wp 2014年主机市场中ibm ds8870产品分析与概述作

IBMDS8870的结 zSystems的功能及DS8870与zSystems之间的协 CaseStudy–针对KenyaPowerandLighting(KPLC)的高级zSystems基础架 DS8870R7.1增强功能（2013年6月 DS8870R7.2增强功能（2013年11月 DS8870R7.3增强功能（2014年5月 DS8870R7.4增强功能（2014年10月 中心整合方面拥有超过45年的经验。Krischer目前为Krischer&AssociatesGmbH的独立分析师，之前从1998年到2007年曾担任有关系统各个方面的物枚不胜举。但全球大部分关键信息的平台却鲜有提及。在全球前百位的金融机构、大型工业企业、机构及许多其他实体中，96%的企业使用IBMzSystemsTM作为其重要IT平台。本白皮书的论述重点便是IBMzSystems。目前，有三大供应商负责制造可与zSystems连接的高端企业系统，分别为：EMCVMAX2系统、VSAPG1000的Hitachi数据系统（其原始设备制造商为Hewlett-）及IBM的DS8000系列产品。上述所有系统均为多平台产品；不过本白皮书将集中论述这些系统的功能支持、协同作用及与zSystems的兼容性。EMC的高端产品VMAX3目前并不支持FICON通道。根据IDC在2014年第3季度的结果，DS8000在z/OS领域的市场份额为44%，EMC和HDS分别为29%和24%。HP在zSystems领域的市场份额可以忽略不计。IBM是zSystems的架构所有权人，而其他两个公司则负责提供zSystems的兼容产品。上述三大系统均为多平台产品；不过本白皮书将集中论述zSystems的功能支持、协同作用及与zSystems的兼容性。年和2011年便恢复了正常态势。在2013年和2014年，由于自动精简配置、分级、重或性能，还应支持多级媒介，包括固态硬盘(SSD)、不同容量的硬盘驱动器(HDD)（光纤SAS)SCSI(SAS)(SATA)磁盘。简言之，性能包含两个方面，一个是以每秒I/O操作数衡量的吞吐量(IOPS)，另一个是以毫秒衡量的硬盘响应时间。性能应满足服务水平协议(SLA)的要求，无论所用容量和工作量如何均应如此。若要提升资源利用率并妥善进行管理，则需要使用高级功能。企业的平均容量以每年20-40%的速度增长，但管理人员配备基本维持不变。在最近十支持数TB数据量的数据中心目前已可支持高达数PB的数据量。对于这种容量膨胀，唯一可行的应对方法便是采利用率和能耗方面的效率也同样重要。我们可通过自动精简容量、分级、自动数据放置、重复数据删除、压缩、小外形尺寸HDD、SSD及虚拟化加以实现。高效的系统可提升利用率，如此便可降低容量与资本开支和运营开支（CAPEX和OPEX），减少占地空POWER7+DS8870的性能处于市场领先地位。DS8870与zSystems之间的协同有助于进一步提升性能。借助全冗余设计、嵌入式加密、强自动数据分级、小外形尺寸磁盘、近线容量磁盘SSD、闪存卡及用户友好的GUI构建层IBM的SystemStorageDS8000系列产品是一款稳定的多平台高端系统，可满足用户当据镜像技术，用以确保业务连续性。DS8870可提供与zSystems协同所需的独特功能，这一点将在后文阐述。针对所有平台，特别是zSystems，DS8870具备顶级企业系统所需的IBMDS8870IBM的SystemStorageDS8000于2004年10月上市。该款磁盘系统使用基于IBMPOWER+处理器的架构，IBMPowerSystems（之前称为pSeries）（见图1）也使用了“DS8000系列产品端和后端ASICPOWER7+作DS8000是EnterpriseStorageServer（ESS，代号为“Shark”）的后续版本，该版本于1999年7月上市。DS8000使用三级处理设计：端和后端适配器中采用PowerPC及集成电路(ASIC)，并使用POWER7+作为对称多处理服务器(SMP)的主要控制器。IBMSystemStorageDS8000系列产品中的型号使用配备两个多核处理器的SMP。配备2、4、8和16核的POWER7+(4.228GHz)处理器支持同步多线程(SMT)。同步多线程“DS8000系列产品端和后端ASICPOWER7+作 PCIeIO图 DS8870高端系统框图（来源这些多线程功能有助于提升DS8870系统的I/O吞吐量。在常规的应用处理中，指令的执SD8000系列产品不使用缓存，其缓存会被分配作为IBMPower服务器内存的一部分。