日立統(tǒng)一存儲(chǔ)(HUS)100家族規(guī)格表

由上表，日立HUS 110、130和150支持的驅(qū)動(dòng)器數(shù)量分別為120、264/252(2.5/3.5英寸)和960個(gè)，其中HUS 150在上一代中端最高型號(hào)AMS 2500的480個(gè)驅(qū)動(dòng)器基礎(chǔ)上增加了一倍，而HUS 110卻比AMS2100的159個(gè)有所減少。另外，HUS 100系列除了保持原有的2U 24盤(pán)位2.5英寸驅(qū)動(dòng)器，以及4U 48盤(pán)位3.5英寸高密度驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)展柜(連接由3Gb/s SAS升級(jí)到6Gb/s)之外，還符合潮流的地將3U 15盤(pán)位3.5英寸擴(kuò)展柜替換為2U 12盤(pán)位(就像戴爾EqualLogic從PS4000/6000升級(jí)到PS6100/4100那樣)，提高了每個(gè)U的密度。

在支持的驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型中，10k和15k rpm高轉(zhuǎn)速硬盤(pán)已經(jīng)全部是SFF(2.5英寸)而不再有LFF(3.5英寸)。根據(jù)HDS網(wǎng)站上更詳細(xì)的資料，這里的SSD有200和400GB MLC(應(yīng)該是企業(yè)級(jí))兩種選擇。

文件訪(fǎng)問(wèn)通過(guò)NAS網(wǎng)關(guān)、對(duì)象存儲(chǔ)依賴(lài)HCP?

接著，我們看到Block Module和File Module的規(guī)格被分為2個(gè)部分。其中塊訪(fǎng)問(wèn)單元支持的主機(jī)接口現(xiàn)在主要是8Gb/s FC和10GbE iSCSI兩種(HUS 110還支持千兆iSCSI)，也就是說(shuō)這款雙控制器模塊化陣列，如果只作為IP SAN使用其定位也不見(jiàn)得比Scale-out(橫向擴(kuò)展)的EqualLogic、惠普LeftHand等產(chǎn)品低。要知道戴爾EQL目前出貨最多的主流型號(hào)還是1Gb/s以太網(wǎng)主機(jī)接口的PS6100(之前是PS6000)、4100。

HUS 100系列發(fā)布時(shí)并沒(méi)有支持16Gb/s FC(光纖通道)，不過(guò)對(duì)于HUS 150來(lái)說(shuō)將來(lái)可以通過(guò)更換主機(jī)I/O模塊來(lái)對(duì)產(chǎn)品升級(jí)，就像AMS2000系列從4Gb/s FC到8Gb/s那樣。HUS 110和130則是每控制器集成4個(gè)嵌入式8Gb/s FC接口加上一個(gè)主機(jī)接口子卡，130可選FC和iSCSI，而110暫時(shí)只支持iSCSI。另外比較有意思的是，據(jù)了解HUS 110的光纖通道接口需要可選的license Key才能啟用，也就是說(shuō)如果不買(mǎi)這個(gè)的話(huà)應(yīng)該就必須添加iSCSI了。

注：關(guān)于主機(jī)接口部分，下文中還會(huì)有具體的圖片說(shuō)明。

日立HUS支持集群高可用的File Module(文件單元)應(yīng)該是三款產(chǎn)品通用的，HUS 110和130只支持雙節(jié)點(diǎn)HA，而150則支持1～4個(gè)節(jié)點(diǎn)。這讓我們聯(lián)想起戴爾使用收購(gòu)自Exanet的集群文件系統(tǒng)推出的EqualLogic FS7500統(tǒng)一存儲(chǔ)，目前也是最多4個(gè)節(jié)點(diǎn)，單個(gè)文件系統(tǒng)最大512TB，而HUS為256TB。

HUS File Module后端連接Block Module一共使用了4個(gè)4Gb/s FC，如果中間沒(méi)有光纖交換機(jī)直連的話(huà)容易造成帶寬浪費(fèi)。這里的具體原因我們?cè)诤竺孢€會(huì)討論。不過(guò)對(duì)比前端提供NAS文件服務(wù)的2個(gè)萬(wàn)兆和6個(gè)千兆以太網(wǎng)接口，還是基本夠用的，畢竟以太網(wǎng)的實(shí)際效率沒(méi)有光纖通道高。

