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『设计』首次揭秘，面向核心业务的全闪分布式存储架构设计与实践


当今是云计算、大数据的时代 ， 企业业务持续增长需要存储系统的 IO 性能也持续增长 。
机械盘本身的 IOPS 一直徘徊在数百的级别 ， 为了提高传统存储的性能 ， 有些存储厂商加了缓存层 ， 然而目前应用正由单一走向多元化 ， 导致 IO 特征无法预测 ， 缓存也难以发挥作用 。
机械盘依赖盘片的旋转和机械臂的移动进行 IO ， 目前转速基本达到物理极限 ， 所以机械盘性能一直徘徊不前 ， 无法满足企业核心业务对于存储性能的要求 。
全闪 ， 企业核心存储新选择 SSD 作为一种全新的闪存介质开始进入企业的数据中心 ， 并逐渐成为应用的主流 。
企业对存储的要求是性能和容量要满足业务的需求 ， 并且价格合适 。
首先从容量上来看 ， 目前主流的 SSD 单盘容量已经达到 8T ， 完全满足企业各类应用的需求 。
其次从性能上来看 ， 一块 NVMe SSD 的性能大概在 100 万 IOPS ， 相当于 5000 块 7.2k SATA HDD 的性能 。 在延迟上 ， 一块 NVMe SSD 的延迟大概在 10 微秒 ， 是机械盘的 200 分之一 。
最后从单盘的价格来看 ， SSD 比机械盘要贵 ， 但是从单个 IO 的成本来看 ， SSD 的性价比远远高于机械盘 。 最近英特尔推出了 96 层 QLC NAND 颗粒 ， 正在研究 114 层的 NAND ， 随技术进步 ， SSD 性价比会进一步提高 。
总之 ， 全闪能够满足企业核心业务对存储的高 IOPS、低延迟的要求 ， 并且可以降低 TCO ， 可以说企业核心存储选择全闪是大势所趋 ， 所以厂商要面向全闪来设计存储系统 。
面向闪存的三种存储方案
『设计』首次揭秘，面向核心业务的全闪分布式存储架构设计与实践
本文插图

如上图所示 ， 目前业界基于全闪的存储方案主要有以下三种：
第一种是传统方式 。
用 SSD 做缓存或者直接用 SSD 盘替换掉传统存储中的机械盘 ， 这种方式无法发挥全闪的性能 。
因为传统的存储诞生在机械盘的时代 ， 是面向机械盘设计的 。 而当前 NVMe SSD 的性能已经达到 100 万 IOPS ， 与机械盘有了天壤之别 。
传统存储受限于底层架构的设计 ， 并没有针对全闪进行有效的软件改造或者优化 ， 即使采用了全闪的配置 ， 也无法发挥 NVMe SSD 的性能 ， 传统存储方案已经不再适合承载高速闪存介质 。
第二种是全闪阵列 。
全闪阵列的性能相比传统方式有了很大提升 ， 可以满足当前业务的要求 。
全闪阵列通常采用专有的硬件 ， 导致其成本高昂 。 另外一方面 ， 传统阵列一般采用双控制器互为备份 ， 纵向扩展无法提升性能 ， 横向扩展受限于控制器的数量 ， 一般情况下可以扩展到 8-16 个 ， 导致其扩展性很差 ， 灵活性也不够 。
第三种是全闪分布式存储 。
分布式存储是通过网络将存储节点联系在一起 ， 以集群的形式提供服务 。
首先 ， 它采用通用的 X86 硬件 ， 使硬件标准化 ， 可以降低 TCO 。
其次 ， 扩展灵活 。 集群中每一个节点都具备存储和计算能力 ， 随着节点的增加集群的容量和性能得到线性扩展 。 无中心设计使集群不易形成瓶颈节点 ， 理论上可以无限扩展 。
【『设计』首次揭秘，面向核心业务的全闪分布式存储架构设计与实践】第三 ， 针对 NVMe SSD 进行特殊的设计和优化 ， 性能强劲 。
另外 ， 随着 25G、100G 网络的普及和 RDMA 网络低延迟的特性 ， 使得分布式全闪的跨节点扩展不再是瓶颈 。 在全闪存和高速 RDMA 网络的加持下 ， 分布式全闪架构已经成为企业核心业务的理想之选 。
NeonSAN——值得选择的全闪分布式存储 接下来介绍 QingStor NeonSAN ， 这是一款面向核心业务设计的全闪分布式块存储 ， 由青云QingCloud 自主研发 ， 打破了传统存储的容量与水平扩展的瓶颈 ， 性能可以媲美全闪的中高端存储阵列 。


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