X-IO存储解决方案

高性能实时云存储

（应用加速存储）

XIO的教父们3SteveSicola,CTO–Withover32yearsofindustryexperienceandover30patents,Sicola’svisionfordevelopingthenextgenerationstoragesubsystemhasitsrootsindevelopingearlierstoragesubsystemsforDECandCompaq.SicolaorchestratedtheresearchanddevelopmentoftheISEtobringtheproducttotheworld.RichardLary,CorporateFellow–With40yearsofindustryexperienceand32patents,Lary’slegendaryinfluencespansfromthecreationofVAXandtheDigitalStorageArchitectureatDECtohavingbeenavitalconsultanttomanycorporations.KenBates,Fellow–With35yearsofexperience,Batesisaperformanceguruandwasaguidingforceinthedevelopmentofthegoldstandardinperformancetesting–theSPCbenchmark.ClarkLubbers,Fellow-With35yearsand56patentspendingorgranted,Lubberswasanearlyandinfluentialforceinvirtualization,performanceandRAIDarchitectures.responsibleforthedesign,conceptionandimplementationofHP'scurrentflagshipproduct,theEnterpriseVirtualArray(EVA)BillPagano,Fellow-With35yearsofexperience,Paganowastheleadhardwaredesignerofthecompany’sIntelligentStorageElement(ISE™)technologyandholdsfivepatentsforhishardwarework.JeffNicholson,Fellow–With25yearsofstorageindustryexperience,NicholsonwasthestoragemanagementleadfortheISEprojectandhasfocusedonStorageManagementArchitectureresearchanddevelopmentwithDEC/Compaqandparticipatedintheindustrydevelopmentofstoragemanagementtechnologies,andresponsiblefortheISECorteXRESTfulWebServicessystem.4帧存储Architecturalhold-over:assumesscarcestorageresources,highdatareplicationbecauselowdiskreliabilitydesign,consumesgargantuanamountsofpowerandmilesofrackandfloorspace,isexpensivetopurchaseandexpensivetooperate...andstarvesapplicationsofIOPSandthroughput5Appropriateservertiersoftware(hypervisor,OS,DBMS,application)manageshigh-levelstoragefeatures/functions.Scale-outstoragepoolprovidesguaranteedlevelsofperformance,reliability(only2xreplication),availabilityandcapacity,withlow-levelstoragemanagementfeaturestosupportsoftware.网格云存储从老的帧结构(FrameArchitecture)过度到新的云网格(FramelessArchitecture)结构和氏璧2003年，Seagate公司邀请美国存储之父SteveSicola先生和他的团队加入，并开始研发新一代的高性能云存储方案。2007年，ISE(IntelligentStorageElement)（Superdrive)原型出来，Seagate推荐给所有的大客户如EMC，Netapp，IBM，HP等等。他们对ISE的评价非常高，但是和公司利润政策有冲突，所以不能合作。Seagate公司把这部门独立出来，成立X-IO公司。2008年产品开始付运，并安装在客户那里。到2011年底，已经安装超过5000台ISE，并一直保持99.999%可用性和5年硬件保修。到2011年底，已经成功进入Fortune财富100强的28家公司。2011年底，开始进入亚洲市场。2012年中，第一批ISE正式安装在上海和北京。公司背景89从非实时年代到实时年代RealTime年代的SLA指标AccuracySecuritySpeed不要再加服务器了，我已经变形了如何解脱DBA的痛苦应用开发团队存储管理团队DBADBA是美国十大最厌恶性的行业！！！！！X-IO可以作为数据库加速方案，解脱DBA的痛苦！13CPUvs存储-性能的落差存储性能的落差从1987年，CPU的速度提升超过2,000,000倍但硬盘的速度却只有11倍而硬盘的容量提升了超过300,000倍X-IO是完全为了新一代云存储而设计的产品：14高性能实时云存储的要求满足新一代的客户行为，可以支持非常高的IOPS存储容量是可以达到PB到XB级。非常容易和横向性的扩容性。非常高的可靠性，可用性。低耗电，低碳排。高密度，省空间地方。Repair-Free免维修概念。和主流虚拟化方案兼容，如VMWare，Citrix，MicrosoftHyperV等。单纯利用SSD给你很高的IOPS，但是满足不了大容量的需求ISE完全填补市场空隙I/OTBXIO,同时满足你大容量和高IOPS的需求满足大小容量的需要，但给不了你很高的IOPSSSD厂家如Fusion-IO传统存储EMC,NetApp,IBMHDS,Dell,HPX-IOX-IOConfidential,DonotDistribute16市场的认可17ISE智能存储盘（超级盘）所有传统存储系统的硬盘都是同一个方向转动工作的。你知不知道，如果你符合建议的低于15rads的震动系数和避免过热的工作环境，Seagate卖给你的硬盘是可以用7-11年！18硬盘共振老一代存储盘柜震动系数(~25rads)4-7%年返修率(AFR)震动系数

