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MacroSAN MS3000產(chǎn)品介紹杭州宏杉科技有限公司1. 產(chǎn)品概述MacroSAN MS3000是宏杉科技推出的新一代中端存儲產(chǎn)品，其融入了大量先進設(shè)計理念和架構(gòu)技術(shù)，為中小型數(shù)據(jù)中心提供安全可靠、資源彈性部署的存儲平臺。在硬件架構(gòu)上，MS3000采用了包括大容量緩存擴展、PCI-E 2.0、SAS 2.0、SSD等先進技術(shù)，構(gòu)建高性能的存儲平臺。在資源管理上，MS3000采用基于Cell的虛擬化技術(shù)，通過創(chuàng)新的ICMT管理機制，實現(xiàn)資源的彈性部署。在可靠性上，MS3000采用雙控全冗余模塊化設(shè)計、可支持四控多活配置，提供豐富的數(shù)據(jù)保護特性，此外通過創(chuàng)新的CRAID技術(shù)和IDDC磁盤診斷安全機制，將磁盤故障導(dǎo)致的宕機時間和機率減少80%。MS3000基于開放式數(shù)據(jù)存儲平臺（ODSP），能夠通過接口開放、規(guī)格功能定制、行業(yè)特性開發(fā)移植等方式，將存儲系統(tǒng)真正與用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)無縫融合。按照產(chǎn)品配置的不同，MS3000可分為MS3100、MS3300。MS3000整機視圖MS3000存儲控制器2.5英寸磁盤擴展柜3.5英寸磁盤擴展柜2. 產(chǎn)品特點（一）高性能體系架構(gòu)在架構(gòu)設(shè)計上，MS3000采用大量業(yè)界先進技術(shù)，包括大容量緩存擴展、PCI-E 2.0、SAS 2.0、SSD等，構(gòu)建高性能的存儲平臺。（1）高帶寬總線技術(shù)PCI-E 2.0技術(shù)：在每個控制器的內(nèi)部，MS3000采用了16個PCI-E 2.0通道。單個PCI-E2.0通道的帶寬為5.0Gb/s，16個PCI-E2.0通道的總帶寬達到80Gbps。MS3000采用多條PCI-E 2.0總線連接前端主機通道、后端磁盤通道及緩存鏡像通道，保障整個系統(tǒng)端到端的性能匹配。SAS 2.0技術(shù)：SAS技術(shù)近幾年在帶寬、穩(wěn)定性、兼容性、效率等方面都已超越FC技術(shù)，已經(jīng)成為存儲陣列主流架構(gòu)。而SAS 2.0技術(shù)的成熟商用，使得SAS的領(lǐng)先優(yōu)勢更為明顯。在SAS 2.0標(biāo)準(zhǔn)中，單個SAS通道帶寬達到6Gbps，四路寬端口的帶寬達到24Gbps。MS3000采用SAS 2.0技術(shù)構(gòu)建后端磁盤架構(gòu)，每個控制器自帶2個四路SAS寬端口，總帶寬達到96Gbps。（2）大容量智能緩存管理緩存調(diào)度是存儲陣列的核心機制，也是影響存儲控制器性能的最主要因素之一。由于技術(shù)上限制，傳統(tǒng)存儲陣列緩存容量小，擴展困難，而且調(diào)優(yōu)管理非常復(fù)雜。在云計算環(huán)境下，存儲的并發(fā)I/O訪問量快速增長，數(shù)據(jù)存取熱點變動頻繁，對存儲緩存的容量要求也急劇增長。與此同時，大容量緩存對于存儲的緩存管理也提出了更高的要求。MS3000在支持大容量緩存的同時，采用業(yè)界領(lǐng)先的智能緩存管理機制，大大提升了緩存效率。l 容量按需配置：緩存大小是決定存儲陣列檔次的重要標(biāo)準(zhǔn)，通過增加緩存能夠顯著的提升存儲性能。在緩存大小上，MS3000支持8-64GB靈活配置，用戶可根據(jù)實際應(yīng)用需求來選擇。相對于采用更高產(chǎn)品型號來增加性能的傳統(tǒng)方式，這種通過擴展緩存來提高性能的方式，具有更高的性價比。 