開放式存儲系統(tǒng)

開放式存儲系統(tǒng)計算機系統(tǒng)01基本概念產品存儲系統(tǒng)目錄0302基本信息開放式存儲系統(tǒng)是采用高速絡，把多套pc服務器連接起來，構建一個開放式系統(tǒng)，這些pc服務器稱作存儲節(jié)點。開放結構于20世紀80年代初提出，與開放系統(tǒng)概念的提出和實現密切相關。它的發(fā)展是為了適應更大規(guī)模地推廣計算機的應用和計算機絡化的需求，現仍處于繼續(xù)發(fā)展和完善之中。基本概念基本概念隨著電信IT信息系統(tǒng)的發(fā)展，數據庫處理的數據量、并發(fā)請求事務、吞吐量要求越來越高。一直以來，數據庫的短板都在磁盤I/O這塊，傳統(tǒng)機械磁盤尋道時間長，并發(fā)I/O性能差，對于高并發(fā)的事務處理系統(tǒng)，一般是靠磁盤數量的堆疊來滿足IOPS上的需求，而響應時間上也很難再有改善。Flash技術的引入，數據庫I/O的響應時間、IOPS和吞吐量相比較磁盤存儲有質的飛躍。通過SRP協(xié)議，用infiniband絡將數據庫、主機、Flash卡、磁盤整合在一起，構建開放式存儲系統(tǒng)，可以提升電信IT數據庫系統(tǒng)中存儲的可擴展性、穩(wěn)定性和性能。開放結構于20世紀80年代初提出，與開放系統(tǒng)概念的提出和實現密切相關。它的發(fā)展是為了適應更大規(guī)模地推廣計算機的應用和計算機絡化的需求，現仍處于繼續(xù)發(fā)展和完善之中。一些標準化組織對開放系統(tǒng)的概念是大體相同的，但具體的定義不完全一致。對于開放系統(tǒng)，美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)給出了以下定義：“開放系統(tǒng)應提供這樣一些功能，它們使正確執(zhí)行的應用程序能在多個廠商提供的不同平臺上運行，和其它應用程序互操作，并且為用戶相互作用提供一個統(tǒng)一風格的界面?！痹摱x中有三個關鍵點：一是應用程序能在不同平臺上運行；二是應用軟件能夠互操作；三是有統(tǒng)一風格的人機界面(HCI)。開放式存儲系統(tǒng)是采用高速絡，把多套pc服務器連接起來，構建一個開放式系統(tǒng)，這些pc服務器稱作存儲節(jié)點。存儲系統(tǒng)構建原理特點構建方法存儲系統(tǒng)構建原理開放式存儲系統(tǒng)采用infiniband的高速絡，把多套pc服務器連接起來，構建一個IB-SAN存儲系統(tǒng)，這些pc服務器稱作存儲節(jié)點，為了提高存儲性能，存儲節(jié)點中安裝企業(yè)級flash閃存。flash存儲也可稱為閃存存儲，是基于持久性（Non-Violable）內存器件NAND技術的存儲產品。在企業(yè)市場上，包括有使用傳統(tǒng)SAS接口的SSD固態(tài)硬盤，沿用傳統(tǒng)外置FC或SAS存儲接口的閃存存儲，以及創(chuàng)新的PCIe接口的存儲卡兩類產品，與現有的基于磁芯磁盤技術的存儲設備相比，具有讀寫速度快，占用空間小，能耗大幅降低等優(yōu)勢。PCIe接口在各類服務器的硬件設計中，CPU對PCIe插槽的訪問時延小、帶寬高，理論I/O帶寬最高可到16GB/s。使用PCIe接口的flash存儲卡可以設置內部的I/O處理芯片，用于實現廠商自有的I/O算法、電池供電緩存等，比SAS接口SSD固態(tài)硬盤可以實現更優(yōu)化的I/O能力。Infiniband技術原本運用于高性能計算互聯，隨著技術發(fā)展，逐步運用于存儲節(jié)點互聯，用infiniband互聯的存儲構建一個IB-SAN存儲絡，絡上運行的是SRP（ScsiRDMAProtocol）協(xié)議或者iSER（iSCSIExtensionsforRDMA）協(xié)議，SRP協(xié)議有更高的性能和更低的延時，被廣泛使用。