西瓜哥 發(fā)表于：13年11月25日 00:52 [原創(chuàng)] DOIT.com.cn
存儲在線專欄文章：上周EMC正式推出XtremIO全閃存陣列，我看微博上各路大V吐槽的很多，有說性能不行的，有說定長重刪不行的，有說不適合數(shù)據(jù)庫，只適合VDI場景的。西瓜哥也很關(guān)心EMC怎么定位XtremIO和VMAX的關(guān)系，因為很多網(wǎng)友認為全閃存集群以后必然代替高端存儲的，高端存儲總有一天要滅亡的。
XtremIO由來自包括IBM、NetApp和VMware公司的IT老兵成立于2009年，又是一個以色列公司。2012年5月被EMC收購，據(jù)說收購價是4.3億美元。收購后EMC一直沒有正式推出產(chǎn)品，只是在部分客戶哪里試用。直到上周，EMC正式宣布，XtremIO全閃存陣列GA(general availability)了。
我們先來了解一下這個存儲，看看EMC收購它看重它哪一點？
XtremIO是一個集群的Scale out全閃存系統(tǒng)，因此我們先看一下XtremIO的基本單位X-Brick，西瓜哥俗一點，就叫X磚好了。這塊磚頭是包含2個1U的標準的X86機架服務器，上面安裝了XtremIO的操作系統(tǒng)XIOS，作為存儲的控制器；另外每個磚頭帶有一個2U的25盤位的磁盤框，據(jù)說就是采用VNX一樣的DAE，目前支持2.5"的6G SAS SSD eMLC磁盤，容量是400GB；為了保護Cache的數(shù)據(jù)，每個磚頭還配置了一個1U的BBU做掉電保護。
也就是每塊磚是5U，10TB裸容量。如果最小配置，只配置一塊磚頭的話，由于BBU成為了單點故障，因此，XtremIO要求多配置一個BBU，也就是第一個磚頭是6U高，以后都是5U高。目前GA的版本最大支持4個X磚，也就是21U，半個機柜的樣子。西瓜哥一直搞不清楚為什么配置多個磚頭，第一個磚頭還需要多一個BBU，可能這樣固化下來，銷售起來不容易出錯，反正銷售記住第一個磚頭必須配置兩個BBU就可以了。
這種外置BBU的設計還是太占空間了，EMC的VNX2除了VNX8000外，都把BBU內(nèi)置在控制器里面了，據(jù)說以后XtremIO也要改，只是不知道為啥那么慢。
我們看一下每塊磚頭的規(guī)格：
集群需要增加2個InfiniBand交換機：
我們看到，主機接口支持8G FC和10GE iSCSI，但節(jié)點之間的互連采用了40G infiniBand技術(shù):
InfiBand RDMA(Remote Direct Memory Access)可以實現(xiàn)跨節(jié)點間的內(nèi)存訪問，并且具有最低的時延（7us）。
請大家看一下X磚頭的性能指標，在50%讀50%情況下，只有15萬IOPS，在閃存陣列里好像并不突出��？
大家再看一下其他的接口速率，好像也不是目前最高的��？FC目前16G很多廠商都支持了，SAS已經(jīng)有12G的SAS盤了，以太網(wǎng)也已經(jīng)有40G了，而InfiniBand也有56G的了，好像XtremIO在性能甚至接口這塊都沒有啥亮點��？那么EMC為啥要購買XtremIO呢？
從硬件的架構(gòu)上我們完全看不出這4.3億美金的價值，只能從軟件去看了。
我們來看看這個值4.3億美金的XIOS的架構(gòu)：
從相關(guān)資料分析，每個控制器上有一個基本的linux分布式操作系統(tǒng)，然后上面跑這個XIOS。
XIOS的核心，西瓜哥認為就是重刪技術(shù)，大家把XtremIO的重刪原理搞清楚了，就知道這4.3億美金是否值了。
我們來看一下XtremIO的重刪原理，其實不復雜，只是一個4KB的定長重刪：
比如一個32KB的I/O進來，XtremIO切分為定長的4KB的數(shù)據(jù)塊：
然后用hash計算每個數(shù)據(jù)塊的指紋，據(jù)說是SHA-1算法：
