H3C ONEStor分布式存儲係統

隨著雲計算、移動計算、社交媒體以及大數據的發展,使得數據爆炸式增長。一方麵,企業要存儲這些數據,以便對數據進行利用;另一方麵,相比於數據中心的計算模塊和網絡模塊,存儲模塊在近三十年雖然一直發展,但發展緩慢,並未出現技術革命帶來存儲領域的翻天覆地的變化。現實的情況是:傳統的存儲係統已經很難滿足爆炸增長的數據需求,急需要新的存儲技術進行變革。業界在近年提出了分布式存儲解決方案。H3C ONEStor分布式存儲係統通過領先的分布式架構,極易維護的管理平台,全自動化的運維能力,實現了存儲性能的線性擴展,可靠性的大大提高,降低了用戶的使用門檻,通過係統自身的自動化運維特性,無需非常專業技能即可實現存儲係統的管理維護,簡單易用。此外,ONEStor係統可部署於標準X86服務器,對硬件無特殊要求,真正實現軟件定義存儲。



領先的分布式架構

H3C ONEStor 存儲係統采用全分布式的架構:分布式管理集群,分布式哈希數據分布算法,分布式無狀態客戶端、分布式 Cache 等,這種架構為存儲係統的可靠性、可用性、自動運維、高性能等方麵提供了有力保證。其係統架構組成如下圖所示:



自動化的運維能力

存儲集群自動化快速部署,包括批量部署、單節點增減、單磁盤增減等,加快係統上線速度。

自動監控報警係統,發生故障時能快速界定問題、排查故障,提高運維效率。

可根據不同硬件能力,靈活地對集群中的節點進行配置部署,提高硬件資源利用率。

方便地進行故障域隔離,以及對數據存儲位置進行靈活選擇,提高業務應用可靠性。

自動化的數據均衡能力,增刪節點或者節點故障時,自動進行數據恢複,保證集群的高可用性。

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線性擴展能力

ONEStor 係統采用分布式係統設計,其存儲容量和性能隨著服務器節點以及硬盤數量的增加而線性增加。由於每個 LUN 都橫跨全部節點服務器和物理磁盤,所以每個 LUN 都可以利用全部服務器和物理磁盤的性能,從而提供比傳統存儲更高的性能。

下麵圖示顯示 ONEStor 係統的 IOPS 和吞吐能力隨節點服務器數量的增加而線性增加的狀態。

圖 2 IOPS 隨著節點的增加線性增加

高可靠性

(1)多副本機製

對存儲係統來說,可靠性一般指其對存儲的數據無差錯地保存能力,一般以在一段時間內的不出錯的概率來表示,而 ONEStor 存儲係統的數據可靠性最高可以達到 11 個 9,即 99.99999999%。

為了對數據存儲獲得高可靠性,常用的方法就是多副本技術,即把用戶的數據在存儲體中存放多份,比如典型的 3 副本。在這種情況下,隻有在 3 份數據全部丟失,用戶的數據才會真正丟失。在 ONEStor 係統中,數據的多副本分布示意圖如下圖所示。

(2)數據強一致性

所謂一致性,粗略地說, 就是分布式係統通過副本控製協議,使得從係統外部讀取係統內部各個副本的數據在一定的約束條件下相同。依據一致性的強弱條件不同,副本一致性可以分成若幹級別,如強一致性、單調一致性、會話一致性、最終一致性等。在 ONEStor 係統中,采用副本強一致性,隻有當所有副本全部都完成寫入以後才會進行確認返回,將用戶數據可靠性放在了整個存儲係統的第一位,保障用戶數據的最高可靠性。

靈活的分區存儲

存儲集群的性能取決於兩方麵:一方麵是單節點的能力,另一方麵是係統的擴展能力。ONEStor 係統的性能可以隨節點的規模而線性擴展,所以對第二點來說,已經達到了最大化。對於單節點的能力,ONEStor 在係統設計和硬件配置方麵非常靈活,可以實現不同硬盤類型的混合部署方式,實現分區存儲。

