hchcna-storage v3bssn第九章存储产品介绍

HC1109109OeanStorV3V3R2V3.0代锦秀900029172015.07税绍兰/00329529新开发HC1109109

华为存储产品介绍华为公司在传统RAID的技术上研发了一种称为RAID2.0+的高级RAID技术，以提供更好的数据读写效率和数据保护方法。本章将首先介绍RAID2.0+技术的原理，然后介绍华为的存储产品，特别是OceanStorV3存储产品。学习完本课程后，您将能够：描述华为RAID2.0+技术原理；理解采用RAID2.0+技术时，热备空间如何提高数据重构效率的；列举华为OceanStorV3系列的融合优势；列举华为重点存储产品及其特点。RAID2.0+技术OceanStorV3产品OceanStor系列产品RAID技术发展热备传统RAIDRAID2.0+LUN虚拟化RAID2.0+软件逻辑对象RAID2.0+基本原理硬盘ExtentCKG……硬盘0硬盘1硬盘n硬盘k…………LUNExtentExtentExtentCK…………热备空间硬盘域DiskDomain即硬盘域，是一堆硬盘的组合（可以是整个系统所有硬盘），这些硬盘整合并预留热备容量后统一向存储池提供存储资源。物理硬盘硬盘域#1硬盘域#2Tier高性能层性能层容量层热备空间策略注意：热备空间是按存储层中的硬盘个数和热备策略来保留的。热备空间只是相当于1块或n块盘的空间，而是分散在整个存储层中的。保留的热备空间的容量随着硬盘域该存储层中硬盘数的增加，是非线性增长的。硬盘域各存储层中保留的最小热备空间是相当于1块盘的容量。硬盘数（块）高热备策略的容量（块）低热备策略的容量（块）1～121113～24225～483249～72473～12053121～1686169～26474265～3608StoragePool&TierStoragePool即存储池，是存放存储空间资源的容器，所有应用服务器使用的存储空间都来自于存储池。Tier即存储层级，存储池中性能类似的存储介质集合，用于管理不同性能的存储介质，以便为不同性能要求的应用提供不同存储空间。存储层级层级名称支持硬盘类型应用Tier0高性能层SSD性能和价格较高，适合存放访问频率很高的数据Tier1性能层SAS性能较高，价格适中，适合存放访问频率中等的数据Tier2容量层NL-SAS性能较低，价格最低且单盘容量大，适合存放大容量的数据以及访问频率较低的数据RAID级别RAID策略RAID11D+1D，1D+1D+1D+1DRAID10系统自动选择2D+2D或4D+4DRAID32D+1P，4D+1P，8D+1PRAID52D+1P，4D+1P，8D+1PRAID50(2D+1P)*2，(4D+1P)*2，(8D+1P)*2RAID62D+2P，4D+2P，8D+2P，16D+2PDiskGroup（DG）即硬盘组，由硬盘域内相同类型的多个硬盘组成的集合，硬盘类型包括SSD、SAS和NL-SAS三种。DiskGroup（DG）硬盘类型SSDSASNL-SASLogicalDrive（LD）即逻辑磁盘，是被存储系统所管理的硬盘，和物理硬盘一一对应。LD（逻辑磁盘）LD0LD1LD2LD3Disk0Disk1Disk2Disk3Chunk简称CK，是存储池内的硬盘空间切分成若干固定大小的物理空间，是组成RAID的基本单位。Chunk（CK）ChunkGroup简称CKG，是由来自于同一个DG内不同硬盘的CK按照RAID算法组成的逻辑存储单元，是存储池从硬盘域上分配资源的最小单位。ChunkGroup（CKG）DGCKGDGCKGDiskDiskCKExtent是在CKG基础上划分的固定大小的逻辑存储空间，大小可调，是热点数据统计和迁移的最小单元（数据迁移粒度），也是存储池中申请空间、释放空间的最小单位。Extent在ThinLUN模式下，Extent按照固定大小被进一步划分为更细粒度的块，这些块称之为Grain。ThinLUN以Grain为粒度进行空间分配，Grain内的LBA是连续的。GrainVolume即卷，是存储系统内部管理对象。LUN是可以直接映射给主机读写的存储单元，是Volume对象的对外体现。Volume&LUNVolumeLUNserverStorage基于RAID2.0+的文件系统RAID2.0+的优势安全可信自动负载均衡，降低整体故障率快速精简重构，改善双盘失效率故障自检自愈，保证系统可靠性弹性高效虚拟池化设计，降低存储规划管理难度增加LUN所跨硬盘数，大幅提升单LUN性能空间动态分布，灵活适应业务变化自动负载均衡，降低整体故障率快速精简重构，改善双盘失效率两种重构方式对比RAID2.0传统RAID故障自检自愈，保证系统可靠性传统RAIDRAID2.0+需要手动配置单独的全局或局部热备磁盘分布式的热备空间，无需单独配置多对一的重构，重构数据流串行写入单一的热备磁盘多对多的重构，重构数据流并行写入多块磁盘存在热点，重构时间长负载均衡，重构时间短虚拟池化设计，降低存储规划管理难度增加LUN所跨硬盘数，大幅提升单LUN性能空间动态分布，灵活适应业务变化SmartVirtualizationRAID2.0+技术OceanStorV3产品简介OceanStor5300V3/5500V3/5600V3/5800V3/6800V3OceanStor18000V3系列OceanStor系列产品OceanStorV3系列-企业级融合存储OceanStorV3关键特性精湛的硬件工艺SSD&HDD融合高端，中端，入门级融合SAN&NAS融合异构存储融合管理简单，统一Primary&BackupStorage融合OceanStorV3系列定位一体化统一存储架构OceanStorOS

