有啥不一样?从三层交换看iMatrix 的三层交换架构优越性

  1. 云栖社区>
  2. 博客>
  3. 正文

有啥不一样?从三层交换看iMatrix 的三层交换架构优越性

boxti 2017-08-09 15:12:00 浏览728
展开阅读全文
  

通过《探寻高端存储架构的前世今生》,各位可能对高端存储的发展历史有了一个初步了解。继总线架构、交换架构、矩阵直连架构、分布式架构之后,浪潮新一代高端存储AS18000采用的iMatrix架构集前几代架构之所长,在充分发挥矩阵直连架构高可靠、高性能、低延迟优势的同时,又使分布式架构的高扩展优势得以全面施展,重新定义了新一代高端存储架构。

通过iMatrix架构,AS18000创下了业界多项第一:600万IOPS、1TB重建时间15分钟、最大768GB/s交换带宽、最大16个控制器并行工作、小于1ms的低时延;而这一切的实现,主要依赖于 iMatrix架构涵盖主机、控制器、存储的三层的全共享交换设计,下面让我为您逐层说明。

新一代全共享交换架构iMatrix

前端链路交换:软件定义前端交换,构建全局负载均衡

在主机层和控制器端的链接方式上,浪潮采用了光纤和光纤交换机进行高速连接,从硬件形式上比较中规中矩,业界有约70%的企业采用了光纤连接方式。

然而,浪潮基于传统存储网络硬件,通过软件重新定义了前端交换,iMatrix对主机端的IO路径驱动层、缓存层、数据保护层,以及控制器端的调度层进行了全新设计,可实时监测控制器负载状况。

当发现某个控制器比较“热”,负载很大时,可以秒为单位将卷级数据访问服务从高负载控制器迁到其他控制器。

这样,就避免了部分控制器、部分卷过“热”的弊端,实现了16个控制器负载对等、对称,实现全局负载均衡,使应用可通过多个控制器并发加速,消除性能瓶颈,实现业务敏捷响应。

iMatrix通过软件定义前端交换,实现全局负载均衡

控制器缓存交换:环式缓存镜像,确保缓存数据一致性

通过隔离链式环形缓存镜像,让所有缓存数据跨存储引擎有完整一致的可用备份,确保任意控制器甚至控制器引擎节点故障时,缓存数据不丢失,数据访问持续服务。在控制器缓存交换中集成了DMA(Direct Memory Acess,直接内存访问),远端可不经过CPU直接访问数据,提升了数据访问效率。

同时,在控制器之间,iMatrix采用PCIE 3.0高速无损数据通信,可实现768GB/s的全交换带宽,10m以上跨机柜互联;基于PCIE 3.0,iMatrix的时延非常低,点对点通信延迟仅为微秒级,存储IO服务延迟是ms级,保障了关键业务数据的高一致性。

iMatrix具有缓存数据一致性

数据共享交换:采用SAS 3.0,让每个硬盘对每个控制器可见

在数据存储层,通过后端SAS 3.0全交换,AS18000可构建统一的数据共享资源池,实现每一块硬盘数据对每个前端控制器可视。

值得一提的是,在数据保护层面,AS18000创新性的开发了iRAID技术,为硬盘预留GB空间用于重映射介质问题的扇区数据,实现磁盘健康巡检与预警策略、在线热替换和主动重上电逻辑故障硬盘进行微重建等功能,实现数据安全存储全面保障。

iRAID可实现硬盘KB级分块,以块为数据、校验和备用单元组建iRAID,实现后端硬盘间存储与访问负载均衡,当一个硬盘物理故障时,同时有最多127块硬盘并行参与重构,每TB数据恢复时间低于15分钟,这让iRAID重构技术比传统RAID提高了至少40倍,重构时数据丢失概率在传统机制上降低了97.5%。

此外,浪潮拥有完善的i系列软件家族,可提升高端存储系统的可靠性、效率和弹性。比如,iSnapshot快照,提升数据可靠性、iReplication远程复制,实现异地双活、iPool支持DRAM 、ultraDIMM、、SSD和HDD分层存储,构建智能存储池动态调整数据分布,均衡性能、容量;iTier智能分层技术自动优化性能、降低成本;iThin自精简,提高空间利用率;iQoS服务质量保障,保证关键业务优先获取资源,实现性能目标。可以说,浪潮AS18000丰富的软件功能,正在改变“高端存储以IOPS定价”的传统规则。

浪潮丰富的i系列软件功能,提升数据共享层的可靠性、效率和弹性

iMatrix:超强容错,打造业界最可靠的高端存储架构

这样层层保障的架构设计,让iMatrix具有业界最强的容错能力,能够在三控制器故障、三引擎故障、甚至三站点故障的情况下保障系统可靠运行,即便在控制器大面积故障的极端情况下,只要有一个控制器‘存活’,都可确保数据访问畅行无阻,让存储系统拥有金刚不坏之躯。


作者:佚名
来源:51CTO

网友评论

登录后评论
0/500
评论
boxti
+ 关注