日立統(tǒng)一存儲(chǔ)(HUS)組成單元示意圖

根據(jù)上圖，HUS中端存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成部分包括Block Module、File Module、2.5英寸驅(qū)動(dòng)器機(jī)箱和/或2.5英寸驅(qū)動(dòng)器機(jī)箱。塊存儲(chǔ)陣列加上Active/Active NAS網(wǎng)關(guān)的組成形式，與EMC VNX、IBM V7000U和戴爾NX3500/FS7500等沒(méi)有本質(zhì)上的不同。根據(jù)各方面的信息(也包括我們?cè)谙挛闹幸谐龅淖C據(jù))，日立HUS使用的了被其收購(gòu)的BlueArc的集群文件系統(tǒng)技術(shù)，但我們沒(méi)有看到單一全局命名空間功能。

有的讀者應(yīng)該知道，HDS在收購(gòu)BlueArc之前兩家公司就有緊密的合作。HDS將BlueArc的NAS網(wǎng)關(guān)搭配自己的AMS2000系列SAN陣列銷(xiāo)售，那么今天的HUS統(tǒng)一存儲(chǔ)也是類(lèi)似的形式吧?

到這里不知大家有沒(méi)有注意到，我們?cè)贖US當(dāng)前公布的資料中幾乎沒(méi)有看到“對(duì)象存儲(chǔ)”功能。HDS官方的新聞稿是這樣表示的：

“Hitachi Unified Storage通過(guò)一個(gè)獨(dú)特的基于對(duì)象的文件系統(tǒng)來(lái)支持對(duì)象數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)可以智能地為每個(gè)文件增加元數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分層、遷移、對(duì)數(shù)據(jù)快照和復(fù)制、在廣域網(wǎng)中更快復(fù)制以及快速數(shù)據(jù)搜索。此外，Hitachi Unified Storage支持Hitachi Content Platform(HCP)利用定制的元數(shù)據(jù)來(lái)存儲(chǔ)真實(shí)對(duì)象并提供法規(guī)遵從功能。與替代系統(tǒng)的方式不同，HCP可以利用在同一個(gè)存儲(chǔ)池中的文件和模塊應(yīng)用分享HUS的容量。兩者相結(jié)合，對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，這個(gè)解決方案比獨(dú)立的筒倉(cāng)對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)施更加節(jié)省空間和成本。”

按照我的理解，HUS所謂的對(duì)象存儲(chǔ)應(yīng)該是利用文件系統(tǒng)(File Module上運(yùn)行的?)的功能為文件添加元數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)象的訪(fǎng)問(wèn)格式?而對(duì)象存儲(chǔ)真正的特點(diǎn)——海量的對(duì)象數(shù)目支持和擴(kuò)展性，看來(lái)還是要通過(guò)添加HCP(日立內(nèi)容平臺(tái))的元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)來(lái)解決。

記得筆者在去年9月采訪(fǎng)IBM系統(tǒng)與科技事業(yè)部磁盤(pán)存儲(chǔ)CTO Vincent Hsu先生時(shí)，他曾經(jīng)表示：“我們現(xiàn)在正在做對(duì)象存儲(chǔ)的研發(fā)，以后你會(huì)看到在我們的SONAS平臺(tái)上會(huì)有對(duì)象存儲(chǔ)的這種技術(shù)出來(lái)。”同樣是主要針對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，文件系統(tǒng)與對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備的整合或許是未來(lái)的一種趨勢(shì)?

