▲惠普3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)

3PAR目前分為F、T、V三個(gè)系列，共6個(gè)型號(hào)，其中V系列是惠普收購(gòu)3PAR之后發(fā)布的一個(gè)新的系列，其主要幫助惠普角逐更高端的用戶市場(chǎng)。V 系列與F、T系列的架構(gòu)基本一致，均采用控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)系統(tǒng)相分離的架構(gòu)，控制系統(tǒng)采用X86芯片，數(shù)據(jù)系統(tǒng)則采用最新的第四代的64位ASIC芯片，最 多可擴(kuò)展至16個(gè)ASIC數(shù)據(jù)芯片，與之對(duì)應(yīng)的是8個(gè)X86控制芯片，最高可支持1920塊驅(qū)動(dòng)器，并在同一盤柜中支持SSD、FC與近線磁盤混插使用。

實(shí)際上，從上述硬件來(lái)看，如果滿配的話，3PAR明顯是一個(gè)龐然大物，其官方公布的最大容量亦可達(dá)到1600TB。在這之中，如果僅僅是硬件的“強(qiáng) 勁”還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，不然的話，也不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)在這種“人人自危”的局面，在這個(gè)“龐然大物”之中還需要諸多的功能，如動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡、自動(dòng)分層存儲(chǔ)、自動(dòng)精簡(jiǎn)配置以及強(qiáng)健的數(shù)據(jù)保護(hù)等等，而這些幾乎是高端存儲(chǔ)與低端存儲(chǔ)的最大區(qū)別。

一般而言，談到高端存儲(chǔ)，尤其是適合云的存儲(chǔ)設(shè)備，由于廠商技術(shù)的不同，其存儲(chǔ)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)的方式也就有著一些區(qū)別，這反應(yīng)在功能方面也略有側(cè)重，這 也是解釋了為何在諸多場(chǎng)合，很難看到與其他廠商存儲(chǔ)進(jìn)行性能比較的原因。而3PAR作為最早進(jìn)軍云存儲(chǔ)領(lǐng)域的“排頭兵”，那么其究竟有哪些特點(diǎn)讓其與云環(huán) 境最契合呢?下面我們一起來(lái)分析一下。

惠普3PAR：靈活擴(kuò)展的網(wǎng)格存儲(chǔ)架構(gòu)

惠普3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)部采用控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)系統(tǒng)相分離的架構(gòu)設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)采用X86芯片，而數(shù)據(jù)系統(tǒng)則采用ASIC芯片來(lái)專門負(fù)責(zé)?？刂葡到y(tǒng)解 決數(shù)據(jù)存放問(wèn)題，即數(shù)據(jù)是從什么應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的，應(yīng)該存放到哪個(gè)區(qū)域，以及怎么存放，這些采用X86芯片就能很好地解決這一問(wèn)題。而數(shù)據(jù)系統(tǒng)則是著重與數(shù) 據(jù)存放本身，如怎樣處理應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，怎樣進(jìn)行精簡(jiǎn)配置，如何提高零檢測(cè)以及如何提高使用效率等等。

惠普3PAR產(chǎn)品經(jīng)理?xiàng)钜缦壬J(rèn)為，根據(jù)數(shù)據(jù)其本身的特點(diǎn)，存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)通常包括兩個(gè)部分，一個(gè)是元數(shù)據(jù)，即表明數(shù)據(jù)產(chǎn)生的地方以及存放的地方，這部分有控制系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行;而另部分則是數(shù)據(jù)本身，這部分操作則有數(shù)據(jù)系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。

傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)與3PAR存儲(chǔ)架構(gòu)對(duì)比

與傳統(tǒng)的高端存儲(chǔ)相比，3PAR在架構(gòu)有很大的不同。通常情況下，傳統(tǒng)高端存儲(chǔ)的主機(jī)端口、高速緩存與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是相分離，如高速緩存通常集中在一個(gè)資源池中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)則集中于另外一個(gè)資源池。而3PAR則利用混插在盤柜中的SSD、FC磁盤以及NL磁盤各自形成統(tǒng)一的資源池，在根據(jù)應(yīng)用實(shí)際情況分配 相應(yīng)的性能，并且隨著應(yīng)用的負(fù)載變化，其性能可隨需調(diào)整。