(~2rads)0.06%年返修率(AFR)X-IO

ISE超级盘你知否：Seagate原厂的SAS硬盘保修期是5年，AFR是0.45%-0.55%传统存储的机箱的空气对流都做得不好，令到背板的热没有有效散去19背板过热如何解决硬盘过热问题DataPac超级盘在一个DataPac超级盘里，盘与盘之间都是空气通道，来保证工作时候产生的热可以通过空气对流带走。散热风扇不断地把热从一端把风送到另一端。空气对流方向21ISEExceptionalAirflowandVibrationDampeningRedundant,Active-ActiveMRcontrollersSSD/HDDDatapacConfigurationFabricConnectivity2x8GbpsMin(16Gbps)(FC)8x8GbpsMax(64Gbps)(FC)机箱电源Mid-planeMRCDataPacs超级盘后备电-超级电容ISE高可用设计23ISE&Self-HealingSELF-HEALING硬盘发生报警时，自动检测问题并议定维修方案。如果需要把硬盘维修，系统自动把数据迁移到其他盘的spare空间上。Reboot、Reformat、Firmware升级Remanufacture再生产Recalibrate再微调Reformat再格式化坏磁头(Heads)隔离报废数据自动迁出或重新回写24自我恢复、自我医疗侦测到第一块盘出现问题第1块盘重置!X-IOConfidential,DonotDistributeDrive1修复好!对应用0影响X-IOConfidential,DonotDistribute侦测到第4块盘出现问题开始再生产程序!X-IOConfidential,DonotDistributeDriveRemanufactureProcessComplete!重建Raid数据重新微调磁头重建数据和

轨道重新磁片格式化0停机X-IOConfidential,DonotDistribute第4块盘再生产完成!!!发现第7个磁头有硬件问题！X-IOConfidential,DonotDistribute隔离坏磁头!!X-IOConfidential,DonotDistribute31X-IO看到的硬盘X-IO可以看到硬盘的最底层X-IO可以处理更小块的数据并进行恢复SELF-HEALING不经人手32这就是瓶颈从空盘到满盘，数据是从外到里面写33为何VDI用户开机越来越慢VDI方案设计的时候，往往会忽略一点：硬盘的IOPS是会在55%满的时候开始下降，并有可能到70%-80%满的时候，IOPS已经下降50%一般解决方法：ShortStrokingOverProvisioning缺点：两个方法都太浪费了34硬盘上可以做什么提高IOPS-X-IO会把独有的firmware灌进硬盘里，我们数据读写的方法就是不一样-在一个超级盘里，我们用同一个厂家同一个型号的盘，我们节省了2个数据翻译层，可以令数据读写更快，同时节省大量控制器的cache空间的需要X-IO可以把一块10K转的SAS盘从120IOPS提升到400-450IOPS35如何解决硬盘IOPS下降问题不需要做ShortStroking，或OverProvisioningX-IO的独有技术可以保证SAS盘的IOPS不会在55%满时候开始下降，并保持在400–450IOPS,一直到接近100%满的时候RedundantAllocationGridSystemX-IO的速度可以保证容量达到100%时还是在最高状态。X-IO不需要像其他老存储需要到65%-70%满时候做overprovisioning。更快的数据重建时间踢去了数据重建时另一块硬盘坏掉所做成的数据掉失36网格RAID技术-RAGS完全分布的parity和spare盘SSD带来了IOPS的新希望针是没有两头利的SSD的好处读数据的IOPS非常高SSD的缺点平均存储单位费用高写数据存在寿命问题一般为数据安全考虑而需要考虑HA的部署利用SSD来提升存储IOPS方法1，在存储控制器增加SSDCache缺点：由于后台带宽限制，机头里只能够添加非常有限数量的SSDCache，IOPS提升非常有限2，利用SSD作为自动分层的高IOPS层缺点：需要预先设定数据分层策略，对随机IO比例高的VDI环境帮助不大3，利用混合方案这是目前最可行的方案39HyperDataPacVolumeSSDHDDSSD%Full1000CADP自动数据迁移和自我学习峰值超过200,000IOPS或平均60,000IOPS

