存儲技術是當今不可缺少的技術之一,缺少存儲技術,我們的數(shù)據(jù)將無法在電子設備中存儲。上篇文章中,小編對云存儲功能以及隱患有所介紹。為增進大家對存儲技術的了解,本文將對全閃存儲、混閃存儲予以介紹,并探討二者之間的區(qū)別。如果你對存儲技術具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、全閃存儲與混閃存儲有啥區(qū)別?
存儲陣列根據(jù)軟件棧和硬件設計的區(qū)別,分為全閃和混閃兩種存儲形式,混閃是一種使用SSD作為性能提速層,一般如二級緩存、自動分層技術;HDD作為主要存儲介質的使用,通過SSD與HDD的混合使用,達到存儲性能提升的目的。而全閃存儲是軟件棧全面針對SSD介質進行優(yōu)化,同時使用SSD作為存儲介質的存儲系統(tǒng),充分利用SSD介質的低延遲和高IOPS等優(yōu)勢,為客戶的生產(chǎn)業(yè)務提供有力的支撐和性能保障,除此之外,HDD和SSD的原理差異,也導致全閃陣列的功耗可以更低,工作溫度范圍更大,也不必過于擔心在一些特殊環(huán)境下的物理震蕩、沖擊帶來的存儲系統(tǒng)安全影響。
二、全閃or混閃,應該怎么選?
目前國內(nèi)的全閃存儲應用場景已經(jīng)從對于響應延遲要求低、高IOPS的核心交易系統(tǒng)擴展到了一般行業(yè)業(yè)務,越來越多如政府、醫(yī)療、教育、能源等客戶會選擇適合自己業(yè)務的全閃存儲,如傳統(tǒng)行業(yè)金融系統(tǒng)中的聯(lián)機交易、網(wǎng)銀、ODS,以及運營商的Billing系統(tǒng)和CRM系統(tǒng),這些核心系統(tǒng)通常要求存儲系統(tǒng)的性能可達到5000-6000 IOPS/TB,傳統(tǒng)存儲通過機械硬盤難以支撐,而近些年來,一般的傳統(tǒng)應用等非核心交易系統(tǒng)也逐漸使用全閃陣列,如高校、醫(yī)療、交通、政府等各個行業(yè)都有擴展??偠灾?,對于IOPS/TB要求高同時響應延遲較低的業(yè)務建議使用全閃存儲,但由于受到預算或者容量要求較大的業(yè)務,也可以使用混閃來替代全閃。
三、全閃存儲最主要的優(yōu)勢是什么?
有些客戶會經(jīng)常問到一個問題,如果我買的存儲系統(tǒng)里全部使用SSD介質,是否就是全閃存儲了?答案是否定的,通常市場上所說的真正的全閃存儲不僅存儲介質使用SSD或者SCM卡等閃存介質,更多的是在軟件棧上針對全閃介質和整個存儲系統(tǒng)進行了算法的優(yōu)化設計,從而更大幅度提升閃存介質帶來的性能提升,以及延長閃存介質的使用壽命。
在此基礎上,全閃存儲最大的優(yōu)勢是,用更小的容量空間帶來更高的IOPS以及極低的響應延遲,因為傳統(tǒng)存儲中如果想要達到某個性能值,需要通過磁盤數(shù)量的堆積來滿足IOPS,而全閃存儲可以使用極低的容量來滿足,甚至于當前某些全閃產(chǎn)品的容量和性能沒有明顯的關系,從而來滿足小容量下極高的IOPS要求和極低的響應延遲。
通常來說,一般的傳統(tǒng)存儲IOPS和磁盤數(shù)量相關,一般的SAS盤,可達到100-150個IOPS/盤,前提是前端和后端不會成為性能瓶頸,此時可以粗略認為更多的磁盤帶來更多的IO,但是往往有些客戶的需求中,數(shù)據(jù)存儲并不需要更大的容量,所以這時為了達到IOPS要求就不可避免的多配置了一些硬盤,造成了空間的浪費。另外,傳統(tǒng)陣列由于硬件和軟件的設計原因,響應延遲一般在5ms以內(nèi),難以進入1ms的響應延遲范圍,但是全閃存儲可以比較輕松的達到1ms以內(nèi)的響應延遲,存儲系統(tǒng)的響應延遲會帶給業(yè)務系統(tǒng)更高的響應延遲,這對于核心高頻交易系統(tǒng)來說是非常重要的性能指標,直接關乎客戶的生產(chǎn)體驗。
四、了全閃,業(yè)務穩(wěn)定性怎么保證?