指紋一樣的就只保留一份數(shù)據(jù)。EMC沒有提到如果指紋一樣，是否還需要比較一下數(shù)據(jù)，因為指紋也有可能沖突的，NETAPP好像就強調(diào)它不會直接重刪，而是對數(shù)據(jù)進行比較，確信數(shù)據(jù)是重復的：
看到這，我們發(fā)現(xiàn)，好像也很簡單啊，不值4.3億美金�。�
別急，我們再往下看。
我們看一下重刪在各個控制器的分布情況情況。由于XtremIO是基于指紋來進行數(shù)據(jù)分布的，因此可以保證數(shù)據(jù)平均分配到每個控制器上：
后面的數(shù)據(jù)進來后，都會平均分布到各個控制器上：
當每個控制器寫滿一個條帶的時候，數(shù)據(jù)才落到SSD中：
大家看到?jīng)]有，XtremIO的重刪全部在內(nèi)存里面完成的。落盤的數(shù)據(jù)都是重刪后的數(shù)據(jù)。這個就擺脫了傳統(tǒng)的重刪帶來的性能瓶頸，不會成為全閃存陣列的短木板。EMC說雖然是定長重刪，但實際效果可以做到3:1-10:1。
再有一個，XtremIO所有的元數(shù)據(jù)都放內(nèi)存里，這些元數(shù)據(jù)包括LBA和指紋的映射，指紋和SSD物理地址的映射。進一步提高了系統(tǒng)處理的性能。EMC宣傳，其性能是線性增長的，即4塊磚頭的集群相當于1個磚頭的性能的4倍，而且由于采用InfiniBand技術(shù)，時延全部控制在1ms以內(nèi)。因為每一個RDMA的操作時延只有7us，對系統(tǒng)幾乎沒有影響：
由于在讀Cache內(nèi)也是重刪后的數(shù)據(jù)，因此，雖然XtremIO的Cache并不是最大的，但乘以重刪系數(shù)，相當放大了Cache的尺寸。
這些元數(shù)據(jù)都在內(nèi)存里，因此，XtremIO實現(xiàn)快照、復制和Thin都非常簡單，速度也非常快，因為這些操作都不涉及和磁盤打交道，只是在內(nèi)存里進行元數(shù)據(jù)的復制和修改。
XtremIO還有另外一個提高利用率的法寶，叫XtremIO Data Protection (XDP)，它拋棄了傳統(tǒng)的RAID，提高了磁盤的利用率。XDP宣傳可以達到92%的數(shù)據(jù)利用率，可靠性和RAID 6差不多，但性能超過RAID 1。關(guān)鍵是原數(shù)據(jù)都在內(nèi)存了，因此沒有寫放到和讀放大，有效提高了SSD盤的壽命：
具體XDP怎么工作。西瓜哥的理解就是這樣的，每塊磚有25個SSD硬盤，把這些硬盤切成相同的chunk（從圖中看出就是4KB大�。捎妙愃芌AID 6一樣的算法，水平方向計算一次校驗，對角線方向計算一次校驗。其實可以理解為N+2糾刪碼的一種實現(xiàn)：
這樣看來，有效容量可不是23/25嗎？當然，XDP類似華為RAID 2.0一樣，不會采用熱備盤做熱備，而是保留熱備空間就可以了。XDP一般建議保留1塊盤的熱備空間。在重構(gòu)方面，XDP沒有采用傳統(tǒng)的RAID 6重構(gòu)算法，把條帶的數(shù)據(jù)讀出來，而只是需要讀需要的數(shù)據(jù)（利用P和Q的數(shù)據(jù)），因此讀的數(shù)據(jù)比較少（不過EMC沒有具體公布這個算法，西瓜哥的數(shù)學是語文老師教的，因此沒太看懂這個）：
XDP號稱支持最多每塊磚壞5塊盤，當然不是同時的啦。每塊盤重構(gòu)的時間基本都在10分鐘以內(nèi)。重構(gòu)對性能影響比較少。大家有興趣我們下周再來分享XDP的測試數(shù)據(jù)。
XtremIO也號稱是第一款支持VAAI的全閃存陣列（這個應該不是，華為的DORADO好像就支持）。由于它采用元數(shù)據(jù)常駐內(nèi)存，并且有兩階段元數(shù)據(jù)（即LBA和指紋的映射，指紋和磁盤物理地址的映射），因此，VAAI的full copy復制應該就類似打個快照一樣的快：
當然，一個方便管理的圖形化界面是必須的：
XtremIO也支持RESTful API，第三方這邊可以控制和管理這個陣列。
