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IDF 2012:揭秘云存储使用模式与模型

  【IT168 专稿】4月11日,以“引领潮流 直面未来”的英特尔全球高水平技术论坛活动——英特尔IDF大会在北京国家会议中心拉开帷幕。在此次会上,作为全球IT技术的领导者,英特尔再次针对未来的技术趋势及发展做了讲解,这之中包括云计算、下一代数据中心、lvy Bridge微架构以及固态硬盘等内容。

英特尔提出标准化硬件云存储模型
▲英特尔IDF大会现场直播,点击图片进入直播专题查看更多内容

  不管是传统的数据中心还是现在各厂商、企业盼望的新型数据中心,其不可避免地涉及到三个重要要素,即计算、存储和网络,三者缺一不可。这三个因素对于提高数据中心运营效率非常重要,如何在这三者的基础之上实现性能与利用率的平衡非常重要,作为全球IT技术领先的英特尔公司今天向我们公布了未来云数据中心之中存储部分的通用架构,在这之中又根据应用对存储性能的不同需求提出了三种不同的通用存储基础设施设计架构。

  全球数据疯长是一个不争的事实,据英特尔提供的数据显示,从IDC的存储容量增长情况来看,包括传统数据库等结构化数据占总存储增量的百分比约为23.6%,备份、数据仓库等复制数据在总存储增量的百分比约为24.2%,而归档等非结构化数据占总存储增量的54.8%,包括网络、电子邮件、文档共享以及图片视频等内容仓库所占的总存储增量比例为75.6%。而这些总的存储增量将需要大约760万块硬盘来存储这些数据,而这些相当于需要新建50万个新的存储系统。这就使得云存储计算必须不断成熟发展。

英特尔提出标准化硬件云存储模型
▲英特尔认为未来的数据中心架构将如上图所示。其中专用服务器部分是为了满足关键业务应用的需要,虚拟化服务器则是为了满足大型的企业计算;这两部分合为整个计算资源。因为计算资源所需要快速的响应时间和低延迟,在服务器内部将还有专为满足高IOPS需求的存储资源,其一般为由SSD组成为高速缓存。最右边的则为统一的存储资源,根据性能与成本等因素的综合考虑,其分为高IOPS的存储和廉价的大容量存储两个部分

英特尔提出标准化硬件云存储模型
▲企业对于存储资源的高性能与高可用需求将使得传统存储向具有横向扩展存储架构的云存储过渡。如图右所示,形成应用服务器与存储服务器相互分离,而在这之中,为了满足高IOPS需求,存储子系统又将分为元数据服务器和存储服务器

英特尔提出标准化硬件云存储模型
▲英特尔所展示的横向存储架构,其中存储服务器可根据存储容量的不断增加而进行简单的节点添加,就可实现性能与带宽的线性增长

英特尔提出标准化硬件云存储模型
▲在满足云存储架构的基础之上,英特尔提出了支持横向扩展架构的融合存储服务器,以此来实现成本与性能的平衡

  英特尔提出的这种新型融合存储服务器根据应用对存储性能的不同需求而在英特尔至强LC5600处理器和至强E3处理器当中进行灵活选择,如果需要高IOPS的话,则可选择SSD。个融合存储服务器之间用SAS-SATA进行存储互联,外部采用万兆以太网技术。数据保护可支持RAID 0、1、5、6。

英特尔提出标准化硬件云存储模型
▲如在大容量需求的对象存储方面,可选择英特尔E3处理器作为存储节点,机柜内采用单块硬盘容量为3TB的SATA盘,如果选用这种模式的话,1U机柜内最多可支持10块3.5英寸SATA盘,即最大容量为30TB

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  三大具备横向扩展能力的云存储参考架构

  企业应用的不同会对后端存储性能产生不同的应用需求,英特尔认为通过对企业应用使用模式进行划分,并可分为8中不同的使用模式,每种使用模式对后端存储提出不同的性能需求,具体如下图所示:

三大具备横向扩展能力的云存储参考架构
▲根据应用的不同需求,对存储性能的要求也由高到低,而对存储容量的需求则由低到高,两者截然相反

  高IOPS邻近度存储配置参考架构

  在满足高IOPS需求方面,英特尔提出了邻近度存储(SAS)配置参考架构,具体如下图:

三大具备横向扩展能力的云存储参考架构
▲在42U的机柜内部署12台采用英特尔至强X5680处理器的服务器,后端使用高速近线SAS磁盘,在实验室参考架构中采用LSI SAS6160 SAS交换机。其特点在于所有的服务器均可访问全部的磁盘、双工SAS结构,并支持独立设计服务器和磁盘

  通过这种邻近度存储配置参考架构可满足应用对高吞吐量存储的需求(如Sharepoint等),同时以更低的成本实现了相当于集中存储的吞吐量,机架级的自动精简配置和高可用性,为需要数据块访问的虚拟化或托管应用提供支持。

  大型分析工具存储参考配置

  企业数据为企业决策所能提供的辅助决策价值被越来越多的企业高管所重视,对数据进行挖掘分析得到越来越多企业的青睐,由此Hadoop或HDFS等数据分析工具也由此“水涨船高”,在应对这类企业应用需求时,英特尔提出了专门应对大型数据分析的存储配置参考架构,具体如下图所示:

三大具备横向扩展能力的云存储参考架构
▲在这个参考配置当中,使用了17台存储服务器,最大容量可达408TB,网络连接采用LSI SAS2108交换机。据英特尔提供的实验数据显示,在分别采用千兆以太网、双工千兆以太网和万兆以太网时,其成本有明显变化,其中千兆以太网的成本最低,但性能也最低;而采用万兆以太网时,其性能较好,但成本并不是最高,最高的反而是双工千兆以太网

  大型对象存储配置

  如本文最前面多提到那样,在海量的数据增长之中,其中非结构化数据占据了数据新增总量的很大部分,几乎达到甚至超过了新增数据总量的四分之三,也就是说非结构化数据所带来的存储容量问题将与日俱增。由此,英特尔也为解决图片视频等非结构化数据存储需求而提出了大型对象存储配置,具体如下图所示:

三大具备横向扩展能力的云存储参考架构
▲如上图所示,在42U机架内使用了2台万兆以太网交换机,使用了32台存储服务器,其均为前文所提到的融合存储服务器,即采用至强E3处理器+30TB(3TBX10块) SATA磁盘的方式

  在这个参考配置当中,其所能提供的总存储容量为960TB,在使用英特尔最新的擦除编码机制的情况下,其逻辑容量可达1PB,具备横向扩展能力的云存储架构可实现高效率、耐用性和高可扩展性的几大需求。尽管如此,英特尔提醒,在采用此存储参考架构的时候,还需要根据不同的读写类型(如100%全读、100%全写以及混合读写)和数据块大小(如10MB对象、1MB对象、100k对象或10k对象)的不同而有细微差别。

  通过对以上三个存储参考配置的分析,我们可以发现,英特尔提出的云存储参考配置与存储行业专业的存储厂商所提出的云存储参考配置有着很大的不同。英特尔希望能够以标准化的硬件来实现具有高可用和高可扩展性的云存储模型,而存储厂商所提出的云存储模型更多的带有强烈的个人厂商色彩,其中孰优孰劣自有网友去评判。

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