正文 磁盤陣列技術的新進展(3 / 3)

單控製器架構就是通過將服務器與JBOD相結合,整體作為一個存儲係統提供存儲服務。比如,NETAPP單控的 Filer、一些國內廠家的單控盤陣等。單控製器架構因為結構簡單、成本低廉而廣泛應用於對業務連續性要求不高的低端應用,或者作為單控鬆耦合集群架構的基本單元而發揮作用,比如IBM的XIV、被EMC收購的ISILON等係統,就是由這種基本單元構成新型單控鬆耦合集群架構。

雙控製器架構的兩個控製器之間冗餘設計,消除了單點故障。市場上大部分中低端磁盤陣列都是這樣的體係架構。由於麵向中低端市場,同時支持FC-SAN、IP-SAN及NAS訪問協議的一體化磁盤陣列,因為功能多樣、成本較低、簡單易用而較受歡迎,NETAPP、EMC等專業存儲廠商都推出了這樣一體化存儲係統。

多控製器架構不再局限於兩個控製器,可以根據業務需求配置更多控製器協同工作,實現容量擴充的同時性能也得以同步擴充。傳統多控製器架構是三層架構,即在前端控製器、後端控製器、中間CACHE緩存之間實現分工協作。EMC的SYMMETRIX DMX係列產品、HDS的USP係列產品都屬於典型的傳統多控製器架構。

新型多控製器磁盤陣列是近年存儲市場出現的新動向,從體係架構角度看,新型多控製器架構由上述三種基本架構演化而來,這也符合技術發展的持續性和繼承性。

首先,單控製器架構處理能力有限,同時單一節點又缺乏可靠性設計,人們難以接受單一單控製器架構磁盤陣列。因此一般都是將單控製器架構作為基本單元,再通過以太網、IB(InfiniBand)等外部通用標準通信協議,實現多個單控製器架構之間的鬆散互連,形成一個整體的數據存儲係統,姑且稱之為單控鬆耦合集群架構。這類架構典型產品包括塊級接口的XIV、文件級接口的Panasas、Isilon、IBRIX等,這些存儲係統一般麵向相對獨特的非結構化類應用需求。

雙控製器架構也走向了集群化,既所謂的雙控鬆耦合集群架構。這類雙控鬆耦合集群架構的各個雙控節點之間一般都采用非全交換式的專網實現連接。EMC的VMAX通過RapidIO技術互連;HP的3PAR係列通過專用背板互連; FUJISU的8000係列通過PCI-E路由互連。這些係統共同問題是,首先整個係統架構存在互連帶寬瓶頸;其次跨節點訪問存在延遲不一致性。第三由於體係結構改動較大,某些應用在實際生產環境中的性能表現和基準測試的標稱值會存在較大差異。

最後,傳統多控製器架構也開始了橫向擴展,這便是新型多控緊耦合集群架構。由於傳統多控製器架構單一節點非常龐大,實現這些大節點的通信必須采用高帶寬、緊耦合的互連為基礎。目前新型多控緊耦合集群架構隻有HDS的VSP一個產品,HP公司的P9500作為VSP的OEM產品,也是這樣的體係架構。EMC的SYMMTRIX 在DMX-4之後似乎停止了傳統三層多控製器架構的探索。EMC的新型多控製器架構產品轉向了前文提及的VMAX,它和傳統的三層架構的多控製器產品SYMMTRIX在體係架構上大相徑庭。

VSP的一個基本單元就是一個傳統多控製器架構,繼續保持前端控製器、後端控製器及中間高速緩存這樣的三層架構,單一節點的規模和上代產品不相上下,因此單一節點具備傳統多控製器架構的性能及可靠性。在此基礎上,VSP上還增加了一新的VSD核心處理器單元,負責跨節點通信及功能軟件。由於VSP繼續采用了基於CROSSBAR的全交換架構,在多個節點之間,通過係統內部交換架構實現集群,集群後的存儲仍是一個整體,即存儲跨節點之間的訪問延遲是一致的,這確保了實際使用環境中的穩定性能,避免鬆散耦合架構導致的性能不確定性。

筆者認為,對於性能和可靠性要求較高的應用來說,多控製器緊耦合集群架構的磁盤陣列訪存很直接不需要某些轉發,從理論上講應該占些優勢。這類磁盤陣列在可靠性和性能方麵繼承了傳統多控製器架構。

而采用鬆散耦合的單控或雙控集群架構,雖然提供優秀的多方麵擴展能力和極低的成本,但在訪問延遲等性能方麵以及係統部件可靠性上均差距較大,並不適合於延遲敏感的事務密集型應用。

當然多控製器緊耦合集群架構的最大劣勢在於其成本相對較高,如何應對眾多新型多控製器架構的價格戰,成為該類存儲係統生存發展的關鍵。

隨著技術的不斷發展和應用模式的不斷演化,一些破壞性的創新技術也會不斷湧現和完善,說不定未來有一天,鬆耦合的集群架構將逐漸占據更大存儲市場份額,就像今天的集群服務器一樣占領部分高端服務器市場。但即便如此,大型機及小型機仍然有其生存和發展空間,起著不可替代的作用,仍然是喜歡它們的老客戶之最愛。