除了主内存外，Power服务器具有一个二级内存（L1和L2），从而实现三级内存层级。相比的单级缓存，SP群紧凑，处器速度L/2性更好的数据完整性保护。在正常运行过程中，S0保留一份写入拷贝和一份冗余写入拷贝。一旦外部电源出现扩展损失，电池便会提供足够的电量，以将缓存中的写入数据写入到专为此目的而预留的特殊磁盘中。在出现电源不足或其他故障时，甚至在集群一侧发生严重故障时，这种“交叉连接”的方法有助于防止写入数据发生丢失。S04B理LP。2007年7月，IBM推出了一款新的微码版本，其中在缓存预取算法方面进行了显著提升。这种新的预取顺序算法被称之为“自适应多流预取(AMP)”。AMP应用于自适应置换高速缓存(SARC)1，对于普通的顺序和批处理工作量，可显著提升性能。AMP引入了自优化预取算法，能够显著缓存效率，不仅可提高对工作量变化的响应性，最高还可将RAID-5另能是智能写缓存(IWC)，又称之为“写入逐级排序”。IWC能够优化写入缓存管理，有助于提升磁盘写入I/O的吞吐量，还可降低遗漏和后端磁盘写入之间的争用，从而提升整体I/O性能。DS8870可支持2~32个主机适配器（均为成对安装），且最多可支持128个光纤通道/IBMFICON主机端口，每个适配器配备4到8个主机端口。端口可配置为4Gbps或8Gbps的光可在传输数据时独立地自动协商，以根据主机HBA与速度相匹配。不过，这些端口在最初被定义为交换的点到点光纤通道协议(FCP)；每个端口还可设置为FCP端口、镜像端口或者FICON端口，这可为用户提供投资保护。PowerPCPCIeGen21自适应置换高速缓存(SARC)中的顺序预取”算法是一种自调整、自优化的缓存管理技术，适用于广泛的顺序或16个4端口、8GbpsHDD/SSD6主机适配器包括PowerPC处理器和ASIC。IBM借助功能丰富且高性能的ASIC充分利用了这一优势。这些ASIC负责RAID阵列的管理、监视与重建。通过系统化的双路径结构，可通过DS8870目前可支持8到1,536个（小外形尺寸2.5英寸）或8到768个（大外形尺寸3.5英寸）HDD或SSD磁盘驱动模块，外加240个闪存卡（混合配置）。DS8870中的所有驱动器均可加密，客户可自主决定是否激活加密功能。借助RAID5、RAID6及RAID10技术（单个RAID分组中必须使用相同的磁盘尺寸），可在混合配置中支持以下几种不同类型的磁盘：400GB闪存（146GB15,000RPM（300GB15,000RPM（600GB10,000RPM（600GB15,000RPM（1.2TB10,000RPM（4TB7,200RPM（DS8870支持各种高级功能，包括自动精简容量、高级恢复解决方案、业务连续性解决方案及高级拷贝功能等。如上所述，DS8870系统中的所有磁盘驱动器均支持全磁盘加密(FDE)功能。由于加密由磁盘驱动器完成，这对主机系统而言是透明的，且可用于所有平台，诸如z/OS、AIX、Linux、Windows等等。此外，由于每个驱动器都有其自身的加密引擎，因此在容量增加时也不会导致性能降级。池条块化功能可将1卷或1LUN的数据分布到多个RAID阵列及多个磁盘驱动器中，不仅可在无需特别调整的情况下实现性能最大化，还不会IBM的EasyTier功能，可自动移动数据并优化每个级（尤其是SSD驱动器）的使用。存取频繁的数据区会被自动移至更级的磁盘（如SSD），而存取不太频繁的数据区，无需手动干预，便会被移至较低层级的磁盘（如近线SAS驱动器）。zSystemsIBM所有，因此，IBM至少可在一定期限内为客户提供独有功能。为了确保兼容性，其他供应商须此类IBM独有功能的规范。IBM会向其提供这些功能的技术规范2，但不会直接提供代码，因此其他竞争对手必须自主开发代码。一般来说，其他供应商可在12到24个月之后推出这些功能的独有版本，有时甚至需要更长的，而且有些功能在目前已不支持。zSystems中最重要的功能包括：FICONzHPF)–zHPF可实现高性能数据传输并降低命令开销，从而更好地利用现有带宽。其中包含4项功能，每个功能均需zSystems服务器与系统之间的协作。所选的zHPF功能包括：多磁道（允许通过单一传输模式运行，或写入两个磁道以上的数据）、延伸距离、格式写入、QSAM、BSAM、BPAM及DB2列表预取。并行卷(PAV)和HyperPAV-该功能支持使用多个设备或别名来寻址单个I/OPriorityManager-支持由z/OSWorkloadManager提供的“重要性”和“成果”信息，从而实现执行优先次序的管理。I/OPriorityManager的服务质量(QoS)功能与zWLMI/O优先次序管理。