大數(shù)據(jù)既然是信息化的產(chǎn)物,本身又是針對數(shù)據(jù)進行采樣、分析,那么就一定要有數(shù)據(jù)的載體——存儲系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)又是什么?

首先要先認清存儲系統(tǒng)的定義。存儲系統(tǒng)不等于磁盤陣列,磁盤陣列是來自于英文的縮寫RAID(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID)。如果一個設(shè)備能夠通過固定算法的校驗方式提供磁盤冗余保護,那么這個設(shè)備就可以稱為磁盤陣列,可以是軟件形態(tài),也可以是硬件形態(tài)。存儲系統(tǒng)是構(gòu)建在磁盤冗余保護之上,具備磁盤陣列的功能,但是存儲系統(tǒng)不只是單純的提供磁盤冗余保護。以虛擬機應(yīng)用場景舉例,外置獨立存儲可以讓虛擬機輕松實現(xiàn)V2V或P2P遷移,實現(xiàn)虛擬機遷移這一應(yīng)用方式需要的只是外部獨立存儲,也就是磁盤陣列即可。但是,在部署虛擬機的時候,通常會考慮另外一個問題:后端存儲可以承載多少個虛擬機?這個問題就帶出了存儲系統(tǒng)的定義:存儲系統(tǒng)是承載前端應(yīng)用的設(shè)備。也就是說,存儲系統(tǒng)要有磁盤陣列的磁盤冗余保護功能,又要能夠提供性能來支撐在線應(yīng)用的正常負荷。

“穩(wěn)定”加“性能”是考量存儲系統(tǒng)的關(guān)鍵。采用RAID保護、冗余部件、CableLess設(shè)計等技術(shù)都可以加強存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而性能到底如何,則是各家各派的“內(nèi)功”修煉所致。

存儲系統(tǒng)的性能,在大數(shù)據(jù)環(huán)境下和以往的企業(yè)級環(huán)境是不同又相似的。企業(yè)級環(huán)境下的存儲系統(tǒng)性能因素大多只是考慮兩方面:IOPS和 Bandwidth。

說到IOPS和Bandwidth兩種性能要求, 其實就是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之分。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),從字面上理解就是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是非常標準的,每一個數(shù)據(jù)塊都是相同尺寸。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中是最為常見的,考量性能壓力的指標是IOPS;非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的代表是文件、圖像、音視頻等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不相同、數(shù)據(jù)塊尺寸也不同的數(shù)據(jù),考量性能壓力的指標是Bandwidth。SSD未被使用之前,在企業(yè)級應(yīng)用環(huán)境下,常常堆疊很多HDD來支撐IOPS的應(yīng)用壓力,這也是在企業(yè)級存儲HDD統(tǒng)治時代花銷的TCO最高昂的部分。SSD開始部署之后,通過不同的技術(shù)來有效利用SSD的高IOPS,也是為了緩解IOPS應(yīng)用壓力。那么Bandwidth壓力問題是不是可以用SSD來解決呢?單顆SSD的IOPS性能是單顆HDD的一百倍,但是單顆SSD的Bandwidth性能卻只有單顆HDD的十倍。

回到大數(shù)據(jù)環(huán)境下,我們會發(fā)現(xiàn)IOPS的應(yīng)用和Bandwidth的應(yīng)用是混合形態(tài)。舉一個例子來詮釋MIX形態(tài)的應(yīng)用:2013年,某電商在雙11瘋狂之后,就公布了一個數(shù)字,1小時內(nèi)銷售女士內(nèi)衣的總數(shù)量為160萬件,疊放起來的厚度等于三個珠穆朗瑪峰高度。銷售數(shù)量是二維數(shù)組,結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫模型就可以做查詢、統(tǒng)計,而厚度、長度就也不是統(tǒng)一的二維數(shù)組,需要單獨設(shè)計不同的數(shù)據(jù)庫分析、比對模型。所以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)會同時并存在大數(shù)據(jù)環(huán)境,并且會被同時調(diào)用。

既然大數(shù)據(jù)環(huán)境既需要IOPS又需要Bandwidth, 部署兩套存儲可以嗎?答案是否定的。數(shù)據(jù)要放在一起調(diào)用,同時TCO又要合理,兩個條件相加后就成了難題。Infortrend作為一家有著二十年以上歷史的存儲廠商,也經(jīng)歷了不同時代應(yīng)用類型、數(shù)據(jù)環(huán)境的變革期。大數(shù)據(jù)環(huán)境的到來,對于存儲廠商一樣也是新的挑戰(zhàn)。

存儲系統(tǒng)是為了支撐應(yīng)用,數(shù)據(jù)在存儲系統(tǒng)中進行交換,從而讓使用者獲得更多的價值。一般的觀念會把服務(wù)器、交換機等IT設(shè)備和存儲系統(tǒng)一起劃分為硬件設(shè)備。Infortrend對存儲系統(tǒng)的定義是基于穩(wěn)定的硬件,再加上高效的軟件。首先談硬件部分,存儲系統(tǒng)確實是由不同的硬件部件組成,包括:硬盤、CPU、內(nèi)存、通道芯片、總線芯片等。這些硬件部件并不是存儲廠商研發(fā)、生產(chǎn)的,而是由存儲廠商做硬件集成,展現(xiàn)的是存儲廠商在硬件集成的功力。

