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3 高端陣列架構(gòu)實例分析-華為HVS

圖6 華為高端陣列HVS系統(tǒng)架構(gòu)

華為HVS采用智能矩陣式系統(tǒng)架構(gòu)，如圖6所示，也是一種基于完全分布式的架構(gòu)，所有的計算資源 (CPU)，緩存，帶寬等資源都均勻分布于每個節(jié)點中，在該架構(gòu)下，不再存在全局緩存爭用問題，串行化達到最低，使得系統(tǒng)獲得了理論最高加速比，具有更好的可擴展性。華為HVS是目前業(yè)界擴展能力最強，性能最高的高端陣列，最大可以擴展到16個控制器，3TB Cache, 3216塊硬盤，隨機IOPS達到100萬IOPS以上。

3.1 基于PCIe的全交換架構(gòu)

HVS的全交換架構(gòu)基于PCIe協(xié)議，PCIe協(xié)議是一種高性能、高帶寬，成熟、穩(wěn)定的串行通訊互連標(biāo)準(zhǔn)。HVS以雙平面PCIe交換作為節(jié)點間互連。這種架構(gòu)設(shè)計具有如下的優(yōu)點：

高可靠：所有部件全冗余，控制器間負載均衡和Failover，單個控制器失效不影響業(yè)務(wù)運行

高擴展性：具備scale-out能力，從2個控制器起配，最多支持16個控制器，系統(tǒng)的容量、性能按需擴展

高帶寬：整個交換平面可提供192GB/s的交換帶寬。

方便部署：HVS的PCIe鏈路通過光纖連接，同一HVS系列產(chǎn)品的機柜允許跨數(shù)十米進行部署，允許布局在不同房間、甚至不同樓層。使得客戶真正實現(xiàn)完全Scale-out的部署，降低了對數(shù)據(jù)中心機房的環(huán)境要求。

3.2 塊級虛擬化

前面講到單盤失效可以認(rèn)為是一個常態(tài)，單盤失效后，RAID組會重構(gòu)數(shù)據(jù)，但傳統(tǒng)的RAID重構(gòu)耗時較長，如果重構(gòu)過程中又發(fā)生了硬盤失效，那么整個RAID的數(shù)據(jù)就丟失了。HVS采用了塊虛擬化技術(shù)，可以很好的解決以上問題。下面我們看一下塊虛擬化的實現(xiàn)細節(jié)。

圖七：全虛擬化設(shè)計示意圖

如圖七所示，全虛擬化設(shè)計，就是把硬盤分割成若干小塊，稱為CHUNK，然后按照特定算法，從若干硬盤上選取若干CHUNK，按照一定的RAID方式組成CHUNK Group。而LUN，則是由若干CHUNK Group組成。塊級虛擬化架構(gòu)給硬盤可靠性帶來的最大提升是使系統(tǒng)中每個硬盤都在“均衡”的工作，每個硬盤的忙閑度基本一致，不會像傳統(tǒng)RAID那樣，各個RAID組中的硬盤工作負荷不同，導(dǎo)致某些繁忙的硬盤“過勞死”。

塊級虛擬化帶來的另一大好處是重構(gòu)時間大幅縮短，RAID降級狀態(tài)不但使數(shù)據(jù)處于“危險”的邊緣，同時也會降低RAID組的性能。塊級虛擬化使得重構(gòu)產(chǎn)生的負荷分散到更多的硬盤上，單盤重構(gòu)的壓力變小，大大縮短了重構(gòu)的時間，大幅降低RAID組失效概率，從而增加了系統(tǒng)的可靠性。

4 總結(jié)

高端存儲一般應(yīng)用于用戶核心業(yè)務(wù)環(huán)境，承載著關(guān)鍵數(shù)據(jù)，對陣列的穩(wěn)定性，性能和擴展性要求極高，而存儲架構(gòu)是這一切的基礎(chǔ)�？梢灶A(yù)見，模塊化分布式Scale-out架構(gòu)所帶來的穩(wěn)定性，性能容量線性擴展的好處將主導(dǎo)未來一段時間高端陣列的設(shè)計，同時更多容量、新型介質(zhì)的出現(xiàn)(SSD)決定了高端陣列中將越來越多的應(yīng)用虛擬化技術(shù)提高存儲資源利用率。