由于XtremIO這種獨特的軟件架構(gòu)，因此，用戶不需要性能調(diào)優(yōu)。沒有RIAD，沒有分層，不能控制重刪（必須打開），數(shù)據(jù)平均分布，沒有調(diào)優(yōu)的必要。
XtremIO是一個對稱多活的架構(gòu)，直接利用EMC的PowerPath多路徑軟件。同時，XtremIO并不支持遠程復制，因此，在方案需要和EMC的VPLEX來配合實現(xiàn)，但如果需要CDP功能，還可以加recoverpoint，但XtremIO沒有內(nèi)置I/O分量器，I/O必須從VPLEX上分離：
XtremIO的集群原理上可以支持更多，我看原來老的規(guī)格是可以支持8塊磚16控的：
但GA發(fā)布的時候只是4塊磚8控的產(chǎn)品，也許EMC認為8控就夠了，因為超過100萬IOPS的場景沒有看到，也許是16控的測試不夠充分，還需要再測測。
好了，我們大概了解了XtremIO后，我們發(fā)現(xiàn)，它好像在硬件和性能方面都不太突出��？比如我們前面講過的Kaminario K2，人家就追求性能第一，一直保持SPC-1的世界記錄，而XtremIO，既然是全閃存陣列，你不追求性能還有啥存在的價值？
但看完XtremIO的發(fā)布會（EMC現(xiàn)在的發(fā)布會的形式都很新穎，都是多個場地互動，一個場地是技術(shù)專家談原理，一個場地是現(xiàn)場DEMO演示，一個場地是客戶現(xiàn)身說法，和拍電視一樣一樣的）和相關(guān)的一些資料，西瓜哥突然明白了，XtremIO追求的是一種平衡：
不用最快的硬件，夠用就好；
不追求最快的性能，滿足現(xiàn)在客戶的要求就夠；
采用eMLC降低單位容量的成本；
采用XDP和重刪技術(shù)，提高磁盤的有效空間，也相當減低了單位數(shù)據(jù)的成本
因此，我感覺XtremIO就是實用主義者啊。SSD盤貴吧，CPU計算成本便宜，那么采用XDP和dedup都是非常耗CPU資源的，XtremIO走的是一條利用計算換容量的路啊。每個技術(shù)拿出來，都不是最有殺傷力的，比如In-memory元數(shù)據(jù)，人家SAP HANA更加出名對吧，XDP實現(xiàn)N+2保護，糾刪碼都可以做到啊，定長重刪效果還不如變長重刪呢。但XtremIO把握得很好，把這些技術(shù)巧妙地應用到全閃存陣列中來，走出和其他閃存廠商不同的差異化道路，這個應該就是4.3億美金的價值吧。
因此，西瓜哥認為，XtremIO有一種東方的哲學，追求各方面的平衡，而不是性能突出。也許和其CTO是華人有關(guān)吧，O(∩_∩)O哈哈~
這種平衡其實也是高端存儲看重的，高端存儲你不能僅僅有性能，可靠性更重要，而且售后服務也很重要。
XtremIO如果還是一個初創(chuàng)公司，估計對高端存儲沒有太多威脅，用戶不會把最核心的數(shù)據(jù)存放在一個隨時沒有了的公司的產(chǎn)品上，但現(xiàn)在被EMC收購了，感覺對高端存儲形成了比較大的威脅，好在EMC也有高端存儲，我們來看看EMC的自己的定位。
這個是EMC收購XtremIO的時候流傳出來的圖，大家可以看到，XtremIO定位在性能優(yōu)化和容量優(yōu)化的頂點，而且那個面積畫得比VMAX還大，可見EMC對XtremIO的期望還是非常大的：
看EMC的評論，說如果能夠區(qū)分冷熱數(shù)據(jù)的話，就用VMAX，如果不能區(qū)分的，就用XtremIO。這個應該就是他們目前暫時的定位區(qū)別。但VNX2-F如何定位呢？感覺VNX2-F不是EMC重點推的產(chǎn)品，因為有了XtremIO。
雖然目前我看XtremIO主推的3大場景是VDI，虛擬機，然后才是數(shù)據(jù)庫，而且數(shù)據(jù)庫的案例更多是數(shù)據(jù)分析，而且目前XtremIO還不支持遠程復制，但從目前我了解的純閃存陣列的特性和理念看，西瓜哥隱隱覺得XtremIO對高端存儲的威脅是最大的，不知道各位網(wǎng)友如何認為呢？歡迎反饋你的想法，我來分享給大家。
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