l 全局智能調(diào)度：MS3000采用智能緩存調(diào)度機制，對全局性緩存進行管理。不僅單個控制器內(nèi)的讀、寫緩存可根據(jù)實際情況動態(tài)調(diào)整, 而且兩個控制器的緩存也無需對稱分配，以充分發(fā)揮控制器的性能。在具體調(diào)度策略上，讀、寫緩存被劃分為預(yù)留、共享、突發(fā)三大區(qū)塊，以滿足LUN實時變化的性能需求。在這種機制下，LUN在大壓力下獲得大緩存空間，在小壓力下獲得小緩存空間，既保證單個LUN不存在性能瓶頸，也使得整個系統(tǒng)的緩存使用非常高效。l 數(shù)據(jù)安全可靠：在緩存數(shù)據(jù)安全性上，不僅采用了緩存鏡像機制，而且具備掉電保護功能。在外部電源故障的情況下，寫緩存里的數(shù)據(jù)能夠被下刷保存到存儲陣列的前四塊磁盤（保留磁盤）里。當(dāng)供電恢復(fù)后，能夠從保留磁盤中將數(shù)據(jù)恢復(fù)回來。（3）高性能SAS/SSD磁盤SAS磁盤技術(shù)：SAS磁盤是磁盤領(lǐng)域的一次技術(shù)變革。SAS磁盤在繼承SCSI磁盤穩(wěn)定、可靠性等優(yōu)點的基礎(chǔ)上，還具備大量新的特性，比如6.0Gb接口速率、雙冗余接口、全雙工模式、兼容SATA磁盤等。由于這些優(yōu)勢，SAS磁盤已經(jīng)成為了主流的磁盤技術(shù)，并且將服務(wù)器、存儲陣列兩個不同領(lǐng)域的磁盤進行了統(tǒng)一。如今的SAS磁盤不僅同時支持15000/10000/7200轉(zhuǎn)三種速率，而且還支持2.5/3.5二種尺寸，給用戶帶來了更多的選擇。高性能SSD磁盤：SSD磁盤的高性能已經(jīng)獲得了業(yè)界的一致認可，MS3000將這一領(lǐng)先的磁盤技術(shù)融入高性能體系架構(gòu)之中，大幅提升磁盤的IO響應(yīng)能力。此外，通過自動分層存儲和自動數(shù)據(jù)遷移機制，能夠?qū)?shù)據(jù)熱點與SSD磁盤進行完美的融合，使存儲陣列只需要配置少量SSD磁盤，卻能獲得整體性能的大幅提升。（二）基于Cell的智能資源管理Cell，形象稱之為“細胞”，指帶“活性”的數(shù)據(jù)單元，是MS3000進行存儲資源管理的基本單位。MS3000采用Cell機制從數(shù)據(jù)塊底層改變了傳統(tǒng)的卷（LUN）管理機制，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了完全的存儲虛擬化架構(gòu)，實現(xiàn)了資源的精細化管理和彈性調(diào)度。傳統(tǒng)意義的存儲邏輯資源管理是以卷（LUN）為基本的操作單元。LUN、RAID、磁盤三者是串行關(guān)系，一旦LUN分配之后，LUN所在的空間就被牢牢固化到具體的RAID類型和磁盤之上，不僅性能、容量難以擴展，而且配置改動困難。任何一次資源配置的改動都是“傷筋動骨”，最嚴(yán)重的情況是整個應(yīng)用需要重做。ICMT（Intelligent Cell Management Technology，基于Cell的智能資源管理技術(shù)）是宏杉科技的一項創(chuàng)新技術(shù)。采用ICMT技術(shù)后，LUN所對應(yīng)的不再是一整塊的RAID空間，而是由多個Cell組成的一個邏輯空間。LUN不關(guān)心Cell采用的是何種的RAID方式，也無需知道Cell所在的實際位置。MS3000以Cell為核心來進行邏輯資源的管理，徹底破除LUN與RAID、Disk之間的捆綁關(guān)系，在存儲陣列內(nèi)部形成完全的虛擬化架構(gòu)。l 容量彈性配置：初始空間分配時，系統(tǒng)自動在Cell池中獲取存儲空間，無需管理員指定。此后，再通過自動精簡配置技術(shù)實現(xiàn)空間的自動增長。