硬件部件會隨著技術(shù)的進步,不斷更新?lián)Q代,例如CPU。不斷升級是硬件部件的特質(zhì),那么對于存儲廠商而言需要做的就是遴選適合的硬件部件。至此,如果從硬件部件規(guī)格的角度來審視,會發(fā)現(xiàn)存儲廠商并沒有核心價值,或者說硬件層面的能力并不能反映出存儲系統(tǒng)的價值。Infortrend在存儲產(chǎn)業(yè)過去的二十余年間,測試過、使用過的硬件部件不少于百款,產(chǎn)品的硬件規(guī)格也是跟隨硬件部件廠商不斷提升。在這一漫長的過程中,逐漸掌握了一套遴選硬件的方法和標準——選擇合適的硬件部件,同時降低硬件部件的功耗和成本。

從上文的分析可以發(fā)現(xiàn),存儲系統(tǒng)的核心價值不是硬件部件。計算機技術(shù)發(fā)展本身是在定義一些規(guī)范,存儲系統(tǒng)也是一樣——硬件加上操作系統(tǒng)(OS)才可以稱作一套完整的系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)采用的OS和服務(wù)器的不同,因為存儲系統(tǒng)只需要處理和數(shù)據(jù)相關(guān)的部分,所以并不需要過于綜合、復(fù)雜的指令。Infortrend早在上世紀九十年代,就獨立撰寫了一套Infortrend自己的存儲OS,早期更多的是處理RAID的效率,至今第八代OS尺寸僅有11MB。Infortrend存儲OS完全是獨立研發(fā)的,其中不少IO處理機制的設(shè)計方法獲得了專利保護,在中華人民共和國知識產(chǎn)權(quán)局擁有80條相關(guān)專利,其中大部分是存儲系統(tǒng)OS相關(guān)。所以,我們認為,存儲系統(tǒng)的核心價值是存儲OS。

大數(shù)據(jù)環(huán)境下,存儲OS要做到怎么樣的改變才能更加適合混合形態(tài)的應(yīng)用壓力呢?SSD可以解決IOPS,Bandwidth的提升可以依賴HDD嗎?Infortrend在第八代OS的設(shè)計上,就強調(diào)了如何同時在HDD介質(zhì)上提升IOPS和Bandwidth。

機械硬盤HDD的性能是由馬達轉(zhuǎn)速及磁介質(zhì)密度決定,要提升固有的單顆HDD性能,特別是IOPS性能,需要從緩存命中率著手。Infortrend第八代存儲OS已經(jīng)完全可以同時間提升HDD的IOPS和Bandwidth。也許IOPS還可以交由SSD去解決,但是Bandwidth則需要HDD來解決,畢竟HDD單GB成本要更加合理。

最新的Infortrend EonStor DS家族產(chǎn)品已經(jīng)全部采用第八代OS。提升單顆HDD的性能,同時又不需要太高的硬件配置,特別是CPU。CPU功率越大,性能越好,可是發(fā)熱量也會線性提升。在高度集成硬件部件的存儲系統(tǒng)中,發(fā)熱量無疑是整機穩(wěn)定性的最大隱患。不僅于此,解決發(fā)熱量還需要配套設(shè)計散熱,這樣一來就會拉升硬件成本。所以,Infortrend作為專業(yè)的存儲廠商,在選擇CPU這樣核心的硬件部件時,秉承了“選擇合適的硬件部件, 同時降低硬件部件的功耗和成本”的原則。

Infortrend EonStor DS 1000、1000T、2000、3000、3000T均可以提供5500MBPS的Bandwidth性能。配置不同的CPU區(qū)分不同的IOPS性能。這樣的產(chǎn)品規(guī)劃對于大數(shù)據(jù)環(huán)境的混合型應(yīng)用壓力,用戶在選擇時可以選擇最為合適的產(chǎn)品部署。即便是EonStor DS 1000系列,雖然只是采用了單核心、SoC架構(gòu)、低于10瓦功耗的CPU,依然可以提供5500MBPS的Bandwidth和380K IOPS。

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下,如果同時需要存儲系統(tǒng)提供30000 IOPS和1500 MBPS Bandwidth,Infortrend的存儲系統(tǒng)怎么配置呢?

需 求:30000 IOPS & 1500 MBPS

配 置:RAID 5 + HotSpare

DS 1012 × 1

JB 2012 × 1

7200rpm HDD × 20

SSD × 2(單顆IOPS 15000)

SSD as Cache × 1

從以上的配置實例可以看到,SSD通過固態(tài)緩存加速功能(SSD as Cache)支撐30000 IOPS壓力,7200rpm HDD可以承擔1500 MBPS Bandwidth壓力,并且7200rpm HDD可配置2TB、3TB、4TB和6TB,實際存儲空間最大可超過100TB。

大數(shù)據(jù)環(huán)境對于整個信息化產(chǎn)業(yè)來說都是改革期,以前的觀念、對產(chǎn)品的認識、解決問題的辦法,統(tǒng)統(tǒng)都需要改變。變革期會經(jīng)歷一段時間,而不是一瞬而過。當然,過度到大數(shù)據(jù)環(huán)境也并非過去幾十年間信息化產(chǎn)業(yè)的唯一變革期。Infortrend過去二十余年的發(fā)展史,面對過多次技術(shù)的變革,從不同時期推出的不同產(chǎn)品就可以看出。

Infortrend公司面對大數(shù)據(jù)環(huán)境, 發(fā)布第八代存儲OS,以滿足混合應(yīng)用壓力;細分EonStor DS家族產(chǎn)品線,以實現(xiàn)更合理的TCO開銷;補充固態(tài)緩存加速、自動存儲分級等存儲系統(tǒng)功能,以幫助使用者更靈活的存儲系統(tǒng)規(guī)劃。

總之,面對大數(shù)據(jù)環(huán)境,Infortrend作為一家擁有存儲OS研發(fā)能力的存儲廠商,會不斷根據(jù)技術(shù)、應(yīng)用趨勢的變化做調(diào)整,以此為使用者來帶更合理的存儲系統(tǒng)產(chǎn)品。

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