/3USHD:SSD+HDD统一存储池概念。每5秒自动做一次数据迁移的决定。CADP实时数据迁移优化

不要和其他存储的自动分层搞乱，完全是两个概念。CADPvs

自动分层

自动分层1，SSD在自动分层的结构上是单独的高速存储层，是直接给用户读写数据，所以解决不了SSD写数据寿命的问题。2，自动分层迁移数据的时间是1天做1次，EMC,HP,IBM都是这样，HDS则是7天做1次。CADP实时优化1，SSD在CADP里只会给用户读数据，所有写数据都是首先写到硬盘上，有读数据热点时候才迁移去SSD。2，CADP迁移数据是每5秒做一次的，所以是不断的实时优化。ISE外观和扩容堆叠每一个ISE单元为3RU高，可安装在标准

19寸机柜。可以把2000台ISE堆叠成为1套系统，通过1个管理界面管理，并可以跨2000台ISE建立同一个LUN，同一个卷。ISEMRC瘦控制器MRC(ManagedReliabilityController)MRC的特点:

Intelx86NehalemclassXeonCPU40x

SAS6GbpsBus4x

8GbpsFC端口1Gbps管理Ethernet接口SerialConsole串接口4GBMirroredCache16GBNAND-FlashMemoryISE节能数字每1个3RUISE单元电源

100–240VAC47–63Hz电流3.6A@208V耗电(平均)500W耗电(峰值)700W空调要求

2,400BTU/小时ISE节能节省空间例子HDS型号:600G/15K裸TB:144TB耗电:7,080WBTU:24,158BTU/小时电费：RMB134,000./年电费：RMB670,000./5年(含空调用电）空间:52RU重量:1,596KGEMC型号:DMX(600G/10K)裸TB:144TB耗电:13,114WBTU:44,747BTU/小时电费：RMB247,000./年电费：RMB1,235,000./5年(含空调用电）空间:90RU重量:4,394KGXIO型号:ISE228.8(900G/10K)裸TB:144TB耗电:2,080WBTU:7,097BTU/小时电费：RMB39,000./年电费：RMB195,000./5年(含空调用电）空间:12RU重量:396KGDataPac型号ISE-24.8TB–平均8000IOPS300GBx20HDD9.6TB–平均8000IOPS600GBx20HDD14.4TB-平均8000IOPS

900GBx20HDDDataPac超级盘有3个系列

HyperISE-77.2TB–平均60000IOPS300GBx30HDD&200GBx10SSD14.4TB–平均60000IOPS600GBx30HDD&200GBx10SSD21.6TB-平均60000IOPS

900GBx30HDD&200GBx10SSD双超级盘型号19.2TB-平均8000IOPS(Q3,2013)1200GBx20HDDISE110(新型号，不单卖)39.2TB–锁定在2000IOPS1200GBx40HDD（只可以和ISE2或ISE7搭配售卖）ISESTATIONX的4个不同型号ISEStationXISEStationX