比如：應(yīng)用系統(tǒng)需要1TB的邏輯空間，存儲陣列初始只為其分配500GB的物理空間，當(dāng)應(yīng)用的實際容量接近或達到500GB時，會按照預(yù)設(shè)策略為應(yīng)用系統(tǒng)分配新的物理空間，比如再分配200GB，使得實際的物理空間達到700GB。通過ICMT和自動精簡配置技術(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)只需向存儲陣列提出空間需求，而不關(guān)心資源的空間限制和物理位置，由存儲系統(tǒng)自動進行容量的彈性配置和管理。l 自動分層存儲：采用ICMT技術(shù)后，LUN與RAID、磁盤之間沒有綁定關(guān)系。通過基于Cell的數(shù)據(jù)拷貝和遷移，可以依據(jù)數(shù)據(jù)的訪問頻度，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在不同的磁盤介質(zhì)上的自由流動，從而實現(xiàn)自動的分層/分級存儲。比如對于熱點的數(shù)據(jù)，將其放置在SSD磁盤上；對于非熱點的在線數(shù)據(jù)，將其放置在高速SAS盤上；對于歸檔/備份數(shù)據(jù)，將其放置在低速SAS盤上，并將其休眠。通過ICMT和自動分層存儲策略，徹底解決動態(tài)數(shù)據(jù)熱點的性能問題。（三）創(chuàng)新的CRAID技術(shù)傳統(tǒng)的RAID機制是以磁盤為基本的操作單元，當(dāng)磁盤內(nèi)出現(xiàn)少量壞塊后，整塊磁盤會被作為問題磁盤“踢”出RAID組，然后在熱備盤上對整塊磁盤的數(shù)據(jù)進行重建。隨著磁盤容量的急劇增大，這種粗顆粒度的RAID機制遇到了巨大的挑戰(zhàn)，不僅數(shù)據(jù)重建過程漫長，而且會消耗大量的系統(tǒng)資源。例如，1塊2TB的SATA磁盤的RAID5重建時間，在無流量壓力的情況下需要20個小時，在有流量壓力下需要數(shù)天甚至超過一個星期的時間。CRAID（基于Cell的RAID技術(shù)）是宏杉科技在RAID機制上的一項創(chuàng)新技術(shù)。在CRAID環(huán)境中，建立傳統(tǒng)的RAID組之后，系統(tǒng)會再將RAID空間劃分成一個個的小數(shù)據(jù)塊，稱之為Cell，然后以Cell為單元進行資源的管理。比如當(dāng)磁盤內(nèi)出現(xiàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)壞塊時，其影響的只是壞數(shù)據(jù)塊所在的Cell，系統(tǒng)只會針對這個Cell進行數(shù)據(jù)重建，而磁盤的其它數(shù)據(jù)部分不會受到影響。CRAID通過Cell來實現(xiàn)對磁盤的精細化管理，不僅提高了對硬盤故障的容忍度，而且將數(shù)據(jù)重建的效率提高了數(shù)倍，具體包括：l 同一RAID組允許多塊磁盤出現(xiàn)介質(zhì)故障：在RAID組內(nèi)，只要同一Cell內(nèi)的兩個數(shù)據(jù)塊不同時出現(xiàn)故障，RAID組允許多塊磁盤發(fā)生介質(zhì)損壞，而數(shù)據(jù)不會丟失；l 容忍任意三塊磁盤物理故障：傳統(tǒng)RAID方式，RAID5/6的磁盤利用率較高，但數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險較大，RAID5只允許壞1塊硬盤，RAID6只允許同時壞2塊硬盤；相對之下，RAID1/10等安全性較高，但空間使用率只有一半，并且同為鏡像的兩塊硬盤一旦同時出現(xiàn)物理故障，數(shù)據(jù)同樣丟失。在保證數(shù)據(jù)安全、磁盤空間使用率和性能的基礎(chǔ)上，宏杉科技CRAID2.0技術(shù)，打破了傳統(tǒng)RAID技術(shù)的瓶頸限制，采用三重數(shù)據(jù)校驗機制，可允許同一個磁盤組中任意三塊硬盤出現(xiàn)整盤物理故障，數(shù)據(jù)不丟失。