北京2014年7月1日電 /美通社/ -- 從“9.11事件”之后大量的企業(yè)因為數(shù)據(jù)丟失而宣告破產(chǎn)可以看出數(shù)據(jù)的重要地位。存儲系統(tǒng)的出現(xiàn)，尤其是高端存儲系統(tǒng)的出現(xiàn)使得數(shù)據(jù)存儲變得專業(yè)化，存儲系統(tǒng)可以為用戶提供更高性能、可用性和可靠性的數(shù)據(jù)存儲功能。本系列文章，從高端存儲系統(tǒng)的發(fā)展趨勢講起，進(jìn)而對浪潮高端存儲系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵特性，使讀者對浪潮高端存儲系統(tǒng)軟件有一個整體的認(rèn)識。
浪潮新一代高端存儲系統(tǒng)軟件由基礎(chǔ)操作系統(tǒng)、核心 IO 處理子系統(tǒng)、高可用監(jiān)控子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)四部分組成，其中核心 IO 處理子系統(tǒng)又分為存儲池層、緩存層、IO 調(diào)度和數(shù)據(jù)復(fù)制層、存儲協(xié)議服務(wù)層。通過層次化和模塊化設(shè)計，隔離各層內(nèi)部處理邏輯和業(yè)務(wù)，為實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性和可擴(kuò)展性提供良好基礎(chǔ)。
基礎(chǔ) OS：系統(tǒng)高效能和可靠性的基石
基礎(chǔ) OS 提供內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動，浪潮高端存儲系統(tǒng)軟件對基礎(chǔ)操作系統(tǒng)進(jìn)行了精簡和優(yōu)化，打造出更適合于存儲系統(tǒng) IO 流處理的操作系統(tǒng)，其中就包括對 SCSI 設(shè)備子系統(tǒng)的優(yōu)化：優(yōu)化處理磁盤 SCSI 命令異常返回值，識別壞扇區(qū)、傳輸故障等不同狀態(tài)，從而執(zhí)行相應(yīng)修復(fù)措施，有效提高磁盤使用率和可靠性。
核心 IO 子系統(tǒng)：層次化的系統(tǒng)存儲服務(wù)核心
IO 子系統(tǒng)實現(xiàn)對后端數(shù)據(jù)存儲資源（磁盤）的組織管理、保護(hù)、緩存和按照開放存儲協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（FCP/iSCSI）提供訪問服務(wù)，是該系統(tǒng)核心部分。從建立在磁盤設(shè)備之上的存儲池層到主機(jī)存儲協(xié)議層，核心 IO 子系統(tǒng)分為：存儲池層、緩存層、IO 調(diào)度層和數(shù)據(jù)復(fù)制、存儲協(xié)議服務(wù)層。
存儲池層: 大容量虛擬化存儲資源服務(wù)層
存儲池層將磁盤數(shù)據(jù)分塊，按負(fù)載均衡、離散分布原則進(jìn)行組織，當(dāng)單個盤失效時，智能計算熱備塊在池中的分布，使用多塊成員盤進(jìn)行重構(gòu)，大大提高壞盤重構(gòu)速度，避免傳統(tǒng)單盤寫入性能瓶頸造成 RAID重構(gòu)時間過長帶來的數(shù)據(jù)可靠性風(fēng)險。在可靠分布式 RAID 基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)進(jìn)一步分塊虛擬化，形成邏輯卷，支持元數(shù)據(jù)多副本保存和跨控制器鏡像保護(hù)，保證數(shù)據(jù)可靠性。該虛擬化支持將數(shù)百塊磁盤組成一個存儲池，容量可達(dá)到 PB 級別，并實現(xiàn)自精簡、分級等高級功能，當(dāng)容量擴(kuò)展時，支持?jǐn)?shù)據(jù)塊重新離散分布和負(fù)載均衡，為客戶提供高效的存儲空間使用率和高可擴(kuò)展性。
緩存層: 性能和數(shù)據(jù)安全性的核心保證
緩存層提供了 IO 數(shù)據(jù)的全局緩存和跨控制器鏡像功能，并為保證局部 LUN 訪問性能進(jìn)行分區(qū)緩存。該層實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能預(yù)讀取、數(shù)據(jù)緩存、和集中順序?qū)懭氪鎯Τ?，是保證和提高系統(tǒng) IO 性能的關(guān)鍵。全局緩存使任意存儲池可使用系統(tǒng)所有緩存，并根據(jù)各引擎本地存儲資源訪問壓力調(diào)整緩存分布，保證系統(tǒng)整體性能。緩存分區(qū)功能則為指定存儲資源分配固定緩存，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的性能。
IO 調(diào)度和數(shù)據(jù)復(fù)制層：實現(xiàn)多引擎聯(lián)合以及跨物理部件數(shù)據(jù)保護(hù)容災(zāi)