2HISEStationX

5HISEStationX

10HISE-2(ISE28.8)quantityISE-2isallHDD-basedusing2.5”10KRPMSASdrives.28.8TBofavailablecapacityaftersparingandbeforeRAID.10850HyperISE(21.6+1.6)quantityHyperISEisahybridstoragesolutionusing2.5”10KRPMHDDsandeMLCSSDSASdrivesinasinglepool.21.6TBofavailablecapacityaftersparingandbeforeRAID,withanSSDaccelerationcapacityof1.6TBaftersparing.02510Capacity(aftersparingbeforeRAID)288TB273TB252TB216TBPerformance

平均@13,000IOPSforISE-2and60,000IOPSforHyperISE130,000IOPS224,000IOPS365,000IOPS600,000IOPSPerformanceThroughput@1.3GB/sforISE-2and.88GB/sforHyperISE13GB/s12GB/s11GB/s9GB/sVoltage(approximate)100-240VAC47-63Hz100-240VAC47-63Hz100-240VAC47-63Hz100-240VAC47-63HzCurrent(approximate)36A@208V36A@208V36A@208V36A@208VPower(approximate)7kW7kW7kW7kW46大型云IDC的新产品-ISEStation存储站X用户体验有超过2/3用户回应同意成本有刚超过

50%回应同意第3和4项只有大概

34%回应同意VDI调查

成功实施的元素*Respondentsselected

allapplicableanswersX-IOConfidential,DonotDistributeVDI结构Server-HostedVDIVMInfrastructureVMDataCenterUsersConnectionManagerVMVMOSOSOSThickClientThinClientZeroClientStorageX-IOConfidential,DonotDistributeVDI星状结构Server-HostedVDIDataCenterVDIHubStorageRDPRDPRDPDataCenterUsers150VDIs150VDIs150VDIs150VDIsGoldenApplicationMasterX-IOConfidential,DonotDistribute桌面启动：90%-95%读IO，5%-10%写IO用户登入：80%-95%读IO，5%-20%写IO刚开始跑应用：50%读IO，50%写IO应用跑了一段时间：20%读IO，80%写IO非预期应用发生（如扫毒）：30%读IO，70%写IO结论： VDI的IO比例在整天里会不断变化，所以，最理想是

存储的IO可以根据应用的IO活动情况自动调节，

令用户体验不会受影响VDI项目不同阶段的IO50轻中重非常重IOPS5–1010-1520–3030-40每VDI用户IOPS的计算每个案例都不一样，但一般建议是，大型的VDI项目，每一个VDI用户给IOPS。社么因素影响

IOPS数字要求:工作量，工作量，工作量。。。Outlook,打开多个

InternetExplorer,Excel,PPT,Word,TweetDeck,IM,PDF,RSSfeeds,VPN,…，越多应用打开，需要越多

IOPS支撑

X-IOConfidential,DonotDistributeVDI安装IOPS典型例子例子1：300个一般VDI用户存储IOPS要求：300x20IOPS=6000IOPS考虑到传统存储硬盘IOPS会下降50%情况：如果采用传统存储来做VDI存储理想存储IOPS要求：300x20x2=12000IOPS例子2：2000个一般VDI用户存储IOPS要求：2000x20IOPS=40000IOPS考虑到传统存储硬盘IOPS会下降50%情况：如果采用传统存储来做VDI存储理想存储IOPS要求：2000x20x2=80000IOPS采用“LinkedClone”方法例子2x7.2HDatapac=6.5TBRaid10(可用)10x“Gold”or“LinkedClone”MasterImages

10xImages@20GBea=200GB剩余≈6TB给用户数据=2GB/用户

总IOPS=(3,000用户)x(20IOPS/用户)=60,000IOPSX-IOConfidential,DonotDistribute改变VDI成本分布前

后

EMCVDIServerVDIServerX-IOX-IO和传统存储VDI成本关系VDI用户数量100 200 300 500 1000 5000每VDI用户成本传统存储X-IO从200用户起，差距可以达到4倍高90VM启动风暴BootStorm:VDIISE:

微软极端VM测试

3台Win2008Servers32Cores128GB

iSCSITargetServerinbetweenHyperISEVolumeandServers

90VMs

测试包括:

所有90VMs同时工作

随机SQLIO

顺序SQLIOVMTeardownRepeatrandomlyperVMMSTechEd2012Orlando奥兰多-6/11-145710xISE-2StorageSystemsPoweredby700wattsper3UboxOver100TB(halfpopulated)X-VolumeLUNPresentationMicrosoftWindowsServer2012incorporatingtheupgradedSMBv32xHPDL380pG8serversInfiniBandadapters&

switchesQLogicadapters&switches2x30AmpPowerSocketonly

X-IO示范配置5815.87GB/sSustainedThru-put128,063IOPSVDI案例–Callallen高校“只有X-IO提到存储IOPS的重要性,其他存储厂家都只和我们讨论存储容量”“每一个学生在输入密码后需要

40分钟启动电脑，到电脑启动后课堂都差不多结束了”“现在，只需要1分钟”“当有

100学生同时登入系统，整个系统就完全停顿，再没有一个学生可以登入系统。”“Nowwehaveourvirtualdesktopsconfiguredtologinonbootup.All270systemsacrossallcampusesareupandrunninginlessthanfourminutes.WesetuptheLUNs,addedtheVMsandreallyhaven’ttouchedourHyperISEsince.”X-IOConfidential,DonotDistribute备注：原来用的是Netapp存储。VDI案例–Sycamore社区学院客户定期面对

VDI的启动风暴，令到总体效率受到巨大影响大量学生因为桌面太慢而求助的电话如雪片飞来客户说:“我们看到所有的应用都好像死机一样，我们原有的存储机头的IOPS应该已经耗尽。”“安装HyperISE立刻解决了我们VDI的速度问题，并且，成本只是其他厂家的四分之一而已。“方案环境:CitrixXenDesktopXenAppVDI

方案1,300VDI并不断在增加中.原有存储：多个盘柜的HDSSAN存储现在存储：单台的

HyperISE安装HyperISE后，学生因为桌面太慢而的求助电话=0VDI案例–英国Sanctuary房管服务“当启动了CitrixVDI项目后，平均每一个月有40–60个用户投诉系统太慢。”“现在，已经再没有投诉了。”X-IOConfidential,DonotDistribute备注：原来用的是3Par和EVA存储。VDI:CitrixXenDesktopVDI数量：2000原来存储：3Par+EVA“WiththeX-IOHyper-ISE,wecanbootup100serversasquicklyaswecanbootupasingleserver.”CraigSimpson/

MicrosoftVideoServicesMicrosoftVideoServicesPrivateCloudbasedon300CiscoUCSserversVideoContentDeliverablestoPC,Xbox&MicrosoftWindowsPhonegloballyMicrosoftVideoService63美国CSC保险服务公司（OLTP)CSCIntegralProperty&Casualty:OLTP10servers1602+GHzcores896GBRAMLinearscaleto1000users2000Tpm只需要1台HyperISE64LDS(BigData)–美国最大的家庭资料数据库LDSFamilySearch:BigData~5PBISE总容量全球其中一个最大的文字数据库多个

Oracleinstances,服务器虚拟化

(VMWare,HyperV)Solaris/Sparc&

Linux/Intel

服务器

tier总共

104ISE1s&

48ISE2sISE在

DBMS（数据挖掘）上的测试TemenosGroupAG是瑞士总部的一个全球领导的银行交易和数据挖掘系统，国内银行也都采用。10,000interestaccrualandcapitalizationspersecondduringcloseofbusinesstesting.25millioncapitalizationsandaccountaccrualsinlessthan42min.BlocksthatrequiredSSDperformanceaccelerationX-IOStorageHotSpotAnalyzer”ScreenImageDatabaseLUNs1TB1TB500GB500GBLog100GBLogBenchmarkReport@http://bit.ly/A9UG2vX-IOConfidential,DonotDistribute20xHDDs20xSSDs25Million客户交易指标12-201109-2010http://bit.ly/FOaD07完成所有交易时间197分钟完成所有交易时间42分钟平均每秒完成交易宗数平均每秒完成交易宗数480x300GBHDDs5,203TPS10,008TPSTemenos:测试比较

