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      北京盛唐佳業科技有限公司
      小身材有內涵:IBM V3500技術解析
      來源: | 作者:yqb67c81758 | 發布時間: 1287天前 | 2169 次瀏覽 | 分享到:
      在以往,廠商在對中高端存儲系統進行宣傳的時候,總是集中強調其所具備的高級功能,這些功能不但能夠幫助用戶簡化管理,還能有效地降低初始投入成本和總體擁有成本。出于同樣的目的,中小企業用戶可能更迫切需要這些功能來控制成本和簡化IT。

      隨著標準化硬件的普及,以及中低端市場的旺盛需求,越來越的廠商開始將以往中高端市場才具有功能集成到了中低端存儲陣列之上。那么這些功能背后的技術是怎樣的?這種類似于高端設備“縮減版”產品是否能夠滿足中小企業復雜多變IT環境下的需求?本文將以IBM V3500為例,剖析其技術原理以及給用戶帶來的好處。

      IBM V3500概覽
      IBM V3500是IBMStorwize家族中的一員,其之上還有v3700和v5000,它們都源于IBM在中端存儲市場上的突破性產品——2010年推出的Storwizev7000。其底層均采用同樣的代碼,并移植了IBM另一個存儲產品XIV的圖形管理界面,同時也提供命令行管理方式。IBM V3700和v7000均全球發售,但v3500只針對中國發售,相當于是針對中國中小企業用戶需求而專門定制的一款存儲產品。


      v7000發布在前,不管是底層代碼還是管理風格方面,v3000系列與v7000一脈相承,所以業內有v3000是v7000“縮減版”的說法。IBM認為,v3000系列產品的推出,主要針對用戶磁盤利用率低,但對性能需求又不斷增長的情況,所以在v3000中添加了存儲虛擬化、自動分層存儲優化以及SSD支持等功能。

      IBM Storwize v3000系列主要針對企業入門級市場,以替換原有的DS3500。其中v3700替代DS3500的中上市場(企業級市場),提供多種主機接口類型(FC、SAS、iSCSI和FCoE)以及FlashCopy 升級和Turbo 性能等功能,以滿足不同的用戶環境。V3500則替代DS3500的下端市場,甚至將延伸至入門級以下市場。IBM認為,這兩款產品主要區別體現在應用場景和需求之上。V3500主要針對預算緊張、對性能要求較高,但對容量要求并不旺盛的用戶,且主要針對iSCSI市場。


      上圖為v3500與v3700對比圖,可以看出v3500與v3700的區別并不大
      由上圖可知,v3500有兩種型號,分別采用3.5英寸和2.5英寸硬盤。最大可支持24塊2.5英寸硬盤的型號,和最大支持12塊3.5英寸硬盤的型號。與原來的DS3500相比,v3000系列最大的不同之處就是支持內部虛擬化,這一技術是實現諸多高級功能的基礎保障。這一技術幾乎已經成為目前新一代企業入門級存儲的標配技術,也是判斷新舊存儲系統的主要依據之一。那么這項技術有何神奇之處呢?在稍候的篇幅中,將詳細剖析這一技術。

      IBM V3500硬件賞析
      目前主流存儲設備幾乎都是采用的標準化的X86硬件,其原因在于性能強大,且維護性好,生態系統繁榮。盡管目前大多數廠商都不再過分強調硬件,轉而強調其軟件功能,但硬件配置是存儲系統最基本的保障,也是軟件功能實現的載體。那么v3500的硬件是如何配置的呢?下面一起來欣賞一下。


      IBM V3500正面,ZDNet企業解決方案中心收到的是24盤位2.5英寸硬盤型號的產品,配置了6個1TB 6Gb/s 近線SAS硬盤(最左邊6塊)


      v3500背面,配備雙控制器,采用雙電源、雙風扇冗余設計


      電源模塊(下)與控制器模塊(上)


      控制器模塊全貌



      處理器,采用Intel公司基于Sandy bridge架構的X86處理器


      V3500中使用的SSD,由SanDisk制造生產,32G容量,采用SATA接口
      這塊SSD的作用在于當控制器突然掉電的情況下,能夠將控制器緩存中的數據寫入此SSD中,以達到數據不丟失的目的。

      接下來看一下v3500中的主機端口,這是v3500的特色之一。其提供了FC、iSCSI和SAS三種主機接口,以方便用戶能夠根據實際IT環境進行靈活選擇。


      FC適配卡
      這在v3500中是一個可選項,ZDNet企業解決方案中心收到的這臺陣列中,這張FC適配器采用PMC PM8032 Tachyon QE8芯片,主要用于滿足性能要求苛刻的用戶環境,其最大可支持4端口 8Gb/s FC,原生X8 PCIe 2.0通道,并支持全端口的雙向數據傳輸。由此可見,v3500的這一可選配置主要是面向性能需求苛刻,但對容量需求不明顯的環境。


      V3500中的6Gb/s SAS端口(圖右4個端口),但在v3500中,其最多只支持3個端口


      V3500中采用的SAS控制器芯片
      PMC PM8018c SAS HBA控制器芯片最高可支持16個SAS/SATA 端口,并能夠支持PCIe 3.0接口,為高帶寬提供了充足條件。


