开放式存储系统

开放式存储系统计算机系统01基本概念产品存储系统目录0302基本信息开放式存储系统是采用高速络，把多套pc服务器连接起来，构建一个开放式系统，这些pc服务器称作存储节点。开放结构于20世纪80年代初提出，与开放系统概念的提出和实现密切相关。它的发展是为了适应更大规模地推广计算机的应用和计算机络化的需求，现仍处于继续发展和完善之中。基本概念基本概念随着电信IT信息系统的发展，数据库处理的数据量、并发请求事务、吞吐量要求越来越高。一直以来，数据库的短板都在磁盘I/O这块，传统机械磁盘寻道时间长，并发I/O性能差，对于高并发的事务处理系统，一般是靠磁盘数量的堆叠来满足IOPS上的需求，而响应时间上也很难再有改善。Flash技术的引入，数据库I/O的响应时间、IOPS和吞吐量相比较磁盘存储有质的飞跃。通过SRP协议，用infiniband络将数据库、主机、Flash卡、磁盘整合在一起，构建开放式存储系统，可以提升电信IT数据库系统中存储的可扩展性、稳定性和性能。开放结构于20世纪80年代初提出，与开放系统概念的提出和实现密切相关。它的发展是为了适应更大规模地推广计算机的应用和计算机络化的需求，现仍处于继续发展和完善之中。一些标准化组织对开放系统的概念是大体相同的，但具体的定义不完全一致。对于开放系统，美国电气和电子工程师协会(IEEE)给出了以下定义：“开放系统应提供这样一些功能，它们使正确执行的应用程序能在多个厂商提供的不同平台上运行，和其它应用程序互操作，并且为用户相互作用提供一个统一风格的界面。”该定义中有三个关键点：一是应用程序能在不同平台上运行；二是应用软件能够互操作；三是有统一风格的人机界面(HCI)。开放式存储系统是采用高速络，把多套pc服务器连接起来，构建一个开放式系统，这些pc服务器称作存储节点。存储系统构建原理特点构建方法存储系统构建原理开放式存储系统采用infiniband的高速络，把多套pc服务器连接起来，构建一个IB-SAN存储系统，这些pc服务器称作存储节点，为了提高存储性能，存储节点中安装企业级flash闪存。flash存储也可称为闪存存储，是基于持久性（Non-Violable）内存器件NAND技术的存储产品。在企业市场上，包括有使用传统SAS接口的SSD固态硬盘，沿用传统外置FC或SAS存储接口的闪存存储，以及创新的PCIe接口的存储卡两类产品，与现有的基于磁芯磁盘技术的存储设备相比，具有读写速度快，占用空间小，能耗大幅降低等优势。PCIe接口在各类服务器的硬件设计中，CPU对PCIe插槽的访问时延小、带宽高，理论I/O带宽最高可到16GB/s。使用PCIe接口的flash存储卡可以设置内部的I/O处理芯片，用于实现厂商自有的I/O算法、电池供电缓存等，比SAS接口SSD固态硬盘可以实现更优化的I/O能力。Infiniband技术原本运用于高性能计算互联，随着技术发展，逐步运用于存储节点互联，用infiniband互联的存储构建一个IB-SAN存储络，络上运行的是SRP（ScsiRDMAProtocol）协议或者iSER（iSCSIExtensionsforRDMA）协议，SRP协议有更高的性能和更低的延时，被广泛使用。构建方法基于以上技术，开放式存储系统的构建方法如下。（1）设备搭建用3台以上PC服务器作为存储节点，每台服务器的PCIe插槽安装flash闪存卡，作为数据存储，后期如果需要扩容，只需要在服务器上继续添加闪存卡即可。用2台PC服务器作为数据库计算节点。每台服务器安装infiniband的HCA卡，作为数据通道，安装千兆卡，作为络通信。安装2台infiniband交换机，通过该交换机把每台服务器的HCA进行互联，形成IB-SAN络。系统架构如图1。图1下面是各个节点的功能：数据库节点（数据库服务器，计算节点）：PCServer，运行Oracle11gR2，支持单实例和RAC架构，提供数据运算服务。数据库节点通过ASM整合存储节点资源，单机故障不会影响数据库使用或导致数据丢失。存储节点：PCServer，配置Flash卡和SAS磁盘，提供数据存储服务。每个存储节点配置Flash卡和SAS磁盘，成为一个独立的存储单元。多个存储节点组合在一起，形成一个存储池，性能和容量可按需线形扩展。特点基于SRP的开放存储系统，在数据库系统应用中有以下特点：（1）横向扩展：当数据库数据增加时，可以通过增加存储节点的数量进行横向扩展。（2）分布式存储：所有的数据跨节点存储，自动分布在不同的存储节点上，并且能根据需要自动重新平衡分配数据。（3）开放架构：用开放的x86架构服务器替代封闭的存储系统。（4）PCIeFlash存储：使用高性能PCIeFlash高速存储设备替换传统的机械磁盘，随机iops能达到10万—80万，实现了存储能力的极大提升。（5）Infiniband互联：使用Infiniband高速络设备替换传统的FC-San络，每个端口高达40Gb带宽，端到端200纳秒延迟，实现计算节点之间及计算节点和存储节点的IO低延迟高吞吐。（6）数据冗余：数据至少保存两份，并且分布在不同的存储节点上，保证单一存储节点的故障不会造成数据丢失。（7）可靠性：在计算层，存储层和络互联层均做到物理冗余。产品产品2008年，Sun发布了开放式存储系统包中的首批3款产品，其中每一款产品都包含一个支持多种操作环境的全面集成的软件解决方案，这是具有标准高速联功能、磁带互联，以及带有强大的分析工具的业界最具综合性的管理软件。这些新的存储系统也是全面拓展SolarisZFS内的闪存混合存储(FlashHybridStoragePools)功能的唯一系统，可自动加速和优化性能，且可降低所需功耗和冷却成本。SunStorage7110：超紧密型存储器，存储容量为2TB。SunStorage7210：中档存储器，在一个高密度的4U系统内存储容量可达48TB，它支持采用Sun独特的闪存混合存储技术的写入优化的固态硬盘(SSDs)；SunStorage7410：高配置的存储系统，支持的存储容量高达500TB，支持读写均优化的固态硬盘和Sun独特的闪存混合存储技术。这些新的存储系统还能以集群配置形式提供，以便获得更高的可用性。所有的SunStorage7000统一存储系统，都打破了那种给每一个存储器功能提出苛刻要求的行业趋势，这些功能包括无附加成本的各种综合性的数据服务，例如快照/克隆、恢复、镜像、RAID-5、RAID-6、复制、Active-Active集群、压缩、自动精简配置(ThinPro