當(dāng)今世界信息爆炸式的增長,除了給科技與技術(shù)的發(fā)展帶來更大的發(fā)展動(dòng)力外,也給企業(yè)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。然而,作為企業(yè)信息存儲(chǔ)系統(tǒng)中的最關(guān)鍵部分――磁盤陣列,很多人未必能說得清楚。
磁盤陣列技術(shù)誕生于1987年,由美國加州大學(xué)伯克利分校提出。這項(xiàng)技術(shù)的核心設(shè)計(jì)理念是RAID技術(shù)。原來的名稱是“Redundant Array of Inexpensive Disk”,最初的研制它的目的是為了組合小型的廉價(jià)磁盤來代替大的昂貴磁盤,以降低大批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的費(fèi)用。同時(shí)也希望通過冗余信息的方式,使得單一磁盤失效時(shí)不會(huì)丟失數(shù)據(jù),因此開發(fā)出不同級別的RAID數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),并在此基礎(chǔ)上逐漸致力于提升數(shù)據(jù)訪問速度。這個(gè)名字后來改為“Redundant Array of Independent Disk”,但仍然稱作“RAID”。
經(jīng)過多年的發(fā)展,企業(yè)中數(shù)據(jù)的價(jià)值越來越高,而承載這些數(shù)據(jù)的磁盤陣列也越發(fā)受到用戶的重視。從市場分布可以看出,存儲(chǔ)與服務(wù)器所占比例呈逐年上升趨勢。用戶的強(qiáng)大需求同時(shí)也給存儲(chǔ)系統(tǒng)供應(yīng)商創(chuàng)造了巨大的商機(jī)。目前市場上不但有老牌廠商提供的各種產(chǎn)品,也有初創(chuàng)公司新推的各種系統(tǒng)。自然,當(dāng)前市場上的磁盤陣列也是一番花團(tuán)錦簇的景象。在用戶有了眾多選擇的同時(shí),也有了選擇上的困惑。因此,我們就從體系結(jié)構(gòu)的角度,簡要分析目前磁盤陣列的差異性,希望可以給用戶在選擇磁盤陣列時(shí)參考。
目前的磁盤接口有IDE、SATA、SCSI、SAS、FC等幾種。其中IDE接口磁盤正在被SATA接口硬盤取代,將逐漸退出歷史舞臺(tái),兩者主要多用于桌面;SAS接口磁盤也正在逐漸淘汰SCSI接口,很快將占領(lǐng)企業(yè)應(yīng)用的低端市場;而FC(Fibre Channel,光纖)接口硬盤一出生就是專門針對高可靠、高可用、高性能的企業(yè)存儲(chǔ)應(yīng)用的,不但接口速度快,而且支持雙端口訪問,又經(jīng)過嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝控制,可靠性很好。由于這些天生優(yōu)勢,F(xiàn)C接口硬盤在企業(yè)用戶中尤其是關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用中占據(jù)著絕對優(yōu)勢,也是高端存儲(chǔ)應(yīng)用的首選磁盤。
基于SATA、SCSI接口的磁盤陣列大家見過很多了,這里就不再贅述,重點(diǎn)說是所光纖接口磁盤陣列。光纖磁盤陣列又可進(jìn)一步從體系結(jié)構(gòu)細(xì)分成三大類:JBOD磁盤陣列、雙控制器磁盤陣列和多控制器磁盤陣列。
嚴(yán)格意義上講,JBOD還不能稱之為“陣列”。JBOD是Just Bundle of Disk的縮寫,意即只是一串磁盤的組合。這樣的“磁盤陣列”也被稱為傻盤陣列,因?yàn)镴BOD內(nèi)部既沒有控制器,也沒有緩存,磁盤之間也沒有提高性能和安全性的任何手段。每個(gè)磁盤都獨(dú)立地接收來自主機(jī)的數(shù)據(jù)訪問。如果需要實(shí)現(xiàn)RAID級別的保護(hù),主機(jī)不但要負(fù)擔(dān)磁盤讀寫等操作,還要進(jìn)行RAID算法的處理,對主機(jī)資源的占用率較大,嚴(yán)重影響系統(tǒng)整體性能。
因此,在采用光纖磁盤陣列時(shí),一般都采用帶智能磁盤控制器的磁盤陣列。磁盤控制器是介于主機(jī)和磁盤之間的控制單元,配置有專門為I/O進(jìn)行過優(yōu)化的處理器以及一定數(shù)量的cache??刂破魃系腃PU和cache共同實(shí)現(xiàn)對來自主機(jī)系統(tǒng)I/O請求的操作和對磁盤陣列的RAID管理。相對于JBOD磁盤陣列,控制器磁盤陣列釋放了大量主機(jī)資源,來自主機(jī)的I/O請求由控制器接受并處理,陣列上的cache則作為I/O緩沖池,能夠大大提高了磁盤陣列的讀寫響應(yīng)速度,顯著改善磁盤陣列的性能。又由于光纖磁盤天生擁有雙端口,所以,一般的光纖盤陣都采用雙控制器,從而充分發(fā)揮光纖磁盤的高可用特性。兩個(gè)控制器不管配置成active-active還是active-standby,都能為用戶提供高可用特性,而且大都支持熱插拔功能,能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的無單點(diǎn)故障,為用戶提供的7*24不間斷業(yè)務(wù)。
在配置了CPU和cache的磁盤陣列中,其部分高端產(chǎn)品還可以運(yùn)行基于磁盤陣列的存儲(chǔ)軟件。因此,它可以提供比較全面的基于磁盤陣列的解決方案。
在當(dāng)前存儲(chǔ)市場上,這一類的磁盤陣列種類繁多,數(shù)量巨大,同時(shí)也在質(zhì)量和性能上也存在著巨大的差距,價(jià)格跨度也很大。其代表產(chǎn)品有IBM DS系列、HP EVA系列、EMC CLARIION系列、HDS Thunder 95系列等等。LSI也在這一檔次的磁盤陣列方面頗有建樹。尤其值得一提的是,IBM S-4000系列、STK D系列及SGI TP系列都是OEM LSI公司的E系列陣列控制器。
從體系結(jié)構(gòu)上講,這類產(chǎn)品屬于中端產(chǎn)品,但其中比較引人注目的是IBM SHARK系列產(chǎn)品。IBM的SHARK系列產(chǎn)品是典型雙控制器結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,其高端型號DS-8300產(chǎn)品的每個(gè)控制器是4個(gè)CPU的P570小型機(jī),雙控制器最大配置CPU數(shù)量為8個(gè)CPU。但DS-8000系列產(chǎn)品具備了許多高端產(chǎn)品應(yīng)有的特征,比如主機(jī)端口最大可達(dá)128個(gè)2Gb FC,磁盤接口多大64個(gè),緩存容量也可以達(dá)到256GB,這些特性使其可以匹敵多控制器存儲(chǔ)系統(tǒng),因此,DS-8000系列也是IBM公司參與高檔存儲(chǔ)產(chǎn)品市場競爭的主要武器,而且和競爭對手高檔產(chǎn)品相比其價(jià)格優(yōu)勢非常明顯。