前不久上映的周星馳大作《美人魚》中，莫文蔚和鄭少秋合唱的這首老歌《世間始終你好》，喚起了不少粉絲的共鳴。筆者認為，這首歌用來形容高階儲存也頗為貼切：別看這幾年關鍵業務領域afa那麼打眼，但還處於社會主義初級/階段，國產高階儲存人家在悶聲發大財、低調練大招呢好不好。
何以見得？您看全快閃儲存器被熱炒，但2023年全快閃儲存器市場份額只有中國儲存整體市場的3%，即使投入再多資源進來，收效估計能在2023年超過兩位數就算不錯了。相應的傳統高階儲存市場雖然在緩慢收縮， 但仍是很多大型企業關鍵資料平台的首選儲存基礎設施。甚至可以說，高階儲存裡的高可靠架構和亮瞎眼的高階資料服務，是afa打馬狂追的方向。（說的遠一些，沒準高階和afa這倆以後兩個巴掌拍在一起了，變成基於固態介質的高階儲存呢，到時候高階儲存還是關鍵業務領域的"世間始終你好"。）
剛才扯得遠了，現在咱看乾貨。儲存系統是否可靠是關鍵業務得以穩定執行的根本。高階儲存系統憑藉著其在可靠性方面的獨特設計，被廣泛用於金融、電力等各行業的關鍵業務。
as18000是浪潮的一款高階儲存系統，其在架構上與業界其他高階儲存產品有著本質區別，也正是這種架構成就了該系統相對更高的可靠性。本文中，筆者就針對as18000高階儲存系統的整體架構做乙個詳細分析以及對比。
中低端儲存：後端共享架構
中低端儲存系統採用的是雙控共享訪問後端的全部磁碟擴充套件櫃，形成如下圖所示的架構：
雙控儲存架構圖
該架構是傳統儲存系統的關鍵點之一，正式利用後端共享儲存的方式，才使得兩個控制器之間才能夠在任何一方出現故障，或者某個鏈路出現問題之後，系統依然可以從另外一條路對硬碟進行訪問。
多種高階儲存架構：哪山更高
高階儲存相比中低端儲存，可靠性和效能必須更高。為了做到這兩點，業界出現了多種高階儲存系統架構。
sdram共享的高階架構：效能和擴充套件性不能兼顧
最早期的架構是採用多控制器（8個、16個或更多控制器），或者更加準確的說：多對兒控制器，組成乙個集群，所有控制器通過某種高速網路共享訪問一大片集中的ddr sdram，利用這片sdram進行訊息傳遞從而相互協同工作，同時將其用作資料快取。這種架構的典型代表如下。
早期高階儲存架構1：點對點直連集中式資料快取架構
早期高階儲存架構2：交換式集中式資料快取架構
其中，部分廠商在設計上增加了一小堆效能相對高一些的sdram記憶體專門用於存放元資料表、各個節點之間的訊息等等元資料，也就是圖中所示的control memory；而資料快取的角色單獨採用容量更大但是速度也低一些的sdram來擔任。
這種架構看似與傳統雙控架構大相徑庭，看似"高大上"，而事實上，該架構單從效率上講，其實是有所降低的。我們仔細觀察該架構就可以發現，其本質就是如下圖右側所示的架構。其將本來使用ddr介面與cpu相連的ram，一部分搬移到外面，採用pcie介面相連，這無疑降低了訪問部分記憶體的效能。
資料快取分拆、前後端io控制分拆的高階架構
也就是說，這種通過將資料快取分拆到外面，以及將前後端io控制分開的高階儲存架構，可以實現任意兩點對等訪問資料快取，但是卻降低了效能。同比而言，左側的傳統雙控架構則更加緊湊，前後端的訊息傳遞直接通過ddr介面訪問記憶體，速度更快，但劣勢是前後端耦合在一起，一旦該節點故障，則會損失一對兒前後端訪問通路。
拆到不能分拆，進了死胡同
這種架構後續的發展想必大家也可以推斷出，其將會繼續拆分各個角色。我們可以想一下，還能再將什麼拆開？對了，那就是把io控制器與cpu松耦合分拆。io控制器之前是通過pcie直連到cpu的，現在，可以在所有前後端io控制器之間增加pcie switch，所有的控制節點也通過switch連線這些io控制器。也就是如下圖所示的架構。
我們再來看看廠商包裝之後的圖樣。
美化後的架構圖
從上述這種所謂"共享記憶體"架構的高階儲存系統架構發展史可以看到， 這類架構的出發點很簡單，那就是將能拆開的角色全部拆開，直到無法再拆為止，並且樂此不彼。
上述這套架構已經是分拆這條路線的終點站了，因為再也沒有什麼可以拆開的了。cpu和本地ddr記憶體不能拆開，因為這裡面放的是本地os執行**，拆開之後時延將會非常高，嚴重降低效能。
分布式架構：損失效能，損失強一致性
所以部分廠商最新一代的高階已經徹底放棄了其原有架構，成為徹底的分布式架構。
採用分布式架構的高階儲存
上述高階架構能夠在一定程度上增加系統的可靠性，但是是以損失效能為代價。
浪潮as18000：顏值三高的新一代高階架構
要想既不損失效能，又有足夠的冗餘性，那還得看另外乙個派系的高階儲存架構，也就是浪潮as18000所採用的全對稱式後端共享式架構。
浪潮as18000架構
該架構的優點顯而易見，其並沒有將資料快取分拆集中存放，本地cpu訪問本地ram依然使用ddr介面享受高速率，同時本地cpu也可以訪問其他節點的ram，此時則通過pcie switch，與前文中所述的架構相同。這樣，效能不會降低。同時，由於所有的後端jbod都可以被任何節點直接訪問，而並非之前架構的同乙個jbod只能最多由兩個節點訪問。這就意味著，後端訪問通路的冗餘度可以大於2，比如，as18000滿配16個控制器，則其冗餘度就是16，哪怕系統中僅剩乙個控制器，整個系統依然是可用的。
冗餘度16的as18000
該架構採用pcie switch的ntb特性，將各個節點的一部分記憶體相互對映到本地，本地控制器將需要同步給遠端的訊息、資料寫入本地的這塊記憶體空間，底層硬體就會自動將這些訊息向目標端傳遞。
綜上所述，浪潮as18000的全對稱式後端共享架構，能夠在保證效能的前提下，極大提公升系統的可靠性及擴充套件性。這也是為何該架構如今仍然生命力頑強，而其他的架構已經隕落的原因。
原文發布時間為：
2023年5月16日
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