l 只重建數(shù)據(jù)Cell：如果磁盤出現(xiàn)嚴(yán)重故障（比如物理故障）需要數(shù)據(jù)重建時，CRAID只對已有數(shù)據(jù)的Cell進行重建，空閑Cell不重建。l 局部重建：如果磁盤發(fā)生暫時性故障（比如被拔出后快速插回）， CRAID只重建數(shù)據(jù)發(fā)生變化的Cell，不對整個硬盤進行重建。l 快速重建：如果硬盤發(fā)生不完全損壞(存在部分介質(zhì)錯誤)，CRAID只對發(fā)生介質(zhì)錯誤的Cell進行校驗重建，其它數(shù)據(jù)通過拷貝的方式重建。（四）完善的磁盤安全策略傳統(tǒng)意義的存儲安全，主要關(guān)注系統(tǒng)冗余性、數(shù)據(jù)保護二個方面，對磁盤安全的關(guān)注度不高。但是，據(jù)統(tǒng)計，存儲系統(tǒng)的硬件故障90%以上都是由磁盤故障引發(fā)的?？梢哉f，磁盤的安全才是存儲安全的根本。在磁盤安全方面，MS3000建立了一整套完善的機制，通過主動式磁盤診斷中心（IDDC），在磁盤檢測、故障修復(fù)、故障處理三個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了對磁盤故障的主動預(yù)防、快速修復(fù)和減少誤判，以達到將硬盤故障導(dǎo)致的宕機時間減少80%的目標(biāo)。主動式磁盤檢測：傳統(tǒng)的磁盤故障處理是一種事后模式，即在發(fā)生故障后進行修復(fù)。MS3000的磁盤診斷機制是一種故障前的主動檢測。在系統(tǒng)正常運行過程中，磁盤檢測模塊會周期性的檢測數(shù)據(jù)盤的RAID校驗信息和對空白盤、熱備盤進行全盤掃描，從而能夠比應(yīng)用系統(tǒng)更早感知到磁盤故障，并提前啟動對應(yīng)的修復(fù)措施?？焖俟收闲迯?fù)：在檢測到磁盤故障后，MS3000支持多種數(shù)據(jù)修復(fù)策略。對于磁盤的假性故障，可以通過自動的磁盤上/下電等操作進行修復(fù)；對于磁盤的少量壞塊，可以采用磁盤的Remap和RAID/CRAID機制進行壞塊替換；對于磁盤的大量壞塊，可以通過CRAID技術(shù)進行快速重建。磁盤故障確診：磁盤的故障誤判，在存儲系統(tǒng)中是一種常見的現(xiàn)象。為了減少對磁盤故障的誤判，對于發(fā)生初次檢測發(fā)生故障的磁盤，會在磁盤檢測中心再次進行磁盤檢測和修復(fù)，將磁盤故障的誤判減到最低。（五）四控群集系統(tǒng)全冗余高可靠在硬件架構(gòu)上，MS3000采用全冗余模塊化設(shè)計、支持四控多活配置。MS3000實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通道的端到端冗余，主要模塊均支持即插即用和快速更換。冗余架構(gòu)：數(shù)據(jù)從服務(wù)器寫入硬盤，會經(jīng)過主機通道、控制器、緩存、硬盤通道、硬盤柜、硬盤等組件。在整個數(shù)據(jù)的通道上，MS3000采用完全冗余架構(gòu)，保障系統(tǒng)可靠性。MS3000可采用四控制器集群配置，當(dāng)控制器發(fā)生故障時，能夠自動實現(xiàn)業(yè)務(wù)切換；MS3000采用緩存鏡像機制，寫緩存被一式多份保存，并且能在掉電后，將緩存數(shù)據(jù)下刷到保留硬盤；MS3000支持ALUA多路徑機制，能夠?qū)崿F(xiàn)主機路徑的故障切換；MS3000的雙SAS鏈路設(shè)計，為每個SAS硬盤柜提供兩個冗余的外接端口，當(dāng)其中一條鏈路發(fā)生故障時，自動進行路徑切換；MS3000采用雙接口SAS硬盤，提供兩條數(shù)據(jù)通路，實現(xiàn)硬盤鏈路的冗余互備。四控集群：MS3000的四控制器群集不僅實現(xiàn)故障冗余，并且支持負載均衡。