需要注意的是，IBM GPFS(通用并行文件系統(tǒng))支持declustered(分簇)RAID，應(yīng)該能夠有效解決使用3TB、4TB等大容量硬盤(pán)組建傳統(tǒng)RAID 5、6時(shí)故障恢復(fù)重建時(shí)間長(zhǎng)，及由此帶來(lái)的性能影響和可靠性問(wèn)題。而筆者在IDF2012大會(huì)報(bào)道中提到的AmpliStor采用擦除編碼(或稱(chēng)糾刪碼)的對(duì)象存儲(chǔ)也具備類(lèi)似特性，同時(shí)保證了較好的順序讀寫(xiě)性能。

AMS2000回顧：對(duì)稱(chēng)式雙控真正的負(fù)載均衡

下面我們先簡(jiǎn)單回顧一下AMS2000系列的控制器設(shè)計(jì)，為后面對(duì)HUS的分析做些預(yù)熱。

HDS AMS系列中端存儲(chǔ)參數(shù)對(duì)比

如上表，日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)AMS 2100、2300和2500都使用了一顆Intel Xeon CPU用于管理(控制)處理器，其中2500配備了雙核。RAID功能是由具備HDS專(zhuān)利技術(shù)的ASIC來(lái)實(shí)現(xiàn)，AMS 2300、2500和再往前一代的AMS 1000的芯片型號(hào)都是DCTL-H，而AMS 2100的DCTL-S應(yīng)該是其精簡(jiǎn)版。

HDS AMS 2100雙控制器架構(gòu)圖(左右兩邊分別為控制器0、1)

以AMS 2100為例，DCTL-S RAID處理器在整個(gè)控制器中的重要性，就好像惠普3PAR陣列中的Gen3/4 ASIC。它使用三條帶寬為2GB/s的PCIe x8(1.0)分別連接包含Xeon CPU、控制內(nèi)存、MCH+ICH在內(nèi)的管理子系統(tǒng)，前端代號(hào)為“DE4”的雙端口4Gb/s光纖通道控制芯片，以及后端x8 link 3Gb/s SAS控制芯片。每個(gè)控制器中的DCTL-S還連接著2～4GB的數(shù)據(jù)緩存(帶寬4GB/s)，同時(shí)通過(guò)專(zhuān)用通道(應(yīng)該也是PCIe)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步緩存鏡像。

HDS AMS2000動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡技術(shù)示意圖

日立動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡控制器(Hitachi Dynamic Load Balancing Controller)技術(shù)，是HDS AMS2000系列產(chǎn)品的一大特色。“幾乎無(wú)需用戶(hù)干預(yù)，即可讓存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)揮出最大性能。與傳統(tǒng)中端存儲(chǔ)系統(tǒng)采用的非對(duì)稱(chēng)控制器設(shè)計(jì)不同，AMS2000可通過(guò)監(jiān)視每一個(gè)控制器的利用率并動(dòng)態(tài)平衡工作負(fù)載，消除導(dǎo)致I/O響應(yīng)時(shí)間降低的常見(jiàn)瓶頸與熱點(diǎn)。”

根據(jù)筆者有限的了解，NetApp入門(mén)級(jí)的E2600(收購(gòu)自L(fǎng)SI Engenio產(chǎn)品線(xiàn))SAN陣列，可以選購(gòu)一個(gè)Turbo性能選項(xiàng)來(lái)獲得將不同LUN手動(dòng)分配到兩個(gè)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)Active/Active(雙活動(dòng)) 提高性能的特性。從E2600 OEM而來(lái)的IBM DS3500、戴爾PowerVault MD3200/3600系列等都是如此。EMC CLARiiON/VNX家族的ALUA(非對(duì)稱(chēng)邏輯單元存取)設(shè)計(jì)，則是在創(chuàng)建LUN時(shí)根據(jù)負(fù)載情況分配到一個(gè)相對(duì)空閑的控制器。在中端雙控制器模塊化 陣列中，幾乎只有AMS2000才是真正能夠?qū)⒚恳粋€(gè)LUN的工作負(fù)載平衡分配到兩個(gè)控制器上的對(duì)稱(chēng)式處理模式，如上圖。

當(dāng)然，在HP 3PAR、EMC Symmetrix VMAX、IBM XIV，還有被Oracle收購(gòu)的Pillar Axiom等橫向擴(kuò)展(Scale-out)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，這樣的設(shè)計(jì)就比較普遍了。

日立動(dòng)態(tài)虛擬控制器(Dynamic Virtual Controller)技術(shù)示意圖，這個(gè)架構(gòu)看上去不就是AMS 2300嗎?