SAN与NAS并行架构示意图SystemControlStoragePoolObjectFileSemanticsFileService(CIFS/NFS)NASCacheVolumeLUNSemanticsBlockService(FC/iSCSI)SANOceanStorV3软件架构OceanStorV3增值功能（1）HyperSnap（快照）HyperReplication(远程复制）HyperClone(克隆)HyperCopy（LUN拷贝）HyperMirror(卷镜像)pressionSmartDedupeCIFS&NFS&FTP&HTTPOceanStorV3增值功能（2）SmartCache SmartPartitionSmartQOSSmartTierSmartMigrationSmartVirtualizationWORMRAID2.0+技术OceanStorV3产品简介OceanStor5300V3/5500V3/5600V3/5800V3/6800V3OceanStor18000V3系列OceanStor系列产品OceanStorV3硬件平台型号控制框(SAN+NAS)硬盘框5300V35500V35600V35800V36800V32U盘控一体3U盘控分离6U盘控分离2U25*2.5”硬盘框4U24*3.5”硬盘框4U75*3.5”高密硬盘框OceanStorV3硬件特点（1）高性能：PCIE3.0高速总线和SAS3.0高速IO通道SSD盘加速可外接加速模块高可靠性：全冗余设计，部件失效保护内置BBU+数据保险箱硬盘坏道修复硬盘数据预拷贝OceanStorV3硬件特点（2）高可用性TurboModule技术在线扩容技术绿色节能：CPU智能调频风扇精细化调速5300V3/5500V3产品形态体系架构采用最新的盘古硬件平台5300V3/5500V3：盘控一体（2U盘控一体）Active-Active冗余双控制器5300V3/5600V3控制框组件5300V3/5500V3前视图介绍（1）1保险箱盘标识2硬盘模块拉手3硬盘模块卡扣4整机标签5控制框ID显示器6电源指示灯/电源开关按钮5300V3/5500V3前视图介绍（2）1硬盘模块2保险箱盘标识3整机标签4控制框ID显示器5电源指示灯/电源开关按钮6硬盘模块卡扣电源、BBU、风扇一体模块1+1冗余电源转换效率高达94%BBU可单独更换支持-48V和240V直流接口模块每控提供2个接口模块槽位接口模块支持热插拔接口类型丰富：16GbFC、12GbSAS、GE、10GETOE、10GEFCoE、8GbFC板载扣卡接口5500V3支持4*8GFC5300V3支持4*GE接口SAS级联口每控提供2个SAS级联口USB口每控提供1个USB口（预留）管理网口配置网口串口5300V3/5500V3后面板端口介绍图标和状态指示灯控制框和硬盘框告警指示灯。表示管理网口。控制框和硬盘框的风扇标记。表述维护网口。电源标记。控制框BBU电源标记。硬盘框定位标记。显示框号。控制框和硬盘框电源指示灯（正面）。OceanStor5600V3/5800V3控制框BBU模块5600V3：1+1冗余；5800V3：2+1冗余支持交流电源掉电保护控制模块双控制器自动变频，降低能耗自带风扇模块（即风扇集成在控制模块中，但可以独立维护）OceanStor5600V3/5800V3控制框管理模块1+1冗余支持热插拔支持多控Scale-out互联，实现心跳电源模块1+1冗余转换效率高达94%支持240V高压直流接口模块16个接口模块槽位，支持热插拔接口类型：8Gb/16GbFC、GE、10GETOE、10GEFCoE、10GE电口、SmartIO、IB、12GbSAS、重删压缩加速模块电源模块1123546789管理板2USB（预留）3管理网口4维护网口5串口612GbminiSASHD78GbFC端口8GE端口9特别说明：1、一个管理网口，可以管理A控和B控，即管理网络是全互联方式2、串口是有对应关系的，SMM0管理板的串口对应B控制器。SMM1管理板的串口对应A控制器5600V3/5800V3后端接口示意图5600V3/5800V3控制框组件控制模块支持双控和四控两种配置主流服务器平台自动变频，降低能耗自带风扇模块（即风扇集成在控制模块中，但可以独立维护）BBU模块3+1冗余支持直流/交流电源掉电保护6800V3硬件架构-前视图ABCD6800V3硬件架构-后视图接口模块四控时，支持24张接口模块槽位。双控时，支持12张。