構建方法基于以上技術，開放式存儲系統(tǒng)的構建方法如下。（1）設備搭建用3臺以上PC服務器作為存儲節(jié)點，每臺服務器的PCIe插槽安裝flash閃存卡，作為數據存儲，后期如果需要擴容，只需要在服務器上繼續(xù)添加閃存卡即可。用2臺PC服務器作為數據庫計算節(jié)點。每臺服務器安裝infiniband的HCA卡，作為數據通道，安裝千兆卡，作為絡通信。安裝2臺infiniband交換機，通過該交換機把每臺服務器的HCA進行互聯，形成IB-SAN絡。系統(tǒng)架構如圖1。圖1下面是各個節(jié)點的功能：數據庫節(jié)點（數據庫服務器，計算節(jié)點）：PCServer，運行Oracle11gR2，支持單實例和RAC架構，提供數據運算服務。數據庫節(jié)點通過ASM整合存儲節(jié)點資源，單機故障不會影響數據庫使用或導致數據丟失。存儲節(jié)點：PCServer，配置Flash卡和SAS磁盤，提供數據存儲服務。每個存儲節(jié)點配置Flash卡和SAS磁盤，成為一個獨立的存儲單元。多個存儲節(jié)點組合在一起，形成一個存儲池，性能和容量可按需線形擴展。特點基于SRP的開放存儲系統(tǒng)，在數據庫系統(tǒng)應用中有以下特點：（1）橫向擴展：當數據庫數據增加時，可以通過增加存儲節(jié)點的數量進行橫向擴展。（2）分布式存儲：所有的數據跨節(jié)點存儲，自動分布在不同的存儲節(jié)點上，并且能根據需要自動重新平衡分配數據。（3）開放架構：用開放的x86架構服務器替代封閉的存儲系統(tǒng)。（4）PCIeFlash存儲：使用高性能PCIeFlash高速存儲設備替換傳統(tǒng)的機械磁盤，隨機iops能達到10萬—80萬，實現了存儲能力的極大提升。（5）Infiniband互聯：使用Infiniband高速絡設備替換傳統(tǒng)的FC-San絡，每個端口高達40Gb帶寬，端到端200納秒延遲，實現計算節(jié)點之間及計算節(jié)點和存儲節(jié)點的IO低延遲高吞吐。（6）數據冗余：數據至少保存兩份，并且分布在不同的存儲節(jié)點上，保證單一存儲節(jié)點的故障不會造成數據丟失。（7）可靠性：在計算層，存儲層和絡互聯層均做到物理冗余。產品產品2008年，Sun發(fā)布了開放式存儲系統(tǒng)包中的首批3款產品，其中每一款產品都包含一個支持多種操作環(huán)境的全面集成的軟件解決方案，這是具有標準高速聯功能、磁帶互聯，以及帶有強大的分析工具的業(yè)界最具綜合性的管理軟件。這些新的存儲系統(tǒng)也是全面拓展SolarisZFS內的閃存混合存儲(FlashHybridStoragePools)功能的唯一系統(tǒng)，可自動加速和優(yōu)化性能，且可降低所需功耗和冷卻成本。SunStorage7110：超緊密型存儲器，存儲容量為2TB。SunStorage7210：中檔存儲器，在一個高密度的4U系統(tǒng)內存儲容量可達48TB，它支持采用Sun獨特的閃存混合存儲技術的寫入優(yōu)化的固態(tài)硬盤(SSDs)；SunStorage7410：高配置的存儲系統(tǒng)，支持的存儲容量高達500TB，支持讀寫均優(yōu)化的固態(tài)硬盤和Sun獨特的閃存混合存儲技術。這些新的存儲系統(tǒng)還能以集群配置形式提供，以便獲得更高的可用性。所有的SunStorage7000統(tǒng)一存儲系統(tǒng)，都打破了那種給每一個存儲器功能提出苛刻要求的行業(yè)趨勢，這些功能包括無附加成本的各種綜合性的數據服務，例如快照/克隆、恢復、鏡像、RAID-5、RAID-6、復制、Active-Active集群、壓縮、自動精簡配置(ThinPro