HVS系列企業級存儲系統解讀
2012年,注定是企業級存儲系統不平凡的一年。5月,EMC發布了VMAX40K,最大容量超越了業界最高規格。9月,VMAX40K被HVS88T超越,企業級存儲系統的容量再次被刷新。當然,被刷新的不只是容量,本文將為你深度解讀來自華為的巨無霸存儲新品。
在企業的業務成長、業務整合、新業務開拓等創新過程中,不斷涌現出數據激增、業務變更、嚴苛的業務連續性、數據類型復雜多樣以及緊張的預算等挑戰,作為核心業務IT系統的關鍵設備,企業級存儲系統必須具備高可用、按需擴展、存儲整合、按需部署和高利用率等特征。
在企業級存儲的發展歷史上,早期IBM DS8000 Scale-up架構的企業級存儲系統解決了有限擴展的問題(通過冗余等其它技術基本解決了高可用的問題),2009年EMC發布的Scale-out架構的VMAX存儲系統解決了按需擴展的問題,2010年HDS發布的VSP的Scale-deep架構(宣稱3D擴展)解決了存儲整合的問題,但一直都沒有產品能徹底解決按需自動部署和高利用率等根本問題。
華為在HCC 2012大會上發布了業界最頂尖的OceanStor HVS高端存儲新品,以其領先的智能矩陣式系統架構、最高的規格、完備的軟件特性和快速部署的整柜交付產品形態,可信、高效、彈性的產品特點,解決了數據中心普遍面臨的按需部署和提高利用率的問題,彌補了現有企業級存儲系統在應對客戶挑戰方面的缺失,全新的XVE Storage OS所包含的豐富特性(含4S擴展、3D流動等技術)也體現了作為后來者的創新,華為在關鍵業務存儲上已走在業界前列。
圖一 HVS存儲產品外觀圖
HVS系列存儲產品由華為自主研發設計,擁有完整自主知識產權,定位于高端企業級存儲系統,本次發布了HVS85T和HVS88T兩個型號,分別支持8個和16個控制器,最大支持3TB緩存、3216塊硬盤(含高速SSD硬盤)、1600萬IOPS、3萬個快照和1024 GB/s交換矩陣帶寬,相對于業界最新發布的企業級存儲產品,HVS88T的主機連接能力、最大容量和最高緩存都提升50%以上,交換矩陣帶寬更是提升2.5倍,刷新了業界的最高規格。
系統架構一向都是企業級存儲產品的核心競爭力,在HCC大會上,華為也透露了HVS的系統架構--Smart Matrix Architecture(如圖所示),具備全交換和全虛擬化的特點,搭載了XVE操作系統,系統被資源池化,RAID組不再綁定固定硬盤,所有硬盤的數據可在線靈活分布與調整。華為不遺余力地發揮著后來者的優勢,吸收了當前業界最先進的設計基因,并演繹出了華為獨特的優勢。
圖二 HVS存儲產品系統架構
4S擴展技術是HVS區別于同類產品的重要技術,如圖所示,4S擴展技術實現了Scale-up,Scale-out,Scale-deep和Scale-in四個維度的擴展。通過Scale-up技術增加現有引擎的容量和處理能力,通過Scale-out技術實現性能隨著空間線性增加,通過Scale-deep技術實現第三方存儲的整合。以上三方面是業界常見的三種擴展方式,HVS 4S擴展還包含獨特的Scale-in技術。
圖三 HVS 4S擴展技術
Scale-in技術通過系統全局均衡,不增加任何硬件資源便能實現主機卷的性能和空間擴展。讀者可能會有疑問,Scale-in技術究竟是如何實現的?實際上Scale-in技術并不是一項獨立的功能特性,而是由HVS一系列軟件特性組合而成,具體包括全虛擬化特性、3D流動技術、SmartQoS軟件和SmartThin軟件等軟件特性,HVS能根據業務需要分布數據,最終達成系統全局范圍內數據量和性能的雙重均衡。
4S技術不僅僅是個枯燥的技術名詞,還能廣泛應用到存儲用戶的實際場景。4S擴展技術可大幅提升HVS的規劃適應能力和資源利用率,最適用于不確定性業務。
舉個例子,由于客戶業務的超預期發展,A1-A10業務數據已滿,但性能壓力極低,B1-B10業務數據極少,但性能壓力已滿。對于A1-A10業務,傳統存儲可能需要通過手工遷移來解決,所需的步驟包括新建更大空間、購買遷移軟件或服務、停止業務、拷貝數據、更改主機配置、刪除原有空間等一系列繁瑣的過程。對于B1-B10業務,傳統存儲可能需要通過RAID擴容等方法解決,需要花費大量時間,擴展后的RAID跨越了更多硬盤,可靠性降低,同時,由于性能已達到瓶頸,可能會造成大量空間剩余卻無法使用的硬盤空間利用率極低的現象,這樣一個資源利用率極低的系統,卻在不斷的擴容硬件資源以應對業務壓力,最終造成了極高的TCO,這種現象在現實環境中非常普遍。而Scale-in則會根據業務需要,隨時自動調整數據分布,達成性能和空間的雙重均衡,最大化存儲資源利用率。