最大支持2000个盘接口模块支持热插拔接口类型丰富：16GbFC、12GbSAS、GE、10GETOE、10GEFCoE、8GbFC管理模块1+1冗余支持热插拔支持多控scaleout互联，实现心跳电源模块1+1冗余转换效率高达94%支持240v高压直流USB（预留）1管理网口02管理网口13管理网口24维护网口5串口612GbminiSASHD78GbFC端口8GE端口9特别说明：1、一个管理网口，可以管理A控、B控、C控、D控，即管理网络是全互联方式2、串口是有对应关系的，SMM0管理板的串口对应B控制器。SMM1管理板的串口对应A控制器1723456896800V3端口介绍普通硬盘框硬件架构硬盘模块电源模块级联模块硬盘模块风扇模块级联模块电源模块4U硬盘框（24盘位），支持24块3.5英寸硬盘2U硬盘框（25盘位），支持25块2.5英寸硬盘高密硬盘框硬件架构系统插框电源模块风扇模块级联模块硬盘模块4U高密硬盘框（75盘位）支持安装75块3.5英寸硬盘OceanStor系列I/O模块存储系统支持多种类型的I/O模块用来连接主机，连接硬盘框，或控制框间互连。接口卡硬件描述-SmartIO融合接口卡1模块电源指示灯/热拔插按钮216GbpsFC/8G10GbpsFCoE端口3端口link/Active/Mode指示灯4模块拉手5端口模式丝印图标12345板载SmartI/O接口卡116GbFC/8GbFC/FCoE端口2端口link/Active/Mode指示灯3模块拉手4端口模式丝印图标1324硬盘框级联原则控制器A上的级联接口模块连接到硬盘框的级联模块A，控制器B上的级联接口模块连接到硬盘框的级联模块B。存储设备上的所有EXP级联端口只能与PRI级联端口相连，否则将导致业务中断。同一级联环路上，高密硬盘框和普通硬盘框不能混接。如果级联两个或两个以上数量的硬盘框，建议根据控制框上级联端口的数量组建多个级联环路，每个级联环路上的硬盘框数量尽量保持一致。一个SAS端口最多级联8个硬盘框，推荐一个SAS端口级联的硬盘框数不超过5个，将2个SAS端口并在一起最多级联8个高密硬盘框。除配置硬盘框与控制器A和控制器B都直接连接，同一级联环路中的其他硬盘框应采用正反接的方式，形成两个相互独立、互为冗余的链路，以达到最佳的组网可靠性。硬盘框级联方案（5300/5500V3）高密硬盘框级联方案（5300/5500V3）硬盘框级联方案（5600/5800V3）高密硬盘框级联方案（5600/5800V3）硬盘框级联方案（6800V3）IPscale-out扩控scale-out是相对scale-up来说的概念。scale-up：传统的纵向扩展架构，即利用现有的存储系统，通过不断增加存储器件来满足用户日益数据增长的需求。scale-out：横向扩展架构，升级通常是以节点为单位，通过扩展更多的控制器来满足用户数据增长的需求。扩控的组网方式有两种：直连方式组网和交换机方式组网。交换机组网：适用于所有扩控场景，包括2控扩展到4控和2控扩展到8控。直连组网：存储系统通过直接连线方式进行扩控，适用于2控扩展到4控场景。两个控制框直连两个控制框通过交换机连接OceanStor18000V3系列极致稳定系统架构和方案可容忍双点失效极致性能每秒300万次数据读写能力,稳定时延低于1毫秒@240万面向未来融合文件/SSD/备份/第三方存储向未来云架构平滑演进16控制器16TB缓存9600硬盘384主机接口RAID2.0+技术OceanStorV3产品简介OceanStor5300V3/5500V3/5600V3/5800V3/6800V3OceanStor18000V3系列OceanStor系列产品OceanStor18000V3-SmartMatrix架构Cache持续镜像无源背板互联SAS3.0后端全互连ABCD4控制器全对称引擎SmartMatrix2.0架构OceanStor18000V3引擎架构示意图ABCDPCI-E3.0无源背板互连4个控制器间采用PCI-E3.0总线内部互连,交换带宽达128Gb/s。SAS3.0后端全互连单引擎内4个控制器可通过SAS3.0后端全互连I/O模块访问引擎内所有硬盘，实现后端资源的全共享，且无需控制器转发。SmartMatrix2.0关键技术（1）正常情况一个控制器故障(如A控)再坏一个控制器(如D控)当一个控制器故障时，其承载的业务快速切换到镜像控制器，剩余的控制器重新建立镜像关系，确保所有控制器Cache数据仍然有镜像，始终处于冗余保护状态。控制器故障时，用户数据可以始终保持回写状态，在保证可靠性同时，用户业务性能同时处于最佳状态。Cache持续镜像

