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?yàn)閿?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(chǔ)系統(tǒng)的出現(xiàn)，尤其是高端存儲(chǔ)系統(tǒng)的出現(xiàn)使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)變得專業(yè)化，存儲(chǔ)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(chǔ)功能。本系列文章，從高端存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)講起，進(jìn)而對(duì)浪潮高端存儲(chǔ)系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵特性，使讀者對(duì)浪潮高端存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。

浪潮新一代高端存儲(chǔ)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(chǔ)池層、緩存層、IO 調(diào)度和數(shù)據(jù)復(fù)制層、存儲(chǔ)協(xié)議服務(wù)層。通過層次化和模塊化設(shè)計(jì)，隔離各層內(nèi)部處理邏輯和業(yè)務(wù)，為實(shí)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(dòng)，浪潮高端存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件對(duì)基礎(chǔ)操作系統(tǒng)進(jìn)行了精簡(jiǎn)和優(yōu)化，打造出更適合于存儲(chǔ)系統(tǒng) IO 流處理的操作系統(tǒng)，其中就包括對(duì) 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(shí)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(chǔ)服務(wù)核心

IO 子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)后端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源（磁盤）的組織管理、保護(hù)、緩存和按照開放存儲(chǔ)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(chǔ)池層到主機(jī)存儲(chǔ)協(xié)議層，核心 IO 子系統(tǒng)分為：存儲(chǔ)池層、緩存層、IO 調(diào)度層和數(shù)據(jù)復(fù)制、存儲(chǔ)協(xié)議服務(wù)層。

存儲(chǔ)池層: 大容量虛擬化存儲(chǔ)資源服務(wù)層

存儲(chǔ)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(gè)盤失效時(shí)，智能計(jì)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(shí)間過長(zhǎng)帶來的數(shù)據(jù)可靠性風(fēng)險(xiǎn)。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(gè)存儲(chǔ)池，容量可達(dá)到 PB 級(jí)別，并實(shí)現(xiàn)自精簡(jiǎn)、分級(jí)等高級(jí)功能，當(dāng)容量擴(kuò)展時(shí)，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(chǔ)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(shí)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?chǔ)池，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(chǔ)池可使用系統(tǒng)所有緩存，并根據(jù)各引擎本地存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)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(chǔ)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(shí)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(shí)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(shí)的并發(fā)，降低處理響應(yīng)時(shí)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(shí)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(jí)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(shí)現(xiàn)依賴快照、克隆，任意數(shù)量快照克隆情況下對(duì)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(chǔ)池上，有效降低數(shù)據(jù)復(fù)制保護(hù)對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)性能的影響。

存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫、集群鎖定、SCSI 任務(wù)管理、ALUA（非對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)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(chǔ)資源和服務(wù)健康狀態(tài)，對(duì)異常事件狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)處理，并記錄日志和告警以通知管理員及時(shí)檢查和處置，其中對(duì)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(dòng)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(shí)現(xiàn)統(tǒng)一界面和終端管理，簡(jiǎn)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?，統(tǒng)一所管理對(duì)象邏輯和方法，實(shí)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(chǔ)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(chǔ)池、以及自精簡(jiǎn)、分級(jí)等高級(jí)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(jí)應(yīng)用需求。