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存储架构分为两个组成部分:硬件以及软件,在一些超融合方案中,它们紧密相关,在一些方案中相对独立,在CS250系统中为后者。

来源:ZDNetCBSi企业方案解决中心频道 2015年12月25日

关键字:CS250 HP 超融合基础设施 超融合系统 超融合

【ZDNet企业解决方案中心】在上一篇文章中我们已经介绍了HP ConvergedSystem 250-HC StoreVirtual融合系统的计算架构组成,其实质上是一个2U4节点,在本篇中,我们将会继续介绍HP ConvergedSystem 250-HC StoreVirtual——简称CS250——的存储架构。

HP超融合系统CS250解析:计算篇
2U4结点在业内已经不算少见,区别在于是将它们“融合”起来还是“混合”起来

  存储架构分为两个组成部分:硬件以及软件,在一些超融合方案中,它们紧密相关,在一些方案中相对独立,在CS250系统中为后者。根据和HP工程师的沟通,CS250采用了其它方案中比较少见的阵列卡,从而在硬件层次上提供了RAID能力以及存储分层能力,而不是如流行的超融合方案那样,通过软件来全部实现,HP这种方案至少具备了一个优点:在提供数据安全的情况下具有较低的CPU占用。

HP超融合系统CS250解析:计算架构HP CS250的软件核心是HP StoreVirtual软件,CS250通过它实现存储集群以及横向扩展能力

  较低的CPU占用对HP的软件架构来说也比较重要,在超融合系统中,SDS,软件定义存储的实现有两种选择,一种是在Hypervisor里面实现,一种是在VM中实现,其中,如VMware VSAN这样的方案属于前者,HP StoreVirtual属于后者,同样的方案差别在网络中也存在,例如,在Hypervisor中实现L4-7层网络功能,或者在VM里面实现。

  这两种方案的思维类似于在操作系统领域中古老的两个概念:单内核(Monolithic kernel)和微内核(Micro kernel),前者在单个大的进程内实现操作系统的所有内核功能,如传统Unix和Linux,后者则将内核功能分为多个进程实现,如MacOS X和Windows,这样的情况可以对应到软件定义存储和软件定义网络上来,按照CS250的“微内核”方案,可以不需要触动Hypervisor,并维持StoreVirtual VM的独立性和灵活性,需要的代价通常是性能,数据需要通过StoreVirtual VM中转。因此,CS250采用硬件阵列卡可以降低StoreVirtual的负担。

  HP ConvergedSystem 250-HC StoreVirtual融合系统采用的VSA(Virtual Software Appliance)方案通过独立的VM虚拟机实现软件定义存储相关的功能,采用这种做法的方案也有不少,如前面所述,这种方案需要经过VM进行中转,在带来一些性能消耗,但同时,也带来了充足的灵活性,一个是Hypervisor无关性,另一个则是可以实现足够丰富的功能,对于前者,HP StoreVirtual可以支持多种Hypervisor如VMware vSphere或者Microsoft Hyper-V,KVM和Xen亦有可能;对于后者,HP StoreVirtual提供了企业级的SAN存储特性,并在此基础上实现了Scale Out横向扩展,说到StoreVirtual的能力,就不能不提到LeftHand:

HP超融合系统CS250解析:存储架构
HP StoreVirtual基于LeftHand OS,LeftHand OS前身则是SAN/iQ,这个技术经过了很多年的发展,但业界对其了解并不算多

  LeftHand是HP多年前收购的公司/产品/技术,后来成为了HP的一个产品线,笔者曾测试过基于LeftHand OS的HP LeftHand P4400存储,后来,HP推出了StoreVirtual,将LeftHand存储转为虚拟机。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
HP StoreVirtual具有的丰富特性,其中,灵活的扩展性是StoreVirtual最为突出的地方

  早在很多年前,HP StoreVirtual——或者说SAN/iQ就已经实现了横向扩展,它通过将所有节点组建集群,并通过Network RAID将负载分散来实现。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
HP StoreVirtual:企业级的数据保护能力