SmartMatrix架构可扩展至16控制器SmartMatrix16控制器全冗余稳定可靠平滑扩展RAID2.0+技术OceanStorV3产品OceanStor系列产品华为存储产品（1）企业统一存储解决方案OceanStor18000V3系列OceanStor6800V3OceanStor5300/5500/5600/5800V3OceanStorDorado2100G2/5100OceanStorS2200TOceanStorS2600T/S5500T/S5600T/S5800T/S6800TOceanStorVIS6600TOceanStorSNS2124/2224/2248OceanStorSNS3096/5192/5384华为存储产品（2）海量存储产品:OceanStor9000大数据产品

OceanStorUDS海量存储产品OceanStorN8500集群NAS系统数据保护解决方案备份解决方案容灾解决方案存储软件:OceanStorBCManager OceanStorDorado产品特点系统资源优化针对纯固态硬盘系统架构I/O调度模块进行了优化采用SSD专用高效CACHE算法HSSD硬盘内部自行周期性巡检系统资源优化HSSD内部巡检Dorado集中资源处理主机I/OOceanStorDorado产品特点快速格式化技术：Dorado存储系统采用独特的快速格式化技术，利用控制器和华为自研HSSD之间的私有通信协议，在3秒内即可完成整个LUN的格式化操作。Dorado快速格式化技术LUN可用创建LUN完成格式化后台格式化用户业务快速格式化创建LUN完成格式化用户业务Dorado传统阵列业务被影响业务不被影响

