中端存储趋势：x86、SSD缓存和虚拟化

IBM V7000：虚拟化、自动分层存储普及难？

Storwize V7000 Unified是IBM这款产品现在的正式名称，因为在去年10月增加了可选的File Module（文件模块）即NAS网关之后，V7000也成为一款统一存储。

IBM Storwize V7000运行SPC-1测试配置的参考示意图

上图给我们的第一感觉有点抽象，看起来是2个Storwize V7000节点（其实就是2个控制器，见下文说明），各自通过2条6Gb SAS（同样是miniSAS x4）与后端10个包含24块硬盘的单元连接；前端使用每节点4个8Gb/s FC接口经由2个光纤通道交换机连接到2块双端口FC HBA卡。而图片下方的文字解释有点容易让人产生误解。

IBM Storwize V7000 SPC-1测试配置

这里的双节点集群，指的是V7000控制机箱中的两个控制器，每个控制器带有8GB内存/缓存。Storwize V7000上面的8Gb/s光纤通道接口既可以连接主机，也可以（经过FC交换机）连接其它存储系统，因为V7000的软件系统使用了SVC SAN存储虚拟化核心代码。因此该产品是一款具备存储虚拟化功能的FC+iSCSI阵列。

9个驱动器扩展机箱与控制机箱之间的连接方式见下图：

Storwize V7000增加扩展柜按照右侧一列文字从1到9的顺序，下方5个由蓝色示意线级联的扩展柜属于SAS Chain（链路） 1，控制机箱和上面使用绿色示意线级联的4个扩展柜属于SAS Chain 2，SPC-1测试配置的每个机箱中都装满了2.5英寸300GB 10K RPM SAS驱动器。

IBM Storwize V7000控制器结构示意图

上图是IBM V7000单个控制器的结构示意图，其中使用了一颗代号为Jasper Forest的Intel Xeon C5500/3500系列四核2.1GHz CPU（应该是实际频率2.13GHz的Intel Xeon EC3539）。

IBM Storwize V7000软件模块示意图

Storwize V7000号称集IBM存储技术之大成。上面绿色部分为来自SVC（SAN Volume Controller）已有的I/O堆栈，并在二款产品之间通用；蓝色部分为来自DS8000 DA Adapter的RAID代码；粉色部分包括针对V7000硬件组件编写的新Firmware，以及从XIV“Scale-out网格存储”移植过来的图形用户界面。

当然还有最初应用在IBM System Storage DS8700高端阵列上的Easy Tier自动分层存储技术。V7000目前支持SSD和HDD两个性能层级，也就是说如果有不同转速的机械硬盘都会被当作同一个分层来处理，而现在DS8800的Easy Tier已经可以支持3个分层。

本文涉及的5款产品中，IBM V7000是唯一支持自动分层存储的。同样属于将热点数据放在固态存储上优化性能并节约成本的技术，我们看到SSD缓存技术应用越来越多，而自动分层存储技术的应用似乎没有当初预料的那样多。究其原因，笔者认为首先是闪存存储技术还不完全成熟，特别是由其自身结构带来的写入性能和寿命问题，SLC NAND的情况相对好一些，eMLC和MLC现阶段主要适合于以随机读为主的应用。其次是实现的复杂度，SSD作为缓存不基本需要用户进行设置就能实现比较理想的效果，自动分层则必须有一个数据迁移策略，并允许用户对其规则进行定制；而且读缓存在闪存单元失效的情况下也不会丢失数据，而自动分层存储则需要考虑SSD模块的冗余高可用，现在流行的RAID 1（10）保护方式又使其逻辑容量减半。

还有一点，就是存储系统的定位和处理能力。我们在这里暂时先不谈全闪存阵列，当前的高端阵列IBM DS8800、EMC Symmetrix VMAX、HDS VSP和惠普3PAR都有各家的自动分层存储功能，这个前提是存储系统能够发挥出一定数量SSD的性能，而且购买相应设备的用户愿意支付这个成本。以自动分层存储技术见长的Compellent就不是推荐所有的用户选择SSD，在不同转速驱动器、RAID级别甚至硬盘内/外圈分层都有各自的应用价值。3PAR V800配置1，920块HDD创造45万SPC-1 IOPS纪录并不让我感到意外，因为以前他们是一家比较务实的公司，在宣传自动分层存储技术时并没有一味强调性能，而是在同样性能水平降低30%的成本。这仍是绝大多数传统磁盘阵列的现状。

IBM Storwize V7000 Unified统一存储组成示意图

V7000 Unified的NAS网关“基于GPFS近20年在分布式文件领域的技术”，可以说相当于在SONAS基础上简化而来。这一对File Module（文件模块）中是不包含写缓存的，这样的好处是不需要像戴尔EqualLogic FS7500等统一存储那样使用UPS或者电池等来保护DRAM中的数据，另外在Active/Active双节点高可用的实现上省去了对写缓存进行一致性镜像。缺点是文件系统服务器不对写入数据进行缓存加速处理。

Storwize V7000发布时支持240个驱动器（加入双节点集群功能之后一共480块盘），SPC-1 IOPS测试在中端阵列中没有明显的亮点，不过这款产品集成的功能还是比较丰富的。

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