關於全快閃儲存器儲的幾個問題

2022-07-22 06:48:14 字數 2963 閱讀 3381

全快閃儲存器儲與混快閃儲存器儲有啥區別?

儲存陣列根據軟體棧和硬體設計的區別,分為全閃和混閃兩種儲存形式,混閃是一種使用ssd作為效能提速層,一般如二級快取、自動分層技術;hdd作為主要儲存介質的使用,通過ssd與hdd的混合使用,達到儲存效能提公升的目的。而全快閃儲存器儲是軟體棧全面針對ssd介質進行優化,同時使用ssd作為儲存介質的儲存系統,充分利用ssd介質的低延遲和高iops等優勢,為客戶的生產業務提供有力的支撐和效能保障,除此之外,hdd和ssd的原理差異,也導致全閃陣列的功耗可以更低,工作溫度範圍更大,也不必過於擔心在一些特殊環境下的物理**、衝擊帶來的儲存系統安全影響。

全閃or混閃,應該怎麼選

目前國內的全快閃儲存器儲應用場景已經從對於響應延遲要求低、高iops的核心交易系統擴充套件到了一般行業業務,越來越多如**、醫療、教育、能源等客戶會選擇適合自己業務的全快閃儲存器儲,如傳統行業金融系統中的聯機交易、網銀、ods,以及運營商的billing系統和crm系統,這些核心系統通常要求儲存系統的效能可達到5000-6000 iops/tb,傳統儲存通過機械硬碟難以支撐,而近些年來,一般的傳統應用等非核心交易系統也逐漸使用全閃陣列,如高校、醫療、交通、**等各個行業都有擴充套件。總而言之,對於iops/tb要求高同時響應延遲較低的業務建議使用全快閃儲存器儲,但由於受到預算或者容量要求較大的業務,也可以使用混閃來替代全閃。

全快閃儲存器儲最主要的優勢是什麼

有些客戶會經常問到乙個問題,如果我買的儲存系統裡全部使用ssd介質,是否就是全快閃儲存器儲了?答案是否定的,通常市場上所說的真正的全快閃儲存器儲不僅儲存介質使用ssd或者scm卡等快閃儲存器介質,更多的是在軟體棧上針對全閃介質和整個儲存系統進行了演算法的優化設計,從而更大幅度提公升快閃儲存器介質帶來的效能提公升,以及延長快閃儲存器介質的使用壽命。

在此基礎上,全快閃儲存器儲最大的優勢是,用更小的容量空間帶來更高的iops以及極低的響應延遲,因為傳統儲存中如果想要達到某個效能值,需要通過磁碟數量的堆積來滿足iops,而全快閃儲存器儲可以使用極低的容量來滿足,甚至於當前某些全閃產品的容量和效能沒有明顯的關係,從而來滿足小容量下極高的iops要求和極低的響應延遲。

通常來說,一般的傳統儲存iops和磁碟數量相關,一般的sas盤,可達到100-150個iops/盤,前提是前端和後端不會成為效能瓶頸,此時可以粗略認為更多的磁碟帶來更多的io,但是往往有些客戶的需求中,資料儲存並不需要更大的容量,所以這時為了達到iops要求就不可避免的多配置了一些硬碟,造成了空間的浪費。另外,傳統陣列由於硬體和軟體的設計原因,響應延遲一般在5ms以內,難以進入1ms的響應延遲範圍,但是全快閃儲存器儲可以比較輕鬆的達到1ms以內的響應延遲,儲存系統的響應延遲會帶給業務系統更高的響應延遲,這對於核心高頻交易系統來說是非常重要的效能指標,直接關乎客戶的生產體驗。

用了全閃,業務穩定性怎麼保證

針對全快閃儲存器儲,實現整個儲存系統的穩定性、資料可靠性的保障,需要從三個方面進行考慮,分別是儲存器件可靠性、儲存產品可靠性、儲存方案可靠性三部分。

首先儲存器件可靠性。整個儲存系統中,ssd介質是需要首先考慮的,在浪潮全快閃儲存器儲中,針對ssd介質的可靠性提公升進行了一系列演算法的開發優化,大家都知道ssd介質由於實現原理導致除了首次寫入資料,其他每次寫入新的資料塊都要進行資料擦寫,以資料庫為例,寫入乙個8k的資料塊,需要擦寫512k的資料頁,這樣的情況下就會造成寫入放大64倍,對於浪潮全快閃儲存器儲來說,在軟體棧演算法層面會在快取中進行零散資料塊合併,合併到大於512k的整條帶對齊下刷,這樣減少了對於ssd的擦寫次數,延長了ssd的壽命,提高系統的穩定性。