zWLM会监视每个I/O，并通过基于zWLM服务类别的系统管理I/OQoS。zWLM能够向DS8870I/OPriorityManager提供相关信息，以便根据所需目标分配所需资源。因此，zWLM目前能够以端性能-DB2专业化的缓存算法可通过多次并行数据获取，优化DB2列表的预取操作。借助简单的FICON功能，系统可在每次协议交换时单个页面。对于全I/OCCW数据链，zHPF可将主机与系统之间I/O协议交换的次数降低到单次协议交换。带有zHPF的DB2ListPrefetchOptimizer可使系统并行全部的32个DB2页面，并在单次交换中将32个页面全部传回到主机。在任何时候，DB2均具有两个列表预取I/O；因此，DS8870可始终并行64个DB2页面。2内容为界面规范，例如用于调用函数的I/O命令。不包括实施信息，诸如针对既定的未来增强功能而包含其中的功能或设计要素，IBM为此而开发的优化功能。zDACz/OSDiscoveryandAutoConfiguration(zDAC)的性支持标准（厚）3390(EAV)3390数据卷，最高可达1TB的容量。zHPF格式写入、zHPF–DB2DB2（缓存算法、z/GM多器等等）。 DS8000系统支持zSystems及其他平台满足全部需求所需的一系列企业级复用技术。所FlashCopy（预留镜像）镜GlobalGlobalGlobalCopyMetro/Globalz/OSGlobalFlashCopy(PiT技术。该目标卷必须具备同等FlashCopySpaceEfficient(SE)即所谓的“快照”技术，可创建虚拟卷。在创建过程中，不会对FlashCopy（也称作“预留镜像”可在使用MetroMirror可靠性、可用性和可维修性(RAS)在IBMSystemStorageDS8870的结构和组件设计中扮演着非常重要的角色。DS8870基于POWER7+服务器的冗余集群。其他所有组件的设计旨在确保完全冗余性。DS8000系统和IBMPower服务器所共用的技术可降低生产成本，同时可确保一流的RAS。DS8000系列产品实际上是IBMPOWER处理器最大的用户。通过使用相同的组件，IBM可充地理分散并行系统综合体zSystems支持并行系统综合体作为本地或集群。单个集群最多可容纳32个本地或主机。zSystems并行系统综合体可与IBM的恢复软件一同运行，我们称之为“地理分散并行系统综合体(GDPS)”。GDPS支持自动完全站点失效安全功能，而不会或很少会出现数据丢失。IBMzSystemsGDPS是一款多站点的应用可用性解决方案，具有恢复时间短、2011年6月，IBM通过针对GDPS的一些重大增强功能扩展了zEnterprise的业务弹性，这些增强功能除了包括通常所用的活动/备用配置外，尤其还包括活动/活动配置。GDPS的活动/活动持续可用性是下一代的GDPS，也是从失效安全模型到近持续可用性模型的根本性转变。IBM打算逐步推出由GDPS活动/活动持续可用性解决方案构成的额外配置，该款解决方案适另一个可用性功能是HyperSwap。对于IBM主机和Power服务器而言，该功能可能是在业务合体的单点故障。HyperSwap已在多款两个或本地安装系统之间的基本HyperSwap可为计划或非计划的运行中断提供自动失效安全功能，且可仅仅与z/OS一起部署，而无需多站点GDPS。与GDPS一样，除zSystems和Power服务器以外的任何其他平台，均不具备同等功能。有关基于zEnterprise基础架构的强大SAP全英房屋抵押(NationwideBuildingSociety)3是英国的一家大型金融机构。该之前所用的基础架构基于多个新旧平台构建，非常难以开发和管理。该希望对这一架构进行GDPS/MzGMzSystems的SAP，并选择带AIX的IBMPower服务器作为其应用服务器。影响该决策的主要因素是这些平台的可靠性、可用性及可扩展性。硬件配置示例如图2所示。案例研究-KenyaPowerandLighting(KPLC)的高级zSystems基KPLC是东非的最大配，选择zSystems作为其自动化系统，用以提供所有业务流程的实时状态。该系统将帮助KenyaPower实施其战略计划，即在现有260万客户群的基础上增加100万客户，并截至2015年，将当前的发电量从2025兆瓦提升至5000兆瓦以上。新的基础架构将使用高级的IBM分析功能，以便KenyaPower研究并对比实时数据与历史数据，从而3全英房屋抵押是全球最大的房屋抵押，也是英国境内的第二大储蓄服务提供商以及英国抵押服务提供商前三强之一。该还是活期账户、、ISA及个人的主要提供商之一。