HDS如今隨同HUS提出的動(dòng)態(tài)虛擬控制器技術(shù)，筆者覺(jué)得應(yīng)該就是將原來(lái)的“動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡控制器”換個(gè)說(shuō)法，因?yàn)槠渲械氖疽鈭D仍然是用AMS2000系列舉例。除了將主機(jī)接口控制芯片換成QE8(PMC-Sierra PM8032四通道8Gb/s FC控制器的代號(hào))，這里主要是為了表示兩個(gè)控制器的本地緩存數(shù)據(jù)之間互相鏡像，從而為同一份數(shù)據(jù)提供“直接”訪(fǎng)問(wèn)和途經(jīng)另一個(gè)控制器的“交叉”訪(fǎng)問(wèn)。與最基本的Active-Passive等寫(xiě)緩存鏡像之間的差異，應(yīng)該是對(duì)稱(chēng)式控制器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

增加雙ASIC還是改用x86 RAID處理器?

位于HUS 150 Block Module的電池模塊(從機(jī)箱前部插入的一對(duì)，互為冗余)

HUS 150塊訪(fǎng)問(wèn)單元的機(jī)箱高度為3U，前部安裝有2個(gè)電池模塊，用于在電源失敗事件中將未保存的DRAM緩存中的數(shù)據(jù)備份到閃存。根據(jù)這個(gè)電池的尺寸，筆者覺(jué)得它應(yīng)該能夠像小容量UPS那樣維持整個(gè)控制器供電至少數(shù)分鐘。

HUS 150 Block Module中的控制器(卡)

HUS 150的兩個(gè)控制器位于電池模塊的上方，可以連同前端的3個(gè)散熱風(fēng)扇一同抽出。在上圖中我們似乎看到主板上2個(gè)對(duì)等的CPU和Cache內(nèi)存模塊?一種可能性是RAID處理器ASIC增加到了2顆，就像惠普3PAR P10000 V系列控制器中的Gen4 ASIC那樣?另一種可能性就是配置2顆Intel Xeon CPU，而不再區(qū)分RAID處理器和管理處理器?當(dāng)然上圖僅供參考，在沒(méi)有看到實(shí)物或者更多資料的情況下，一切只是猜測(cè)。

HUS 150 Block Module的主機(jī)I/O模塊

上圖中2個(gè)紅框的位置，就是HUS 150 Block Module控制器可以更換的主機(jī)I/O模塊。每個(gè)控制器上對(duì)應(yīng)的左/右半邊都可以選擇安裝4個(gè)8Gb/s FC以及2個(gè)10GbE iSCSI接口的任意組合。在它們左邊是2個(gè)6Gb/s SAS后端I/O模塊，上面各有2個(gè)SFF-8088 miniSAS x4 wide-port連接器用于驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)展柜。

HUS 130 Block Module后視圖

HUS 130塊訪(fǎng)問(wèn)單元的機(jī)箱高度為2U，控制器(卡)的寬、高尺寸比較接近SBB 2.0規(guī)范設(shè)計(jì)，盡管在其機(jī)箱前端支持24個(gè)2.5英寸或者12個(gè)3.5英寸驅(qū)動(dòng)器，但控制器的深度仍然相當(dāng)長(zhǎng)。其后面板的空間有限，每個(gè)控制器上前/后端I/O接口的靈活性/數(shù)量不及HUS 150，控制器的性能配置可能也有所下降。但HUS 110和130的硬件設(shè)計(jì)應(yīng)該是相當(dāng)接近的。

HUS 130 Block Module的電源及其中嵌入的電池模塊

由于空間的原因，HUS 130電池模塊的位置設(shè)在了電源單元中間空出的部分。這個(gè)較小的電池作用同樣是在供電失敗時(shí)將未保存的緩存數(shù)據(jù)備份到閃存。

HUS 130 Block Module的6個(gè)系統(tǒng)散熱風(fēng)扇采用了不用打開(kāi)機(jī)箱蓋就能從上方置換的設(shè)計(jì)，由于位置偏向機(jī)箱的右側(cè)，不知內(nèi)部還有什么樣的導(dǎo)風(fēng)設(shè)計(jì)?