針對全閃存儲,實現(xiàn)整個存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可靠性的保障,需要從三個方面進行考慮,分別是存儲器件可靠性、存儲產(chǎn)品可靠性、存儲方案可靠性三部分。
首先存儲器件可靠性。整個存儲系統(tǒng)中,SSD介質是需要首先考慮的,在浪潮全閃存儲中,針對SSD介質的可靠性提升進行了一系列算法的開發(fā)優(yōu)化,大家都知道SSD介質由于實現(xiàn)原理導致除了首次寫入數(shù)據(jù),其他每次寫入新的數(shù)據(jù)塊都要進行數(shù)據(jù)擦寫,以數(shù)據(jù)庫為例,寫入一個8k的數(shù)據(jù)塊,需要擦寫512K的數(shù)據(jù)頁,這樣的情況下就會造成寫入放大64倍,對于浪潮全閃存儲來說,在軟件棧算法層面會在緩存中進行零散數(shù)據(jù)塊合并,合并到大于512K的整條帶對齊下刷,這樣減少了對于SSD的擦寫次數(shù),延長了SSD的壽命,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
但是僅此是不夠的,浪潮全閃還針對SSD芯片進行了算法的重新設計,這其中包含一些關鍵提升SSD介質穩(wěn)定性的算法,如全局磨損均衡算法,又分為動態(tài)磨損均衡和靜態(tài)磨損均衡算法,SSD介質的元數(shù)據(jù)保護算法,對SSD的日志快照保護、掉電恢復算法,SSD內(nèi)部RAID算法,數(shù)據(jù)塊定期巡檢,壞塊管理算法,NAND介質糾錯算法等等。
同時為了提升SSD介質壽命,優(yōu)化GC(垃圾回收)算法,更大程度上的提升SSD介質本身的穩(wěn)定性和可靠性,就拿SSD介質內(nèi)RAID算法來說,可以避免顆粒內(nèi)Die失效、顆粒本身失效、Channel失效等各個方面可能導致SSD失效的風險,通過SSD內(nèi)部RAID算法恢復數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)不丟失。
在陣列層面,當單盤自身無法恢復數(shù)據(jù),面臨整個SSD失效時,浪潮全閃可以實現(xiàn)通過InRAID方式恢復壞盤數(shù)據(jù),從而使得整盤數(shù)據(jù)恢復到新的SSD存儲介質上,另外配合AIOps智能運維系統(tǒng),可以監(jiān)測整個存儲系統(tǒng)的SSD使用情況,AIOps的智能運維平臺內(nèi)置AI算法,通過過往實際部署環(huán)境中存儲介質數(shù)據(jù)的機器學習,會根據(jù)客戶當前負載壓力來預測出SSD介質的壽命,從而提示客戶何時需要更換哪塊SSD,浪潮存儲工程師上門更換介質,為客戶的SSD介質可靠性保駕護航,避免多盤同時故障突然損壞帶來的系統(tǒng)級風險。
另外,在方案層面,浪潮全閃存儲可以通過雙活、3DC等容災手段實現(xiàn)中遠距離的數(shù)據(jù)級容災,同時配合前端業(yè)務系統(tǒng),可以實現(xiàn)整個業(yè)務到數(shù)據(jù)端的容災方案,保證存儲系統(tǒng)的可靠性,浪潮全閃存儲與浪潮云、阿里云、openstack等平臺可以實現(xiàn)云端數(shù)據(jù)備份,打造無縫混合云備份方案,實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份上云,從云端再恢復到存儲中,保證客戶的數(shù)據(jù)安全。
五、界都說SSD壽命短?
剛才也提到了,很多客戶經(jīng)常會問到SSD壽命短的問題,其實對于SSD介質的壽命延長,浪潮自研SSD做了相當大的工作,在算法上,映射表優(yōu)化、介質磨損均衡算法、自適應的垃圾回收算法,可變條帶的RAID5 SSD內(nèi)數(shù)據(jù)恢復算法,數(shù)據(jù)定期巡檢算法,針對壞塊管理的算法,根據(jù)客戶業(yè)務場景的閃存管理算法,SSD內(nèi)元數(shù)據(jù)的多級備份保護機制,對SSD日志的快照保護、掉電保護,以及SSD內(nèi)數(shù)據(jù)損壞的快速數(shù)據(jù)恢復都是保證浪潮自研SSD的壽命延長方法,經(jīng)過實測,浪潮自研SSD介質配合浪潮全閃存儲的軟件棧優(yōu)化算法,可以實現(xiàn)全流程的寫放大小于1,使得SSD壽命可以正常使用長達5-10年,配合AIOps的智能運維管理,保證SSD的安全可靠,從而保護客戶數(shù)據(jù)的安全性和存儲系統(tǒng)可靠性。
六、閃存儲成本高?
從成本來看,SSD的同容量成本顯著高于HDD,因此在對于大容量為主、順序讀寫為主的側重高帶寬與延遲不高的應用場景下,混閃的部署成本依然要低于全閃。但如果是對性能有要求的話,相同的高IOPS性能下,全閃存儲相比混閃存儲,有著更低的發(fā)熱量和功耗,也能節(jié)省存儲部署的數(shù)量和空間,對機房空間的占用和TCO都會更低,能夠節(jié)約超過一半的能源成本。選擇全閃存儲,雖然成本會有所上升,但是從整體使用效果來看,性價比是遠大于傳統(tǒng)存儲的。
除此之外,浪潮還啟動了混閃免費升級全閃限時促銷活動,從7月到1日至9月30日,只要是新簽的AS5500G2、AS5600G2、AS5800G2存儲訂單,都能享受“混閃免費升級全閃”的待遇——這幾款浪潮存儲產(chǎn)品原本的1.8TB SAS硬盤將會被免費升級為1.92TB SSD,價格不變、性能提速10倍以上,物理容量還多6%。
七、閃存儲還有哪些優(yōu)勢?
浪潮全閃具備在線的重刪、壓縮功能,通過在線減少重復數(shù)據(jù)寫入的方法進一步的提升存儲介質的壽命,延長整個全閃系統(tǒng)的壽命,例如典型的Oracle數(shù)據(jù)庫場景,我們實測的數(shù)據(jù)縮減比可以到3:1以上,虛擬化場景下我們存儲數(shù)據(jù)縮減比可以達到5:1以上,浪潮全閃存儲的重刪壓縮使用了獨立的壓縮卡技術,不占用系統(tǒng)內(nèi)存空間,開啟后對于存儲系統(tǒng)性能損耗極低。另外使用閃存介質優(yōu)化后的存儲系統(tǒng),在功耗和相同IOPS下的物理空間利用 ,分別最大可下降80%的功耗和85%的物理空間需求,功耗的下降意味著供電和制冷損耗都會產(chǎn)生相應的下降,AIOps智能運維系統(tǒng)可以使客戶的運維人力成本下降50%以上。
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