ONEStor 係統支持的硬盤類型包括:全 HDD、SSD+HDD 混合組網、全 SSD。在 SSD+HDD 混合組網模式下,ONEStor 係統既可以將 SSD 作為 Cache 使用,也可以將 SSD 和 HDD 放到不同的 pool(存儲池),做分層存儲使用。這樣的混合部署方式既可以發揮 SSD 的 IOPS 和吞吐量的優勢,又可以發揮 HDD 的容量和價格優勢,是目前最合理和廣泛的使用方式。

提供統一存儲服務

從存儲係統的業務供給能力角度看,不同的存儲係統可以提供塊存儲(FC SAN/IP SAN)、對象存儲(Object)、文件存儲(NFS、CIFS 等)三種不同類型的存儲服務。假如用戶有多種需求,就需要購買不同類型的存儲係統。

H3C ONEStor 分布式存儲係統就可以徹底解決這樣的用戶需求,ONEStor 單平台即可提供塊、對象、文件等多種不同的存儲接口,為用戶提供多種不同的存儲服務,從而達到統一存儲的特性,降低多種存儲係統帶來的運維複雜度,提高存儲資源利用率,節省機房空間。


指標項

規格參數

備注

存儲類型

塊(Block),對象(Object)、文件(NAS)

統一存儲

存儲接口

iSCSI,S3,Swift,NFS,CIFS等

多種接口類型

存儲架構

分布式存儲架構

性能線性增長,集群部署

存儲介質

HDD、SSD

可支持混合部署

讀緩存加速

支持


寫緩存加速

支持


節點在線增刪

支持


精簡配置

支持


數據可靠性冗餘

多副本、糾刪碼


數據分層存儲

支持


存儲快照

支持


存儲故障域

支持

保障機櫃級宕機可靠性

存儲隔離域

支持

硬件故障後業務高可用

容災備份

支持


標準X86平台部署

支持


超融合部署

支持


OpenStack平台

支持

Swift、Cinder接口

KVM、vSphere、Xen、Hyper-v

支持

標準虛擬化均支持



在實際案例中,H3C ONEStor 既可以和計算虛擬化進行超融合方案組網部署,也可以部署獨立集群提供 IP SAN 進行組網。

在超融合組網中,H3C CAS 計算虛擬化係統和 ONEStor 分布式存儲係統融合部署,以統一集群的形式對外提供服務。具體組網如下圖所示:

典型組網一:超融合部署組網


提供獨立 IP SAN 存儲服務組網圖如下:

典型組網二: 獨立 IP SAN 部署組網

典型應用場景

雲計算虛擬化場景:

H3C ONEStor 存儲係統和 H3C CAS 虛擬化融合,ONEStor 作為虛擬計算的後端存儲。虛擬機的應用包含基礎服務架構類應用:FTP、DNS、PROXY、AD、DHCP server 等;WEB 類應用(B/S 架構)中的 Web 服務器、中間件(APP)服務器:辦公 OA、郵件係統、雲網盤、選課、報稅等軟件。以及其他輕載類應用、非 IO 密集型應用,可多業務、多虛擬機混合負載在 ONEStor 分布式存儲上。 組網圖參考上文超融合部署組網圖。

虛擬桌麵應用

虛擬桌麵對存儲的需求是跟業務強相關的,可以根據每個虛桌麵正常運行時需要 15~30 個 IOPS 來估算虛桌麵係統對存儲的性能要求。VDI 開啟時需要 60 個 IOPS,大量 VDI 同時啟動時會產生啟動風暴,要使用 SSD 緩存加速。

備份係統

ONEStor 和備份軟件配合,為生產係統的主用存儲提供備份功能。

企業雲網盤

ONEStor 可作為企業雲網盤的後端存儲平台,可對接第三方的企業網盤軟件,如(愛數雲網盤)提供企業雲網盤方案,充分利用 X86 服務器資源替代傳統存儲,大大降低方案成本。

H3Cloud OS 雲管理平台 / Openstack 後端存儲

ONEStor 還可以作為 H3C 雲管理平台以及標準的 OPENSTACK 平台的後端存儲。除了作為塊存儲和 Cinder 對接,作為對象存儲和 Swift 對接,還可以和 Keystone、Glance、Nova、Cinder 等模塊對接配合。


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