再舉個例子,業務成長迅速,傳統存儲可能需要在第二年通過Scale-up擴展空間和性能,在第三年通過Scale-out進一步擴展,而對于具備4S技術的存儲系統,由于Scale-in技術提升了資源利用率,相同的資源可滿足更高的要求,scale-up和scale-out等擴展可能往后推一年以上,同時,需要升級的硬件資源也可能降低一半多。
3D流動技術也是HVS區別于同類產品的重要技術,包括數據垂直流動、水平流動和跨系統流動,3D流動技術實現了真正的數據全方位流動,可以使硬盤整體資源利用率提升3倍以上。
圖四 HVS 3D流動技術
在業界的主流產品中,自動分級存儲功能和SSD緩存功能非常普遍,HVS垂直流動與此類似,可自動識別、拷貝、遷移冷熱數據到最合適的硬盤層級。但HVS 3D流動技術的創新更多體現在水平流動和跨系統流動,數據可以在同一層級硬盤內水平流動和跨系統流動,所有硬盤始終維持性能和容量雙重均衡,并為業務提供可視化的應用智能部署,業務變化時無需再進行LUN遷移。
圖五 HVS SmartMotion 水平流動技術
水平流動技術是組成4S技術的重要技術之一,4S擴展技術的諸多高級場景都需要水平流動技術SmartMotion的參與。此外,SmartMotion也可以應用于一些其它場景,例如,某用戶HVS的A存儲池用于多個數據庫類業務,包含了200個硬盤,但隨著業務升級,用戶新增了100個硬盤,SmartMotion功能會將A存儲池內的數據均衡到新增空間上,降低原有硬盤的負載,提升可靠性。這種智能數據迅移技術SmartMotion的應用場景還覆蓋了業務數據存儲位置的平滑遷移,以及應對各種業務調整所產生的數據存儲位置及分布范圍變化。
圖六 HVS SmartMotion 擴容均衡示意圖
存儲系統的加速特性向來以基于后統計的方式居多,這種方式可以準確地根據業務實際表現進行優化,但不足在于無法提前優化。HVS支持統計的方式,但此次HVS還發布了業務預判斷的功能,使用戶可以為指定數據提前加速。用戶為存儲池、主機卷、文件夾、文件等任意數據指定配置,HVS可以相應調整相關數據的優先級、硬盤層級、是否啟用SSD緩存、數據在硬盤上的分布等信息。利用這些功能,用戶可以在業務高峰到來之前,預先做好存儲準備。
由于關鍵數據普遍都會考慮除RAID保護外的進一步數據保護,數據保護特性向來都是企業級存儲系統的關鍵特性之一,尤其是容災方案中的RPO,這關系到災難發生后業務數據丟失量的多少。業界主流企業級存儲大多能實現RPO接近于0的同步遠程復制,但對于更為普遍應用的異步遠程復制功能,其RPO一般在60秒左右,HVS此次發布了RPO僅為5秒的異步遠程復制功能,對于遠距離、業務連續性要求更高的關鍵數據容災來說是個好消息。
由于歷史原因,企業級存儲系統的管理設計非常復雜,但HVS基于全虛擬化存儲池式的自動化資源配置、智能的高級軟件、優化的向導、自動化模板和直觀的圖形化界面等管理特性,再加上業務變化時無需手動遷移LUN等高級特性,有效降低了IT運維人員的技能要求,使得企業逐步擺脫企業級存儲運維找人難、育人難、留人更難的局面,加速企業業務的部署過程。
服務能力同樣是選擇企業級存儲系統的重要因素,華為擁有超過140個分支機構的服務網絡,遍布全球各地,擁有45個培訓中心和44個授權培訓中心。借助既有的服務平臺,華為存儲的服務力量也已全面構建起來,現在可提供7*24遠程支持服務,并提供諸如網絡規劃設計、數據遷移、數據容災、Cloud Service等專業服務,由資深專家協助客戶打造綠色、可靠和高性價比的數據中心。
華為對"核心業務,穩操勝券"的解讀是HVS專為核心業務設計,因可信而把握十足、因彈性而易操控、因高效而助力客戶核心業務取勝。在降低TCO的同時,HVS能全面滿足核心業務需求、大幅提升核心業務效率、輕松應對核心業務變化,從而助力于客戶的核心業務創新,助力于客戶穩操勝券。
在大數據時代,數據中心有著虛擬化、混合云化、精簡IT、低碳等趨勢,新一代數據中心構建于此基礎之上,此趨勢帶來的按需自動部署和高利用率等需求正適合于HVS系列產品應用,通過大規模混合負載存儲、虛擬環境存儲和三中心容災等方案,可應用于各行各業的新一代數據中心,應用于銀行核心系統、制造業的ERP系統、運營商的BOSS系統、大型醫院的HIS系統、政府的社會保障管理系統等各類核心業務。