该大约有1,500万客户可以在网点或通过、互联网和邮局管务。该拥有大约15,000名员工，其总部位于Swindon，行政中心设于Northampton、Bournemouth和Dunfermline。此外，该还在英国各地设立了多个呼叫中心。10个关键运营来源的数据进行整合，从而提供企业数据的单一视图。IBMSymphonyGroupKenyaPower开发了一整套解决方硬件-SystemzBC-12服务器、DS8870系统、PureData 和IBMDS8000的开发速度远远超过其他竞争对手。在最近10年里，IBM共推出了7款DS8xxx系列产品，从数量上是其他竞争对手的两倍。IBM每年至少发布两次新产品或新功能，或者两者兼而有之。许多新功能的推出旨在实现与IBMzSystems主机与IBMPower服务器的协同。自从本白皮书的初版于2013年5月发布以来，IBM已对该平台了进行了四次提升。DS8870R7.1增强功能（2013年6月EasyTierV功能，支持将数据卷连接至给定层级和热图(HeatMap)传输，藉此可将EasyTier的“学习元数据”传输到镜像目标。其他竞争对手所不具备的这一独特功能可减少在恢z/OSSoftFence支持主机系统将数据卷置于“软防护”状态，也支持数据卷从“软防护”状态中退出。在某个数据卷处于“软防护”状态时，磁盘子系统会任何主机系统读写该数据卷。该功针对系统综合体和DS8000的时间戳同步-发生时，活动/活动GDPS会需要了解软件复用和GM的统一点，以便调解A/A工作量数据的两份拷贝。通过新的ICKDSFVerifyOffline命令，可防止在通过z/OSICKDSF初始化数据卷时出现意外DS8870DS8870R7.2增强功能（2013年11月此次主要为硬件增强，包括POWER7+处理器、新性能及近线HDD和微码增强等，最高可实现20%的IOPS性能提升，还可降低延迟。DS8870R7.3增强功能（2014年5月高性能闪存模块（“HPFE”）是此次发布中最重要的部分。1U直接插入到两个DS8870POWER7+处理器综合体的PCIe光纤中。所有的RAID计算均通过HPFE内部的硬编码完成，其中包括两个RAID控制器及16或30个支持加密的eMLC闪存卡（每个容量为400GB），RAID5容量最高可达12TB（原始容量）或9.2TB（可用容量）。RAID分组采用6D+P配置，每个模块配备两个备用。基架(A)和首个扩展机架(B)最多可配备4个高性能闪存模块(HPFE)，可提供超过73TB的可用容量4。每个模块均可独立安装，互不干扰。RAID控制器采用专门设计，可充分发挥基于闪存的性能优势。相比当前的2.5"SSD，DS8870中密集的闪存模块配置在同等容量条件下可提供四倍的IOPS吞吐量。单个HPFE可实现250,000IOPS，最高可将数据库性能提升3.2倍并实现3.4GB/s的数据传42014104DS8870DS8870R7.4增强功能（2014年10月通过多目标镜像(Multi-TargetMirroring)提升恢复保护性能：使用单个数据卷作多增量(MultipleIncrementalFlashCopy)：单个来源最多可达12个目标卷的增量拷第7代EasyTier：通过与zSystems的高级集成，可支持应用进行性能需求通信，从而实现最优的数据放置。通过API，应用提示可设置意图，而EasyTier可将数据移至正确的层级，以便于应用直接管理应用数据集的EasyTier“温度”。还支持DB2提前向EasyTier告知应用的数据使用意图，从而减少学习过程的时间。IBMzHyperWriteDS8870MetroMirrorDB2日志写入性能。DB2支持主卷和辅助卷的并行日志写入，最高可将DB2日志写入时间降低43%，也有助于提升性能。IBM的SystemStorageDS8000系列产品是一款稳定的多平台高端系统，可满足用户当实现与zSystems的协同；此外DS8870z实现与zSystems的协同；此外相比其他供应商，IBM是一家极具技术实力的公司，可为其产品开发所需的技术。IBM通过不同部门之间的协调并借助专为不同产品设计的“定制化”技术提供产品。一款全新存与其他供应商不同，IBM的全局镜像(GlobalMirror)功能不会收集缓存中的数据修改，而是采用“磁轨位图”技术，在临时“Delta集”时，几乎不耗费任何缓存容量。一旦数据写入主站点，通信链路带宽的高效利用对性能以及拷贝实施的整体成本具有重大影响。全局镜像旨在以在主机市场上，仅有4家供应商参与竞争，分别为EMC、HDS、HP（HitachiXPP950的原始设备制造商）及IBM。不过，目前仅有IBM可提供技术最为先进的系统及紧