全冗余互备,有效的消除了单点故障,确保系统稳定运行。

图2 OceanStor18000系列高端存储产品系统架构

图3 RAID重构时间对比

先进的架构确保了系统的稳定运行, 而华为独创的RAID 2.0+虚拟化技术,则是在数据管理层面,极大限度的确保了数据的不丢失。华为高端存储基于RAID 2.0+全虚拟化技术,RAID成员不再是单个物理硬盘,而是仅为64MB的逻辑块(Chunk)。当一个逻辑块故障时,重构的仅是一个逻辑块大小的数据,1~3秒即可完成重构。当一个物理硬盘故障时,重构的仅是多个有实际数据的逻辑块,同时更多的目标硬盘参加重构。进而带来数据重构速度相对传统RAID提高了20倍,每TB数据恢复时间小于30分钟,这意味着数据重构时数据丢失概率在传统机制上降低了95%。同时,OceanStor 18000系列高端存储率先支持与Oracle、Emulex解决方案联动对I/O 全路径进行端到端检错纠错DIX技术,防止静默数据破坏,进一步提升了数据可靠性。

然而仅有这些还是不够的,“2012” 虽然已经过去了,但如何预防灾难面前关键数据的丢失并确保核心应用的业务连续性, 也显得日趋重要。数据保护特性向来都是高端存储系统的关键特性之一,尤其是容灾方案中的RPO(Recovery Point Objective, 即恢复点目标,是指从故障恢复到故障前的时间点,RPO越短,恢复的数据越多),这关系到灾难发生后业务数据丢失量的多少。

同步远程复制技术以其RPO为0的特点广泛应用于关键数据的同城容灾,达到数据零丢失的保护效果。而异步复制技术更多的应用于异地远程容灾,后者对网络链路要求略低,但即使是在强手如林的高端存储中, 业界最低RPO普遍都在30~60秒,部分对业务连续性要求极高的客户并不满足于此, 华为采用的最新远程复制技术,通过创新的复制策略和独特的缓存技术,使OceanStor 18000系列高端存储比业界改善80%以上, 低至5秒,这大幅降低了灾难发生时业务数据丢失的可能性。

此外,OceanStor 18000系列高端存储所具备的同城容灾方案、异地远程容灾方案、两地三中心方案为用户提供了更高级别的业务连续性保障,中低端与高端互相容灾方案使数据中心选型更加灵活,多对一云化容灾方案可为用户建立统一的容灾资源池, 业界密度最高的快照功能为业务数据提供了更完善的本地保护。

弹性高效,未来挑战从容应对

当前时代的业务量和数据量正在以几何倍数增长,无缝适应业务成长是用户对新时期IT基础架构的重要诉求。OceanStor 18000系列高端存储通过多控全交换架构技术,可以提供业界最大的16个控制器、3TB 全局缓存和7PB容量的扩展能力,并且实现性能随着空间的增长而线性增长,使得客户业务在大幅增长的情况下维持原有的服务质量。

在业务超预期增长的环境下,闪存无疑是解决I/O性能问题的必备技术。华为在2013年9月2日率先推出业界首款固态高端存储OceanStor 18800F,是业界在高端存储产品中首次融入面向闪存的专用缓存算法和专用数据复制策略等先进技术,结合智能矩阵式系统架构、全局缓存、智能服务质量和缓存分区等技术,首次实现了微秒级时延、百万级IOPS的性能,使得业务系统就算在支撑每秒一百万以上的用户并发访问时也能在1微秒以内极速响应业务的数据读写请求,同时,能够对指定业务的数据请求进行优先处理,进一步加快了关键业务的响应速度。

复杂的业务环境需要智能的数据管理。OceanStor 18000系列高端存储通过SmartThin智能精简配置软件实现容量按需分配,显著降低首次采购成本、节省能耗。通过SmartTier智能分级存储软件实现性能按需分配,解决热点数据和业务高峰期的性能问题。通过SmartQoS智能服务质量软件和SmartPartition智能分区软件实现业务优先级区分、划分业务专属资源、指定性能目标等,使得关键业务优先得到保障,最大程度降低业务相互之间的干扰。OceanStor 18000系列高端存储通过Smart系列软件将存储系统的效率提升了。

服务器虚拟化也是当前不确定性业务的主流应对思路,当前企业的数据中心虚拟化程度和水平已经相当高。OceanStor 18000系列高端存储专门针对虚拟化环境进行了优化,通过VAAI减少虚拟机众多操作耗时,降低对计算资源、网络资源和存储资源的消耗,通过SRM进行虚拟化环境下的数据远程保护,通过VASA提升虚拟化环境下的生产效率和管理效率,通过HyperSnap 快速部署虚拟机,通过存储块级虚拟化和SmartMotion技术提升虚拟机存储弹性, 通过设备统一管理软件简化虚拟化环境的端到端管理。

结束语

华为OceanStor 18000系列高端存储自从上市以来,“安全可信、弹性高效”理念下的核心存储解决方案成功的帮助大量专业客户解决了其所面临的数据安全、业务连续、业务超预期增长、业务高峰服务质量等方面的挑战,已在国内外政府、能源、通信、金融、制造业等二十多个细分市场的传统数据中心或云数据中心取得了不俗的成绩,拥有了国家税务总局、人社部、中石化、中国移动、光大银行等门槛极高的客户群体,在不到一年的时间内发货数量接近100套,并仍在正在以极快的速度增加。

展望未来,作为华为存储“融合”产品战略和“融合数据平面”理念的关键组成部分,OceanStor 18000系列高端存储承担着未来统一存储资源池的核心存储平台和核心路由角色,其专用操作系统XVE以及丰富的数据保护功能和软件特性将会逐步下移到华为中低端存储,使得华为全系列存储产品使用统一软件平台,从而得以实现业界独特的跨越时空的数据智能流动,为客户提供更加智能、融合的数据存储解决方案。

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