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儲存月報第6期:誰說快閃是企業儲存唯一出路?儲存教父力抗快閃儲存風潮

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藉由全快閃架構,來支撐企業儲存所需的I/O效能,已經成為當前企業儲存產品的主流做法。這2年各大儲存廠商新推或更新儲存產品時,幾乎無一例外地都會同時推出採用全快閃組態的版本,不僅講求高效能的高階儲存產品如此,就連中、低階產品也感染了這股風潮,使得全快閃架構儼然成為企業儲存產品未來的唯一出路。

但在這股席捲整個企業儲存領域的全面快閃化潮流下,卻仍有Infinidat這家廠商力排眾議,是當前儲存廠商中的異類。

Infinidat值得注意的地方有兩點:首先,他們的主力產品InfiniBox,是當前唯一一款堅持混合陣列路線、不以快閃記憶體作為長期儲存媒體、也未提供全快閃組態的高階儲存產品。

更重要的一點,InfiniBox是Moshe Yanai主導發展的產品,代表了這位開創出Symmetrix、XIV兩大產品,堪稱「高階儲存之父」的儲存界大人物,對企業儲存架構發展路線的看法。

儲存教父的新世代高階儲存產品

InfiniBox是EMC Symmetrix創始者Moshe Yanai,繼Symmetrix、XIV後開發的第三款高階儲存產品。2007年IBM收購XIV後,Moshe Yanai一開始也跟著加入IBM,但於2010年離開,轉入Infinidat、帶頭發展出InfiniBox這個高階儲存領域最新成員。

Infinidat是2011年成立的新創廠商,總部位於以色列,VMworld 2014大會上展出旗下第一款高階儲存產品InfiniBox,是兼具區塊儲存、檔案儲存與物件儲存三合一功能的通用型產品。

延續了Moshe Yanai在前一個產品XIV上的做法,InfiniBox也採用了通用硬體元件與軟體定義架構,硬體部分是由標準的x86伺服器與SAS磁碟櫃組成,搭配InfiniBox系統軟體組成產品。

Infinidat推出的InfiniBox,是儲存界元老Moshe Yanai繼Symmetrix、XIV這兩套著名高階儲存產品之後,領軍開發的第三款高階儲存產品。

專屬的3控制器架構

以今日高階儲存的標準來看,InfiniBox的硬體規格並不高,單系統最大容量只有2.7PB與480臺NL-SAS硬碟,主機埠的類型與數量也不多,只有24組8Gb FC埠與12組10GbE埠,但架構十分特別,擁有獨特的三控制器架構,控制器內含大容量DRAM快取與Flash快取記憶體,一套系統由3組控制器節點與最多8組SAS磁碟櫃組成,3組控制器全都是主動式,彼此間透過Infiniband互連,並透過SAS介面連接後端磁碟櫃。每臺控制器與每臺磁碟櫃之間都有互連通道,即使某組控制器的SAS介面完全中斷,仍可透過Infiniband介面,經由其他控制器存取後端磁碟櫃資料。

獨特的RAID架構與超高可用性規格

如同Moshe Yanai前一個產品XIV,InfiniBox也十分重視RAID架構的最佳化,引進全新設計的專屬InfiniRAID架構,與XIV的資料分散架構同樣可提供快速資料重建與加速I/O特性,但又克服了XIV空間利用率只有50%的問題

InfiniBox的InfiniRAID是一種新世代RAID架構,類似HPE 3PAR的Fast RAID、NetApp的動態磁碟池(Dynamic Disk Pool)、華為的RAID 2.0+,以及IBM分散式RAID(Distributed RAID),InfiniRAID以等同於RAID 6的14+2結構(14個資料段+2個parity段構成一組),將資料以stripe方式平均散布寫入底層磁碟櫃所有磁碟上,無需指定Hot Spare硬碟,若任一硬碟失效時,由底層所有硬碟(最多480臺)共同參與資料重建作業,加上底層採用粒度精細到64kB的chunk區塊,號稱可提供業界最高的RAID重建速度,10分鐘就能重建6TB資料。

藉由從硬體元件到RAID結構全面採用N+2備援架構(任何硬體與資料都可損壞2份、而仍能維持系統運作),Infinidat宣稱InfiniBox可提供7個9的超高可用性,是當前高階儲存產品之首,這意味著平均每年只會有3.15秒的停機時間。