IO 調(diào)度層接收來自存儲協(xié)議服務(wù)層的讀寫命令，根據(jù) LUN 數(shù)據(jù)緩存所在的控制器進(jìn)行調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)，以及提交給數(shù)據(jù)復(fù)制模塊，實現(xiàn)多控融合和數(shù)據(jù)復(fù)制容災(zāi)保護(hù)。IO 調(diào)度層將數(shù)據(jù)復(fù)制功能（快照、克隆、鏡像和遠(yuǎn)程復(fù)制）的流程高度抽象和統(tǒng)一化，實現(xiàn)多功能并發(fā)調(diào)度處理，提高在多重復(fù)制保護(hù)時的并發(fā)，降低處理響應(yīng)時間，保證主機(jī) IO 業(yè)務(wù)的性能穩(wěn)定性。
而數(shù)據(jù)復(fù)制子模塊，從 IO 調(diào)度層接收 IO 事件，實現(xiàn)快照、克隆、鏡像和遠(yuǎn)程復(fù)制等數(shù)據(jù)復(fù)制功能，提供跨磁盤、跨磁盤柜、跨系統(tǒng)等高級數(shù)據(jù)保護(hù)功能。在性能方面，數(shù)據(jù)復(fù)制功能涉及數(shù)據(jù)的大量讀寫轉(zhuǎn)移，帶來更大的 IO 壓力，本系統(tǒng)實現(xiàn)依賴快照、克隆，任意數(shù)量快照克隆情況下對源卷寫操作只需一次復(fù)制拷貝，并且支持將快照克隆目標(biāo)卷建立在不同于源卷的存儲池上，有效降低數(shù)據(jù)復(fù)制保護(hù)對系統(tǒng)業(yè)務(wù)性能的影響。
存儲協(xié)議服務(wù)層：提供可靠數(shù)據(jù)服務(wù)和適應(yīng)各主機(jī)應(yīng)用
該層面向主機(jī)服務(wù)器客戶端，提供存儲協(xié)議服務(wù)層提供 SCSI SAN 服務(wù)，配合多控制器和多引擎硬件系統(tǒng)，本系統(tǒng)提供了多達(dá)數(shù)十上百的主機(jī)端口進(jìn)行訪問；通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫、集群鎖定、SCSI 任務(wù)管理、ALUA（非對稱邏輯單元訪問）、擁塞處理、故障異常處理反饋等功能，配合客戶端多路徑軟件、集群軟件，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)最優(yōu)鏈路訪問性能和可靠性。
高可用監(jiān)控子系統(tǒng)：監(jiān)管系統(tǒng)健康狀態(tài)和業(yè)務(wù)連續(xù)性
該子系統(tǒng)建立在控制器之間冗余可靠的互聯(lián)通信基礎(chǔ)上，形成對系統(tǒng)所有控制器和引擎的狀態(tài)監(jiān)控，統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理處理磁盤鏈路失效、控制器失效等異常事件，并為系統(tǒng)維護(hù)如更換部件、控制器提供支持。該子系統(tǒng)全面監(jiān)控冗余部件、存儲資源和服務(wù)健康狀態(tài)，對異常事件狀態(tài)進(jìn)行自動處理，并記錄日志和告警以通知管理員及時檢查和處置，其中對于磁盤失效、JBOD 鏈路失效、單控制器失效等單點(diǎn)故障，系統(tǒng)可通過冗余部件進(jìn)行自動修復(fù)，保證業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)可靠性。
管理軟件子系統(tǒng)：統(tǒng)一易用性管理的接口
管理軟件子系統(tǒng)是本系統(tǒng)管理的接口，在現(xiàn)代企業(yè) IT 設(shè)施日益增多，管理工作量和復(fù)雜度日益提高的情況下，系統(tǒng)的管理維護(hù)效率與系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量密切關(guān)聯(lián)。本系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一界面和終端管理，簡化系統(tǒng)管理和提高維護(hù)效率，并擴(kuò)展支持標(biāo)準(zhǔn) SMI-S、OpenStack 等統(tǒng)一管理協(xié)議和接口。該管理軟件子系統(tǒng)由管理客戶端、管理服務(wù)器、管理代理組成，采用面向?qū)ο笏枷耄y(tǒng)一所管理對象邏輯和方法，實現(xiàn)集中系統(tǒng)管理和監(jiān)控，使客戶使用本系統(tǒng)進(jìn)行配置管理和維護(hù)的易用性大大提高。
浪潮新一代高端存儲系統(tǒng)軟件提供完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)復(fù)制保護(hù)功能、可靠而虛擬化的存儲池、以及自精簡、分級等高級特性，結(jié)合高規(guī)格硬件，聯(lián)合多控制器和引擎提供高性能、可靠性，以適應(yīng)當(dāng)今企業(yè)級應(yīng)用需求。