BlueArc：4Gb/s FC受FPGA芯片所限?

HUS File Module的電池模塊(同樣是從機(jī)箱前部插入，每臺(tái)文件單元上帶有1個(gè))

日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)HUS的File Module(即NAS網(wǎng)關(guān))部分，110、130和150三個(gè)型號(hào)都是通用的。上圖為電池模塊，它插入到機(jī)箱的左前方，用于保護(hù)NVRAM中的數(shù)據(jù)。下面有兩個(gè)2.5英寸硬盤(pán)處于鏡像模式，用于存放File Module的微代碼(microcode，即操作系統(tǒng))。

HUS(日立統(tǒng)一存儲(chǔ))File Module的主板

根據(jù)上圖及文字描述，HUS文件單元使用了一個(gè)定制的帶有24GB內(nèi)存，基于FPGA的主板刀片(MFB);它還使用了一塊安裝了1顆Intel Xeon雙核CPU和8GB內(nèi)存的PC服務(wù)器主板。這里的“FPGA”進(jìn)一步證明HUS統(tǒng)一存儲(chǔ)的File Module使用了收購(gòu)自BlueArc的集群NAS技術(shù)。

HUS File Module的后部接口：最右邊4個(gè)4Gb/s FC端口用于到Block Module塊存儲(chǔ)的SAN訪(fǎng)問(wèn)

筆者還注意到，F(xiàn)ile Module的后部接口都集中在3U機(jī)箱頂部的“1U單元”——應(yīng)該是FPGA所在的主板刀片(MFB)上，下面的“2U”PC服務(wù)器看來(lái)還是主要作為管理平臺(tái)用途。那么使用4Gb/s而不是今天流行的8Gb/s FC后端接口，有可能就是受BlueArc(現(xiàn)在是HDS下屬的部門(mén)了)使用的FPGA芯片所限。

在光纖通道接口的左邊，依次為5個(gè)10/100Mb交換式管理接口、6個(gè)千兆文件服務(wù)接口、2個(gè)萬(wàn)兆文件服務(wù)接口和2個(gè)萬(wàn)兆集群內(nèi)部互連接口。

HUS統(tǒng)一存儲(chǔ)的NAS網(wǎng)關(guān)使用2個(gè)專(zhuān)門(mén)的10GbE接口用于集群通信，這就使其一下子顯示出與“非集群”文件系統(tǒng)的不同，也拉開(kāi)了與戴爾EqualLogic FS7500等千兆統(tǒng)一存儲(chǔ)的差距。當(dāng)然，像EMC Isilon、IBM SONAS那樣的InfiniBand互連網(wǎng)絡(luò)集群效率應(yīng)該會(huì)更高。

從日立HUS再看中端存儲(chǔ)趨勢(shì)

我們注意到在SAN陣列前端添加NAS網(wǎng)關(guān)仍然是今天主流的統(tǒng)一存儲(chǔ)形式，基本上只有NetApp FAS和Oracle使用Sun ZFS文件系統(tǒng)的7000系列保持“另類(lèi)”。

再來(lái)看看x86，Intel Xeon(至強(qiáng))處理器能否在中端存儲(chǔ)系統(tǒng)市場(chǎng)一統(tǒng)江湖?根據(jù)筆者的了解，即將推出的新一代Infrotrend ESVA(企業(yè)可擴(kuò)充式虛擬化架構(gòu))將從PowerPC陣營(yíng)改投x86，NetApp E7900(對(duì)應(yīng)IBM DS5300)的下一代產(chǎn)品如果推出應(yīng)該也是x86… 引發(fā)變革因素的包括擴(kuò)展性(I/O帶寬上的優(yōu)勢(shì))、靈活性和性?xún)r(jià)比等。日立HUS的實(shí)際情況又是如何呢?

wangzhen