但是僅此是不夠的,浪潮全閃還針對ssd晶元進行了演算法的重新設計,這其中包含一些關鍵提公升ssd介質穩定性的演算法,如全域性磨損均衡演算法,又分為動態磨損均衡和靜態磨損均衡演算法,ssd介質的元資料保護演算法,對ssd的日誌快照保護、掉電恢復演算法,ssd內部raid演算法,資料塊定期巡檢,壞塊管理演算法,nand介質糾錯演算法等等。

同時為了提公升ssd介質壽命,優化gc(垃圾**)演算法,更大程度上的提公升ssd介質本身的穩定性和可靠性,就拿ssd介質內raid演算法來說,可以避免顆粒內die失效、顆粒本身失效、channel失效等各個方面可能導致ssd失效的風險,通過ssd內部raid演算法恢復資料,資料不丟失。

在陣列層面,當單盤自身無法恢復資料,面臨整個ssd失效時,浪潮全閃可以實現通過inraid方式恢復壞盤資料,從而使得整盤資料恢復到新的ssd儲存介質上,另外配合aiops智慧型運維系統,可以監測整個儲存系統的ssd使用情況,aiops的智慧型運維平台內建ai演算法,通過過往實際部署環境中儲存介質資料的機器學習,會根據客戶當前負載壓力來**出ssd介質的壽命,從而提示客戶何時需要更換哪塊ssd,浪潮儲存工程師上門更換介質,為客戶的ssd介質可靠性保駕護航,避免多盤同時故障突然損壞帶來的系統級風險。

另外,在方案層面,浪潮全快閃儲存器儲可以通過雙活、3dc等容災手段實現中遠距離的資料級容災,同時配合前端業務系統,可以實現整個業務到資料端的容災方案,保證儲存系統的可靠性,浪潮全快閃儲存器儲與浪潮雲、阿里雲、openstack等平台可以實現雲端資料備份,打造無縫混合雲備份方案,實現資料備份上雲,從雲端再恢復到儲存中,保證客戶的資料安全。

ssd壽命短?

剛才也提到了,很多客戶經常會問到ssd壽命短的問題,其實對於ssd介質的壽命延長,浪潮自研ssd做了相當大的工作,在演算法上,對映表優化、介質磨損均衡演算法、自適應的垃圾**演算法,可變條帶的raid5 ssd內資料恢復演算法,資料定期巡檢演算法,針對壞塊管理的演算法,根據客戶業務場景的快閃儲存器管理演算法,ssd內元資料的多級備份保護機制,對ssd日誌的快照保護、掉電保護,以及ssd內資料損壞的快速資料恢復都是保證浪潮自研ssd的壽命延長方法,經過實測,浪潮自研ssd介質配合浪潮全快閃儲存器儲的軟體棧優化演算法,可以實現全流程的寫放大小於1,使得ssd壽命可以正常使用長達5-10年,配合aiops的智慧型運維管理,保證ssd的安全可靠,從而保護客戶資料的安全性和儲存系統可靠性。

全快閃儲存器儲成本問題

從成本來看,ssd的同容量成本顯著高於hdd,因此在對於大容量為主、順序讀寫為主的側重高頻寬與延遲不高的應用場景下,混閃的部署成本依然要低於全閃。但如果是對效能有要求的話,相同的高iops效能下,全快閃儲存器儲相比混快閃儲存器儲,有著更低的發熱量和功耗,也能節省儲存部署的數量和空間,對機房空間的占用和tco都會更低,能夠節約超過一半的能源成本。選擇全快閃儲存器儲,雖然成本會有所上公升,但是從整體使用效果來看,價效比是遠大於傳統儲存的。

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