      上圖為SAS擴展器,采用的仍是PMC公司產品,其最多可接36個6Gb/s SAS/SATA硬盤


      圖左紅框內為兩個千兆以太網接口,其下配置了兩個USB接口

      除了支持FC和SAS主機接口以外,v3500還支持iSCSi端口。在每控制器中,v3500提供了兩個千兆以太網接口,以用于iSCSI連接。同時,這兩個以太網端口還用于Web瀏覽器管理界面。

      綜上所述,可以看出,v3500每控制器使用了一顆Intel公司推出的第三代Sandy Bridge架構處理器,并每控制器配置了4G高速緩存,與v3000系列所要替換的DS3500相比,硬件配置明顯提升,為存儲系統性能提供了保障。同時,在SAS控制器方面,其采用以多端口、高性能聞名的PMC公司產品,最大限度保證了數據傳輸的效率。據ZDNet企業解決方案中心對v3500的架構分析認為,v3500其最高數據傳輸速度可達每秒2.4GB(使用SSD情況下)。

      當然這只是硬件部分的配置,整個存儲系統的性能發揮不僅取決于硬件,更重要的還在于軟件,即技術實現部分。那么接下來將繼續剖析v3500各種高級功能背后的技術特點。

      內部虛擬化:新一代存儲系統分界線

      隨著企業需要存儲的數據越來越多,硬盤容量越來越大,傳統存儲陣列上所采用的數據保護方式RAID已經越來越難適應用戶的需求。并且,用戶對于提高存儲利用率的需求越來越強烈,業務的靈活性也迫使存儲系統需要高度靈活。傳統的RAID技術已經越來越難適應這些需求,這些因素促使其必須進行改變,存儲虛擬化技術由此誕生,在業內,也有廠商出于宣傳的需要,將其稱為“RAID 2.0”。

      傳統的RAID方式,是將硬盤組成RAID之后,就直接到了“卷(Volume)”層,服務器就可識別。而所謂的“RAID 2.0”技術是在卷(Volume)和RAID組之間再添加一個虛擬層,打破RAID組與卷之間的聯系,實現解耦合。以v3500為例,我們來仔細看一下。


      IBM Storwize v3500存儲示意圖
      如上圖所示,v3500底層硬盤仍會組建RAID組,但組建RAID組之后,其并不提供容量,而是引入了IBM一個新的名詞——“MDisk”。在MDisk上再切成為碎片“Extent”,最后將所有的“Extent”集合成資源池“Pool”。而“Volume”則由“Pool”中的多個連續或者隨機的“Extent”組成。具體如下圖:


      IBM Storwize v3500中的MDisk與Volume的關系

      上圖中,MDisk1、MDisk2和MDisk3分別代表不同的RAID組,這三個MDisk共同組成Storage Pool,這樣不但解決了RAID組無法使用太多硬盤的缺陷,還解決了RAID組無法提供更多高級功能的問題。而從這一點也可看出,新一代的存儲設備盡管其內部仍有RAID陣列卡,也會組建RAID組,但更多的高級功能卻是由X86處理器提供,而諸多的高級功能實際上是基于這個新添加的存儲虛擬化層,本身跟RAID技術沒有太大關系,所謂的“RAID 2.0”也就無從談起。

      添加這個虛擬層之后就可實現很多以往中高端存儲才具備的功能,例如自動精簡配置、Volume在線擴容等。精簡配置能夠起到初始成本節省的目的,如在ZDNet企業解決方案中心收到的v3500,其配備了6塊1TB近線SAS盤,其設置如下圖:


      如上圖,每塊1TB近線SAS盤在系統中識別到的實際容量是931GB,總容量為5.46TB。其中1塊硬盤用于熱備,剩余容量4.55TB。


      采用RAID 5之后的實際物理容量。使用RAID5會犧牲一塊硬盤的容量,所以其實際可用容量為3.6TB(上圖灰黑色柱體);其中,最低端的藍色柱體為已使用的實際容量(435GB),最上綠色柱體為已分配的總容量(5TB)


      上圖為已經分配的卷(Volume),總容量已經超過了v3500的實際物理容量(3.6TB),但實際存儲了數據的空間只有(435GB),所以盡管已經超過了實際物理容量,v3500仍舊能夠劃分更多的卷,這就是自動精簡配置的優勢,可降低初始投入成本。

      其背后的原理就是,這些卷(Volume)都是由Extent碎片組成,所以能夠根據實際需要的存儲空間來分配所需的Extent。同時,還可對實際分配卷進行擴容與收縮,相當于增刪卷中Extent的數量,這是之前的傳統存儲很難做到的。

      在v3500中,組成Volume的Extent碎片可以是連續的,也可以是隨機。根據不同的應用需求,v3500提供了三種組成方式。第一種模式就是上面圖中顯示的隨機Extent組成模式。


      第二種則是連續模式,如上圖


      第三種則是映像模式(Image mode),如上圖。這是一種特殊的連續模式,其由一個MDisk形成一個Volume,主要用于遷移已有的存儲數據。

      篇幅所限,IBM Storwize v3500中的主要硬件配置和特點技術就介紹到這。這些軟硬技術的結合能夠提供強健的性能和功能,但對于一款好的產品而言,尤其是針對中小企業市場的產品,易用性也非常重要。在下篇文章中,我們將著重介紹IBM V3500的易用性,敬請關注!

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