卓越性能：业界最快的NAS系统

弹性空间：业界最大单一文件系统

开放融合：多种接口，承载多业务应用

简化管理：统一视图，统一管理OceanStor9000业界领先的Scale-out大数据存储系统OceanStor9000特点对象检索查询数据分析HPC视频监控应用层硬件节点层媒体与娱乐Node分布式数据库WushanSQL企业级HadoopFusionInsightHadoop数据处理层NFSCIFSHDFSObjectSQLMR/HbaseNodeNodeNodeNodeNodeNodeNode分布式文件系统OceanStorDFS归档NodeNode网盘话单查询精准营销上网行为分析商业推广文件OceanStor9000大数据存储系统架构NodeNodeNodeNodeNodeNodeNodeNodeNodeNode对象检索查询数据分析HPC视频监控应用层硬件节点层媒体与娱乐Node分布式数据库WushanSQL企业级HadoopFusionInsightHadoop数据处理层NFSCIFSHDFSObjectSQLMR/HbaseNodeNodeNodeNodeNodeNodeNode分布式文件系统OceanStorDFS归档NodeNode网盘话单查询精准营销上网行为分析商业推广文件OceanStor9000大数据存储系统架构NodeNodeNodeNodeNodeNodeNodeNodeNodeNodeOceanStor9000硬件节点类型P12P25P36C36C72I252U，3.5，12盘位2U，2.5，25盘位4U，3.5，36盘位4U，3.5，36盘位4U，3.5，72盘位2U，2.5，25盘位高性能存储节点P系列大容量归档节点C系列分析节点I系列面向高清编辑，新闻制作，高端HPC面向近线存储，视频监控面向在线存储，低端HPC，视频监控面向大数据分析，视频分析OceanStor9000组网类型内部组网由华为部署完成，客户无需关注10GE交换机、IB交换机或千兆交换机10GE交换机、IB交换机或千兆交换机（客户提供）GE交换机管理服务器应用服务器OceanStor9000前后端10GE组网前端千兆后端万兆组网前端10GE，后端IB组网前后端IB组网前后端千兆组网（不推荐）注：

1.除前后端GE组网不单独配置GE管理交

换机，其他组网都需单独配置一台GE管理交换机2.除IB交换机外，其他软硬件均为华为自研配额管理OceanStor9000关键技术概览文件系统ErasureCode全局缓存负载均衡分级存储VSNamespacedirfiledirdirfilefilefile统一命名空间NamespacedomaindirfileNamespacedirdirfilefilefile独立命名空间文件系统关键技术:统一命名空间特性描述：对外提供统一的文件系统命名空间，该空间可以使用和管理系统的全部可用容量。将文件系统空间以目录的形式对外呈现。命名空间随系统启动自动创建，其名字和系统名字一致。OceanStor9000关键技术：ErasureCode

ErasureCode防止文件丢失的主要技术大文件切分成4GB大小的数据块数据块可以分布在多个磁盘上，可以分布在跨多个机架的OceanStor9000系统上提供了高可靠，可选择的文件保护措施Erasurecode类似于RAID技术，又称为节点间分布式RAIDFailedFailedFailedFailedFailedFailedFailed传统Raid5，可容忍1块硬盘