逐漸完善的軟體功能

如同典型的企業儲存產品,InfiniBox也擁有快照、遠端複製等資料服務軟體功能,其非同步遠端複製可提供低於4秒的延遲。

Infinidat宣稱他們的軟體更新採用手機OS平臺模式,用戶可以免費升級軟體,持續擴展功能,如日前發表的InfiniBox 3.0版便新增即時壓縮、原生iSCSI支援與內嵌精細的效能分析工具等新功能。

堅持混合陣列架構,兼顧效能與成本需求

除了特殊的RAID架構與超高的可用性之外,InfiniBox的容量、連接能力等基本規格其實平平無奇,儲存容量與主機端埠數量,甚至還低於一些較新款的中階儲存產品。

但InfiniBox真正的專長是在這些帳面規格之外——透過低規格的NL-SAS硬碟搭配大容量快取,就能提供與全快閃儲存陣列同級的效能,但成本卻又低到可以與Data Domain這類備份專用儲存設備競爭。

如同我們先前提到的,InfiniBox是當前唯一不支援全快閃架構、也不以快閃記憶體作為永久儲存媒體的高階儲存產品。Moshe Yanai解釋他的原則是在合理的成本內,同時滿足存儲容量、效能和可靠性的要求,所以選擇低速硬碟搭配Flash快閃記憶體的混合架構,認為這種架構的適用性更廣泛,而不認同全快閃組態。

InfiniBox也使用了快閃記憶體,不過只是用於充當快取,每一套InfiniBox最大可配置3TB DRAM與86TB快閃記憶體,構成兩層式的快取,資料不會保存在快閃記憶體、最終都會落入底層硬碟中。僅管底層採用的是大容量、低效能的NL-SAS硬碟,但InfiniBox可以在1個42U機櫃的空間占用下,提供比擬全快閃儲存陣列的100萬IOPS效能。

藉由底層儲存採用NL-SAS硬碟,InfiniBox也具備了低成本的特性,Infinidat宣稱他們成功在一個案例中,以2套InfiniBox取代了22臺EMC Data Domain儲存設備。

Data Domain是專用於備份資料儲存的設備,透過重複資料刪除功能的幫助,以極具優勢的單位容量成本著稱,但在這個案例中,用戶改用備份軟體端的重複資料刪除功能,搭配在後端改用InfiniBox,實現了將總體持有成本降低2.6倍的目標。以InfiniBox這類高階儲存設備,替代講求成本的Data Domain設備,可說是一個空前未有的案例,也從另一個面向彰顯了Moshe Yanai堅持混合陣列架構的價值所在。

包括筆者在內,原本外界多半認為InfiniBox應該維持不了多久堅持混合陣列架構的立場,很快就像Nimble Storage、Tintri等混合陣列廠商一樣,也會改推全快閃儲存陣列產品。

不過出乎意料的是,自2013年問世以來,Infinidat迄今仍能堅守InfiniBox的混合陣列架構,成了當前唯一不迎合全快閃風潮的廠商。Infinidat還宣稱他們預定在2020年可支援20TB的大容量硬碟,認為全快閃資料中心的時代遠遠還未到來。

雖然Infinidat的做法與主流背道而馳,但至少到目前為止,他們的業績仍能證明這種做法沒有錯,能得到用戶的認可,至於這種特立獨行的路線能維持多久,則還有待時間的證明。

InfiniBox採用3控制器架構,雖然也應用了Flash快閃記憶體,但只是做為快取使用,搭配底層的NL-SAS硬碟,就能提供比擬全快閃儲存陣列的高效能,還能兼顧較低的總體持有成本,與更廣泛的應用面向。

 


高階儲存之父Moshe Yanai

曾任以色列國防軍軍官、以色列理工學院電子工程專業出身的Moshe Yanai,於1986年進入EMC,領軍發展出著名的Symmetrix產品線,於1990年代初期切入原本被IBM所壟斷、應用於大型主機的高階儲存系統領域,後來延伸出支援開放環境的產品。隨著Symmetrix的發展,原本只是IBM主機配套設備的高階儲存產品,也逐步形成一個獨立的產業,奠定了當前高階儲存產業的基本格局。

Moshe Yanai於2002年離開EMC後,返回以色列創立XIV Storage,於2005年推出Nextra儲存系統,採用以x86通用伺服器節點組成網格式Scale-Out架構、擁有分散式RAID等獨特架構,2007年底時為IBM收購,成為IBM旗下的XIV Storage System產品線。

Moshe Yanai於2010年離開IBM後,隨後又加入Infinidat,並於2013年推出InfiniBox。橫跨1990到2010年代、一人身兼Symmetrix、XIV與InfiniBox等3個世代高階儲存產品的發明人,堪稱是儲存界的元老與傳奇。

 


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