  业内有很多SDS软件定义存储方案,作为一个近年兴起的概念,它们大多仍在发展当中。和它们相比,HP StoreVirtual则在很多年前就已经实现了和SDS类似的一些特性,然而更重要的是,HP StoreVirtual同时提供了传统的SAN存储的企业级数据安全能力,不仅仅是经过多年验证的软件堆栈,同时还包括如Snap、Remote Copy等企业级特性,可以说,HP StoreVirtual在提供传统SAN存储的稳健特性的同时,也提供了新兴的软件定义存储特性。

  HP ConvergedSystem 250-HC StoreVirtual——CS250的前面板完全被热插拔硬盘笼所占据,4个节点的开关以及指示灯被安置到两边的机架推拉把手上:

HP超融合系统CS250解析:存储架构
HP工程师沟通之后了解到前面板其实是四个硬盘笼,固定分区

  前面板是5x5=25个2.5”SAS热插拔硬盘笼,但机器规格是24个,可以看到,最中央的插槽位是空的,而插槽的分区也是以该空插槽进行中心对称分布。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
热插拔的架子做工比较精致

  热插拔硬盘架抽取很方便,并且可以锁定,在图上我们可以留意到热插拔硬盘槽左边的标识,如左上角位的“2-1”、右下角位“1-6”等字样,这表明其分别为单元2的第一个硬盘位、单元1的第六个硬盘位。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
采用的固态硬盘是三星的480GB,接口是SATA 6Gbps

  CS250有两种存储配置,一种是纯HDD,一种则是SSD+HDD,前者可以获得较大的容量,后者则可以通过存储分层获得更好的性能,我们收到的型号配置的是后者,每个单元具有6个插槽,其中两个是图上的三星SSD,另外4个是HDD:

HP超融合系统CS250解析:存储架构
HDD,容量1.2TB,转速10K RPM,SAS接口

  SSD和HDD的容量规格都是固定的,SSD是480GB SATA 6Gbps,HDD是1.2TB 10K RPM SAS(速率经过HP确认是12Gbps),用户可以选择是要全HDD还是SSD+HDD, 这种方式可以降低配置的复杂度,减少出问题的几率。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
做工精致的硬盘架

  接下来我们看看计算单元内部的存储组件。

  HP ConvergedSystem 250-HC StoreVirtual在存储架构上最大的特点就是支持Scale Out横向扩展,用户可以通过重复叠加CS250来获得规模的扩大,并同时获得计算能力的扩展和存储能力的扩展,对于存储上的扩展,可以同时获得容量的提升以及性能的提升,下面是CS250存储系统的两个重要组件:

HP超融合系统CS250解析:计算架构
左边是HP的阵列卡,右边是双端口万兆网卡

  CS250的Scale Out方式比较特别,很多和CS250类似软件架构的融合系统上采用的是HBA卡而不是RAID卡,HP的工程师表明,在CS250上做了两层RAID来保障数据安全,一层是硬件RAID,一层是软件,前者就通过RAID卡达成,后者则是通过StoreVirtual软件。大部分其它的方案都由软件完成所有的工作,从而要求使用HBA卡以获得硬盘的直接管理能力。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
CS250每个计算单元上伸出的硬盘笼接口

  在前面我们看到了阵列卡引出的SAS线缆,从单元热插拔考虑,HP将软SAS线缆转换为硬热插拔插头的形式,我们可以看到,这个插头很是坚固。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
插头比较长的原因是,硬盘笼和计算单元之间隔着散热风扇区

  CS250的机架设计了8个热插拔冗余风扇位给整个系统提供散热能力,前后冗余配置,不过在CS250上,设计是使用其中的6个。风扇的个头比较大,提供的风力也很足够。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
CS250硬盘笼的风扇

  可以看到硬盘笼和计算单元颇有距离,因此CS250使用了较长的热插拔插头,同时为了保障定位精度,热插拔插头的架构进行了特别的设计,材质也和机框一样是厚实的金属。

HP超融合系统CS250解析:存储架构
插头将要插进插座的样子

  对CS250的单元进行拆解之后,我们可以看到CS250的框架在用料上非常扎实,没有什么可以挑剔的地方,实际上HP服务器的做工在业内也是领先的,拆解证实了这一点。在后面进行测试的时候我们还会对CS250的软件架构进行介绍,敬请期待。

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