X-IOConfidential,DonotDistributeNumberofsubscribers250millionPre-paidsubscribers225millionPost-paidsubscribers25millionInvoices4.5millionperhourMediation408millionperhourInvoicing26millioninvoiceswithina6-hourbillingcycleCDRmediation4.9billionCDRswithin12hoursAverageinvoicethroughputatpeakperformance1,249invoicespersecondAverageCDRmediationthroughputatpeakperformance113,402CDRspersecondISE在DBMS上的测试BenchmarkResults:RedkneeTCBRunningonSQLServer2012

andIntel-BasedServersScalesto250Million

SubscribersISE在DBMS上的测试X-IO提供

8倍

的效能，但价钱却是原来的3份之1。X-IO提供给

RedKnee3台HyperISEs,共提供总容量

19.5TB给数据库列表和指标。并提供超过

60,000IOPs

和小于

6ms

服务器响应时间。BenchmarkReport@http://bit.ly/y60mmCRedkneeisaleadingglobalproviderofinnovativecommunicationsoftwareproducts,solutionsandservices.Redknee'saward-winningsolutionsenableoperatorstomonetizethevalueofeachsubscribertransactionwhilepersonalizingthesubscriberexperiencetomeetmainstream,nicheandindividualmarketsegmentrequirements.Redknee'srevenuegeneratingsolutionsprovideadvancedconvergedbilling,rating,chargingandpolicyforvoice,messagingandnewgenerationdataservicestoover90networkoperatorsinover50countriesX-IOConfidential,DonotDistributeISE在DBMS上的测试大卫与歌里亚的故事HX品牌存储原有的

RedKnee设计，采用HX品牌的5个全满的存储机柜成本>$2MUSD12345采用X-IO后，现在只需要12RU，3台ISE2+1台HyperISEX-IOConfidential,DonotDistributeISE在DBMS上的测试2BillionCDRs<12Hrs50,000Operations/sec10TBofPresentedCapacity5.3TBofExadataSmartFlashCache4.9BillionCDRs<12Hrs>60,000Operations/sec19.5TBofPresentedCapacity12TBofSSDDevices250MillionSubscriberPerformanceTestFeb2012100MillionSubscriberPerformanceTestApril2011,http://bit.ly/hIYdw6OracleExadataDatabaseMachineX2-8X-IOConfidential,DonotDistributeX-IO的应用71虚拟化桌面虚拟化（最低IOPS成本)服务器虚拟化（提升实体机：虚机比例从1：10到1：50）大数据库–数据挖掘（缩短产生报表时间80%以上）OLTP，应用云，超级运算HPC所有需要高可用，高可靠，低耗电存储系统的应用PerformanceCapacityNotexpectingtoneedUnnaturalactsforthebusinessThrowawaystorageSparenoexpenseBackup,ArchiveWeb2.0CloudExchangeRichMediaServingVirtualDesktops/ServersOLTP/BIRoutineFileServingVirtualDevServersTradingDeskHPC存储容量和IOPS的关系X-IOConfidential,DonotDistributeIOPSTBISE:最革命性的新功能从2台ISE上的券就像有2个路径的1个券一样Active-ActiveMirroringISEs,runningintandemwithmultipleIOpaths,ensure0%storagedowntimetoserver-basedapplications,evenintheeventofacatastrophicfailure.Thepaircanbeplacedanywhereinthestoragefabric.X-Volumescanbeactivelymirrored.X-IOConfidential,DonotDistribute

ISE1ofMirrorPairISE2ofMirrorP