3PAR 背板采用全網(wǎng)狀的連接結(jié)構(gòu)，每個(gè)控制器節(jié)點(diǎn)之間高速直連。因?yàn)槭侨W(wǎng)狀的，所以基本上一個(gè)鏈路壞掉只影響直連的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信，對(duì)其它節(jié)點(diǎn)無(wú)影響(拓?fù)鋱D 如上圖所示)。每個(gè)控制器節(jié)點(diǎn)內(nèi)置一塊硬盤，用于操作系統(tǒng)安裝。根據(jù)惠普官方提供的資料顯示，控制器節(jié)點(diǎn)最多可以擴(kuò)展到8個(gè)，其最大可支持1920塊驅(qū)動(dòng) 器，最大容量可達(dá)1600 TB。

無(wú)以倫比的極致精簡(jiǎn)技術(shù)

對(duì)于現(xiàn)在的高端存儲(chǔ)系統(tǒng)而言，自動(dòng)精簡(jiǎn)技術(shù)依然不是什么新鮮的話題。但值得一提的是，3PAR是首個(gè)將自動(dòng)精簡(jiǎn)配置技術(shù)引入存儲(chǔ)陣列硬件中的供應(yīng) 商，這項(xiàng)技術(shù)在隨后幾年，成為了硬件系統(tǒng)的"標(biāo)準(zhǔn)功能"，在這一過(guò)程中，3PAR在自動(dòng)精簡(jiǎn)配置領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位，并圍繞于此，開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)相關(guān)的專利 技術(shù)，如Thin Built In。而在3PAR V系列發(fā)布時(shí)，惠普又賦予3PAR自動(dòng)精簡(jiǎn)配置功能更多的含義，如16k的“納米級(jí)”數(shù)據(jù)回收功能等等。

對(duì)于任一內(nèi)置 Thin Built In的 3PAR InServ 陣列而言，3PAR Thin Conversion(精簡(jiǎn)轉(zhuǎn)換)軟件可利用3PAR Gen3 ASIC 的零檢測(cè)功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)原有陣列中低效的"臃腫"卷向更高效、更高利用率的"精簡(jiǎn)"卷的轉(zhuǎn)換。這種卷的"精簡(jiǎn)"可以使數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)綠色 IT 目標(biāo)、消除空間浪費(fèi)并提高較小容量系統(tǒng)的利用率。由于陣列硬件內(nèi)嵌了由繁到簡(jiǎn)的轉(zhuǎn)換機(jī)制，因此容量卷轉(zhuǎn)換能夠以線速聯(lián)線進(jìn)行，同時(shí)保持原有的服務(wù)水平，且不中斷生產(chǎn)工作負(fù)載。

3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)中獨(dú)有的零檢測(cè)功能

使用3PAR Thin Concersion(精簡(jiǎn)轉(zhuǎn)換)軟件只需三個(gè)簡(jiǎn)單步驟即可實(shí)現(xiàn)容量精簡(jiǎn),首先使用現(xiàn)有的卷管理器或文件系統(tǒng)對(duì)刪除的數(shù)據(jù)進(jìn)行清零處理，然后在3PAR InServ服務(wù)器上激活3PAR Thin Conversion (精簡(jiǎn)轉(zhuǎn)換)軟件，最后將原有卷遷移至3PAR InServ服務(wù)器即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)。

不僅如此，3PAR認(rèn)為，數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)較為簡(jiǎn)單，難點(diǎn)在于如何持續(xù)精簡(jiǎn)。在這方面，惠普提供了一個(gè)名為“納米級(jí)”回收的功能，其可對(duì)刪除的空間進(jìn)行回收，還可檢測(cè)到不小于16k大小的零數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行重新回收使用。