MS3000的四控制器始終處于活動狀態(tài)，承載獨立業(yè)務(wù)，當(dāng)某控制器出現(xiàn)性能瓶頸，控制器之間將自動調(diào)整，將業(yè)務(wù)遷移到另一控制器，從而實現(xiàn)自動負載均衡。四控制器群集實現(xiàn)存儲層數(shù)據(jù)鏡像,當(dāng)任一存儲引擎故障后，自動切換到另外一套存儲引擎運行，無需人工參與。模塊化設(shè)計：MS3000控制器的機箱、控制器、電源、風(fēng)扇、電池、主機接口卡等主要組件采用模塊化設(shè)計，支持單獨組件的熱插拔和在線更換。當(dāng)個別組件發(fā)生故障時，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的故障隔離和組件更換，避免對整個系統(tǒng)造成大的影響。多類型IO接口卡：MS3000每個控制器配置多個IO接口卡插槽，可根據(jù)需要靈活選擇1Gb/s iSCSI、8Gb/s FC、10Gb/s iSCSI、10Gb/s FCoE、24Gb/s SAS等類型的接口卡。通過接口卡的靈活選擇，可輕松搭建IP SAN、FC SAN、混合SAN等存儲環(huán)境。完善的供電和冷卻系統(tǒng)：MS3000采用冗余電源設(shè)計，電源模塊提供完善的保護功能，能夠在輸出過流、輸出短路、輸出過壓等異常情況下保證設(shè)備的安全性；MS3000的渦輪風(fēng)扇能夠根據(jù)溫度變化自適應(yīng)調(diào)整；MS3000控制器上、下軸對稱設(shè)計，不僅提高了風(fēng)扇的冷卻效果，而且使得單個風(fēng)扇發(fā)生故障的情況下，整機的冷卻效果不受大的影響。（六）豐富的數(shù)據(jù)保護功能在采用全冗余高可靠設(shè)計、完善的磁盤安全策略的基礎(chǔ)之上，MS3000還能夠提供豐富的數(shù)據(jù)保護功能，包括連續(xù)數(shù)據(jù)快照、數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)鏡像等特性。通過這些特性，實現(xiàn)了從在線到近線、從本地到遠程的數(shù)據(jù)管理和保護，為用戶輕松提供多層次、跨地域的存儲解決方案。數(shù)據(jù)快照：MS3000的連續(xù)數(shù)據(jù)快照功能，可以為數(shù)據(jù)卷創(chuàng)建多個基于增量的歷史時間點拷貝。當(dāng)發(fā)生數(shù)據(jù)“軟”故障，比如軟件程序?qū)е碌臄?shù)據(jù)損壞、病毒破壞、意外刪除等，可以通過對合適的時間點標(biāo)記進行“回滾”來快速恢復(fù)數(shù)據(jù)。該功能特別適用于關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的連續(xù)數(shù)據(jù)保護。數(shù)據(jù)復(fù)制：MS3000的數(shù)據(jù)復(fù)制功能，可以為用戶數(shù)據(jù)實現(xiàn)異地的備份，在發(fā)生意外災(zāi)難時能夠?qū)?shù)據(jù)進行快速恢復(fù)，確保用戶的業(yè)務(wù)持續(xù)性。MS3000通過IP接口能夠與廣域IP鏈路無縫對接，無須協(xié)議轉(zhuǎn)換就實現(xiàn)跨IP廣域網(wǎng)的遠距離數(shù)據(jù)災(zāi)備，有效降低災(zāi)備鏈路成本。數(shù)據(jù)鏡像：MS3000的數(shù)據(jù)鏡像功能，通過在兩臺磁盤陣列之間建立鏡像數(shù)據(jù)，為主數(shù)據(jù)保存一份完全同步的實時鏡像。每一個寫入的IO都會同時保存到主存儲和鏡像存儲上，當(dāng)主存儲發(fā)生故障時，可以由鏡像存儲提供存儲業(yè)務(wù)。（七）NAS功能擴展MS3000通過和MacroSAN NS2000 NAS網(wǎng)關(guān)配合，可構(gòu)建統(tǒng)一存儲平臺的SAN+NAS產(chǎn)品。