采用Scale out MPP体系架构的IBM XIV系列存储器介绍

　　还是那句话，存储器也是计算机，而IBM公司的XIV存储器也是scale out MPP架构的典型性代表。有一点和别的厂家不一样，IBM公司非常高调地把XIV存储器定位为一个高端存储，并列出一些案例来证明是高端(反正都是国外的)。

　　下面我们来看看这个XIV到底是个什么东东：

　　IBM XIV存储器的体系架构图

　　上图是IBM XIV存储器的体系架构图，此种架构的存储设备就是一堆x86体系架构的紧耦合设备通过并行软件粘合起来，采用统一的全局的文件系统软件实现了“数据存放在所有硬盘之上”这个功能，因为全局文件系统本身就是跨在所有磁盘上的。

　　这些x86服务器可以分成两种类型，上面的6个我们称为Interface Module(除了负责存储数据以外还负责对外和主机相连，Interface Module通过FC口或iSCSI口与外部主机相连)，下面的九个我们称为Data Module(其主要功能是用于存储数据)。把这15个Module连接起来的就是两个高速的以太网络，9个Data Module和6个Interface Module都以冗余地方式连接到内部交换机中。

　　我们可以看到，XIV从物理架构上其实就是一个15台x86服务器组成的计算机集群，集群中的每个节点分别负责处理存储IO的相关工作。其实这种架构乍一看和我们前文介绍过的scale-up分布式处理器架构的大存储器还是很类似的，也是通过分布式的多个处理器处理整个IO流程，唯一不一样的是scale up是统一缓存编址;而XIV整个存储器采用了MPP体系架构，每个节点独立管理自己的缓存，整个缓存空间不是统一编址。

　　我们前文说过，设计出XIV的大侠就是存储行业顶顶有名的Moshe Yanai同学，scale up架构大存储器的鼻祖EMC Symmetrix就是他在上个世纪90年代的经典作品(当时称为MOSAIC 2000架构)。从scale up到MPP体系架构的转换，这会不会是存储行业变化的一个新的发展方向呢?我们将拭目以待。笔者以为，假以时日，基于这种体系架构的存储器应该也可以单独拎出来自成一派。

　　当然XIV这款存储器除了在存储体系架构方面的一些突破以外，还有一些其他的亮点，比如IBM XIV能够提供SAN光纤接口，可以无缝地融入到FC SAN环境中，这点前文提到了两家存储产品到现在还做不到。XIV数据保护方式和传统磁盘阵列的RAID技术不一样，XIV采用了以1MB为粒度的单元将数据写入到各个存储模块中，通过内部通过智能算法，实现数据在各模块的均衡分布(前文在介绍HP P4000和Dell EqualLogic系列存储器中都有提过相关概念)。XIV希望通过打散写入的方式来提高性能(多个磁盘并发相应主机端的IO请求)，据IBM称这种特殊的打散的方式也可以加快数据的恢复速度，具体细节参考下图：

　　IBM XIV提供SAN光纤接口

　　IXIV为scale out架构的MPP分支体系架构带来不少新意思，但是XIV也有一些可以进一步改进的地方：

　　1.容量消耗有些浪费，XIV空间利用率确实低了点，第一个版本中180块1TB的磁盘空间能够提供80TB的可用空间。笔者认为看起来较低的空间利用率是因为在XIV 180块磁盘中同时存储了元数据(meta data)和实际数据的原因。当然在存储工业里面一个公开的秘密就是所谓标称1TB的磁盘被操作系统格式化后至少也会减少一成甚至更多的可用空间，即180块1TB的磁盘即使不做RAID，其实也只有160TB左右的可用容量。

　　2.XIV的设计思路有些意思，但IBM一开始就想把XIV定位于高端存储器推销给客户，对于这一点笔者是持保留意见的，XIV现阶段只支持SATA磁盘甚至连SAS磁盘都不支持，为什么不采用转速更加快的SAS磁盘呢(其竞争对手HP P4000和DELL Equalogical阵列都能提供SAS磁盘呢，甚至个别型号还能提供SDD磁盘的支持);SATA盘性能不高，而且安全可靠性也不如FC和SAS磁盘，因此现阶段就把XIV存储器定位于高端存储值得商榷;

　　3.XIV用于内部互连各个模块的千兆以太网络似乎也不是太高级，如果下一代能够升级到infiniband交换机看起来就显得高档了。但是笔者认为在XIV的现阶段选择千兆以太网络和SATA磁盘都是对应匹配的，即整个系统能够做到各个部分都不是瓶颈。如果仅仅是为了加SAS磁盘而加SAS磁盘、或者仅仅单方面升级到一个更加快速的内联交换机，对于整个XIV存储系统的性能再提升也无太大意义。

　　当然XIV采用MPP体系架构的最大有点就是其可扩充性了，其基于工业标准服务器为基础的scale out设计思想使得整个系统的扩充变得非常容易，这时MPP架构的灵魂，但似乎在这一代的产品中还没有真正实现，用户现在只能购买固定配置的XIV存储系统。。

　　XIV采用MPP体系架构

　　关于IBM公司XIV存储器的更多资料大家可用和厂商咨询(特别是IBM赫赫有名的红皮书网址上有很多有用的东东)，笔者在这里提到这款产品，并把他归纳于Scale out架构的一种，是因为其采用了MPP的体系架构和底层完全打散的数据保护技术，而且设计者算是存储行业的泰斗，XIV也算是存储行业里有些新意思的一款产品。