自動(dòng)分層存儲(chǔ)，讓負(fù)載動(dòng)態(tài)優(yōu)化

3PAR Adaptive Optimization(自適應(yīng)優(yōu)化)軟件是3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)中的一個(gè)功能套件之一，該軟件能夠?qū)崿F(xiàn)3PAR InServ存儲(chǔ)服務(wù)器存儲(chǔ)子卷的自動(dòng)分層功能，可使得企業(yè)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)在SSD、FC磁盤以及NL磁盤中進(jìn)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)性能的提高，并有效降低企業(yè)成本。

3PAR中的自適應(yīng)自動(dòng)優(yōu)化功能

3PAR自動(dòng)和細(xì)粒度的服務(wù)級(jí)別優(yōu)化方式旨在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將適當(dāng)?shù)姆?wù)質(zhì)量(QoS)不中斷和持續(xù)地提供給適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，以減少企業(yè)和云數(shù)據(jù)中心的成本。由于Adaptive Optimization(自適應(yīng)優(yōu)化)可在子存儲(chǔ)卷層面進(jìn)行，因此采用了固態(tài)盤的InServ陣列只需要更少的優(yōu)質(zhì)驅(qū)動(dòng)器即可滿足哪怕是最苛刻的性能指標(biāo)。通過(guò)3PAR Adaptive Optimization(自適應(yīng)優(yōu)化)軟件，InServ陣列能夠在單一卷中整合多個(gè)存儲(chǔ)層(使用任何形式的SSD、光纖通道、近線(企業(yè)級(jí)SATA) 驅(qū)動(dòng)器的組合)，從而實(shí)現(xiàn)所需的服務(wù)級(jí)別，并且每Gb的總成本比只使用光纖通道的配置要低的多。

3PAR動(dòng)態(tài)優(yōu)化功能所能實(shí)現(xiàn)的性價(jià)比

惠普3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)真正的全虛擬化陣列，其通過(guò)將存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)部的硬盤通過(guò)特定方式實(shí)現(xiàn)顆粒化，然后根據(jù)應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)性能的不同需求，來(lái)選擇合 適的顆粒組成一個(gè)虛擬盤，這個(gè)虛擬硬盤中包含了性能最好的SSD，性能較好的FC磁盤以及性價(jià)比較高的近線磁盤。這樣就使得3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)中的自動(dòng)分層 存儲(chǔ)技術(shù)允許一個(gè)數(shù)據(jù)卷可以跨越不同的磁盤介質(zhì)，例如一個(gè)卷可以跨越SATA、 SAS、SSD等不同的介質(zhì)，3PAR的自動(dòng)分層存儲(chǔ)管理軟件可以監(jiān)控到這個(gè)卷里面的訪問(wèn)頻次不同的“熱區(qū)”和“冷區(qū)”，將訪問(wèn)頻次較高的“熱區(qū)”移動(dòng)到 SSD介質(zhì)上，訪問(wèn)頻次較低的“冷區(qū)”，自動(dòng)遷移到性能較低的近線磁盤上。這樣不但實(shí)現(xiàn)了完全的基于策略的自動(dòng)數(shù)據(jù)遷移，而且每次遷移，不用再遷移一整個(gè) 卷的數(shù)據(jù)，只需要將一個(gè)數(shù)據(jù)卷中較熱部分的數(shù)據(jù)遷移到SSD硬盤區(qū)，因而充分提高了SSD硬盤的應(yīng)用效率。

與眾不同的數(shù)據(jù)保護(hù)

作為存放企業(yè)重要數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其可靠性永遠(yuǎn)是居于第一位的。傳統(tǒng)存儲(chǔ)所采用的RAID數(shù)據(jù)保護(hù)方式在海量數(shù)據(jù)背景下越來(lái)越難發(fā)揮出其應(yīng) 用的作用。舉例說(shuō)來(lái)，例如我們所常見(jiàn)的利用四塊磁盤組成一個(gè)RAID 5陣列，其每塊硬盤的容量為2TB，如果這個(gè)陣列中的某塊磁盤損壞，需要數(shù)據(jù)重建，那么2TB容量大小的磁盤重建所需要的時(shí)間大約是在4小時(shí)左右。因?yàn)橥?一陣列中的磁盤其生命周期基本上是相同的，那么其同時(shí)損壞的幾率并非不可能，尤其是在海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要的大規(guī)模磁盤陣列情況下，如果在數(shù)據(jù)重建過(guò)程中，一 旦另一塊磁盤出現(xiàn)損壞，那就意味著數(shù)據(jù)丟失。