NS2000是高擴展、高冗余的NAS網(wǎng)關(guān)，單一文件系統(tǒng)的支持容量達到64TB，整個系統(tǒng)支持的最大的管理容量達到PB級。此外NS2000 NAS網(wǎng)關(guān)還具備跨平臺文件共享能力，提供文件級鏡像保護功能。（八）人性化的管理方式MS3000提供完善的GUI、CLI管理界面，操作簡單方便。通過應(yīng)用相關(guān)型的引導(dǎo)界面，管理員只需簡單的點擊鼠標(biāo)，設(shè)置應(yīng)用類型和空間大小等信息，就能輕松完成資源分配。MS3000支持EventLog、指示燈告警、控制臺告警、蜂鳴器告警、SNMP告警、郵件告警、短信告警等多種告警機制。在告警處理上，MS3000支持故障事件和告警聯(lián)動方式自定義，管理員可為每種事件配置不同的告警聯(lián)動方式。MS3000支持集中式管理，不僅支持通過SNMP TRAP實現(xiàn)狀態(tài)查詢、告警上報，還為主要的管理功能提供了WebService調(diào)用接口，方便進行第三方的統(tǒng)一管理。MS3000提供完善的性能監(jiān)控機制，不僅實現(xiàn)對控制器、LUN、Cell、RAID、磁盤等各個層面的性能監(jiān)控，還能提供豐富的性能報表。（九）ODSP開放式數(shù)據(jù)存儲平臺MS3000創(chuàng)新性地采用“開放式數(shù)據(jù)存儲平臺”（ODSP，Open Data Storage Platform），能夠通過接口開放、規(guī)格功能定制、行業(yè)特性開發(fā)移植等方式，將存儲系統(tǒng)真正與用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)無縫融合，使存儲不再是一個傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)存取黑盒子”。在硬件平臺上，MS3000基于Intel最新平臺的模塊化設(shè)計，不僅能夠按需配置組件，而且能夠提供硬件接口卡的定制；在軟件架構(gòu)上，能夠提供開放的編程接口(API)，支持功能特性植入和二次開發(fā)；在管理接口上，實現(xiàn)集中式圖形化管理，并提供完善的命令行界面/SNMP/WebService接口。宏杉科技根植于中國本土的研發(fā)團隊，不僅能提供研發(fā)級的技術(shù)支持，還能提供定制開發(fā)能力和快速的響應(yīng)能力。（十）全系列產(chǎn)品兼容，平滑升級基于ODSP統(tǒng)一軟件平臺，MS3000可與MS全系列產(chǎn)品兼容，不僅支持跨產(chǎn)品系列的數(shù)據(jù)復(fù)制、鏡像，還支持平滑升級。通過更換控制器，可實現(xiàn)低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品的升級，升級過程中無需數(shù)據(jù)遷移，有效保護用戶投資。3. 產(chǎn)品規(guī)格項目描述MS3100MS3300控制器數(shù)量2/4(集群模式)，Active-Active模式2/4(集群模式)，Active-Active模式主處理器Intel多核處理器Intel多核處理器緩存能力8-32GB/64GB（集群）16-64GB/128GB（集群）緩存保護緩存鏡像，掉電后數(shù)據(jù)下刷到保留磁盤緩存鏡像，掉電后數(shù)據(jù)下刷到保留磁盤IO模塊類型4端口1Gb/s iSCSI模塊8端口1Gb/s iSCSI模塊2端口10Gb/s iSCSI模塊2端口10Gb/s FCoE模塊4端口8Gb/s FC模塊8端口8Gb/s FC模塊4端口8Gb/s FC+2端口1Gb/s iSCSI 混合模塊2端口4*6Gb/s SAS模塊最小/最大磁盤數(shù)據(jù)4/10324/1032主機連接數(shù)4096