當(dāng)然針對(duì)這種狀況，已經(jīng)有一些新興的數(shù)據(jù)保護(hù)方式開(kāi)始出現(xiàn)，如擦除碼，颶風(fēng)碼和噴泉碼等，再如IBM所看重的XIV存儲(chǔ)系統(tǒng)中所采用的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)分布方式等。在3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)中，其也有一種獨(dú)到的，讓人眼前一亮的數(shù)據(jù)保護(hù)方式。

3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)保護(hù)方式是基于前文所提到的全虛擬化系統(tǒng)而來(lái)的，物理磁盤按照一定的方式被分為同等容量大小的小型存儲(chǔ)空間，并將這些小的 存儲(chǔ)空間按照應(yīng)用需求組成不同的虛擬磁盤(其中包括SSD、FC和NL磁盤)。一旦3PAR中某塊硬盤損壞，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)重建時(shí)，其將丟失數(shù)據(jù)重建到新的 三塊硬盤之上，這樣就可大幅縮減數(shù)據(jù)重建時(shí)間。

因?yàn)槲覀円鞔_的是，傳統(tǒng)RAID方式數(shù)據(jù)重建時(shí)間的最大瓶頸在于磁盤本身，即磁盤的性能瓶頸決定了其數(shù)據(jù)重建時(shí)間。而采用惠普3PAR的這種方 式，則相當(dāng)于是同時(shí)將(損壞的磁盤上)分散在N塊硬盤上的數(shù)據(jù)同時(shí)重建到另外的N塊硬盤之上，其重建數(shù)據(jù)的性能是N塊硬盤性能相加，其數(shù)據(jù)重建時(shí)間則是單 塊硬盤的N分之一。

除了上述的方法使得數(shù)據(jù)重建時(shí)間大幅縮短之外，前文所提到的零檢測(cè)功能。在3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)之中，其能夠?qū)Υ疟P中的零數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，在遭遇零數(shù)據(jù) 時(shí)，傳統(tǒng)的RAID方式在數(shù)據(jù)重建時(shí)仍是會(huì)利用校驗(yàn)機(jī)制對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算、校驗(yàn)。而在3PAR存儲(chǔ)系統(tǒng)中則不會(huì)對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，直接跳過(guò)，這也從另一方面減少了 磁盤損壞后的數(shù)據(jù)重建時(shí)間。

后記：實(shí)際上，3PAR 存儲(chǔ)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)與亮點(diǎn)功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述。存儲(chǔ)是企業(yè)IT系統(tǒng)中的特殊存在，因?yàn)槠浯娣胚@幾乎可以說(shuō)是決定企業(yè)生死存亡的數(shù)據(jù)信息。從存儲(chǔ)發(fā)展的這么 多年來(lái)看，為了保障企業(yè)的已有投資，其所推出的產(chǎn)品必須要向下兼容，而這也間接地阻礙了存儲(chǔ)技術(shù)的革新。而作為3PAR這樣的新興存儲(chǔ)公司而言，卻完全不 存在這類掣肘，其完全可以將一些具有前瞻性的技術(shù)和特色技術(shù)融入其中。

并且，惠普作為存儲(chǔ)行業(yè)的老牌廠商，其已經(jīng)在存儲(chǔ)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并形成了諸多行之有效的方法論。在惠普收購(gòu)3PAR之后，將已有的經(jīng)驗(yàn)與方法論同最領(lǐng)先的技術(shù)相結(jié)合，其產(chǎn)生的影響無(wú)疑是深遠(yuǎn)。

wangzhen