方案概述:
随着存储规模的不断扩大,传统数据中心那种将服务器、存储设备进行简单堆积、以交换机连接,再辅以虚拟化软件进行资源简单调度和管理的方式已经无法满足日益增长的业务需求,必须进行各个层面技术的创新和数据中心架构的变革。
在硬件层,将计算、存储、网络等各种设备中的同类资源整合为资源池,不同设备之间的同类资源能够任意重组,在软件层,通过上层软件动态感知业务的资源需求,利用硬件重组的能力,智能的动态分配和组合资源,满足各类应用的需求。我们将这种适应未来需求的硬件重构+软件定义的全新数据中心架构定义为“融合”架构。
浪潮SmartRack整机柜服务器作为“融合”架构产品的典型代表,与普通的机架服务器有着很大的不同,SmartRack通过硬件聚合实现了计算、存储和网络的模块化,散热、供电、管理的集中化,大大提高了系统的可用性,支持存储分级和热点数据自动感知,自动优化热点数据的访问效率,有效实现了计算、存储等功能模块和供电、散热等基础模块的分离,同时支持整机柜资源的统一管理,提供业务自动部署的能力,可将部署效率提升8~10倍。以百度阳泉数据中心为例,一天时间内就能完成接近5000个Smart Rack节点的部署工作,部署效率是传统服务器的10倍,创造了国内服务器部署实施速度纪录,很好地满足了用户业务的爆发式增长需求。
方案架构
现有的服务器架构中I/O资源是和CPU、内存等资源紧耦合在一起的,而“融合”架构在硬件重构方面的一个重要特征,就是I/O资源的共享。这里提到的I/O资源,主要是指存储资源,也就是各类存储设备,比如JBOD、SSD、普通硬盘等。通过软件定义,可以快速调整计算模块和存储模块之间的搭配,系统中的任意节点都可以访问资源池中的任意存储设备,实现两者之间的动态的按需分配和灵活调度,也可以有效提升整个系统的扩展灵活性,从而在硬件上保证资源重构的实现。
对于存储业务,说到底就是以计算能力为代表的CPU,和以存储能力为代表的硬盘之间的配比关系。对于热数据存储,需要有较强的计算能力实现数据的快速处理,对于存储空间并不偏重。而对于冷数据存储,需要有庞大的存储空间实现数据的海量存储,同时不要将原本应该花在存储上的钱,浪费在冗余的计算能力上。我们只要提炼出这一点,就可以试着做出一款满足这种配比关系的产品来,实现CPU和硬盘的配比自由。
基于 “融合”数据中心架构,浪潮开创性的在SmartRack整机柜服务器产品上实现了存储硬件的池化,开发出SAS Switch产品SF-S1。浪潮SAS Switch是一种可根据储存环境和业务需求可高度扩充及应用弹性的SAS储存设备,利用PMC8056芯片,大幅扩充系统整体储存功能。
方案价值:
浪潮SF-S1在1U SmartRack节点空间里可部署三块SAS Switch主板和一块Ethernet Switch交换板。上行与SAS卡或计算节点相连,下行连接JBOD或直接挂接硬盘等存储设备。单个Switch主板可外部扩展17个Minisas SAS接口,使用Minisas HD connecter,可连接68个设备,整体可连接204个设备,可以达到15PB以上的超大存储空间。
SAS Switch主板支持热插拔,更有利于产品运维。同时,该款节点可共享整机柜供电、散热及管理模块,简化平台设计,结合浪潮自研软件,可根据负载来匹配硬件资源,以实现存储空间的自由划分,提供硬件资源的使用效率。灵活的扩展性可同时实现机柜内及机柜间的互联。
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另一个优势,在这种“融合”架构下,硬件元件的形态和数量明显减少,通过模块化和解耦来实现硬件的可升级性,降低投资费用,延长硬件使用时间。
存储的核心是应用软件与存储设备相结合,通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变,能够实现全面的负载均衡,提高整体处理能力。浪潮SAS Switch SF-S1产品不仅具有数据存储功能,还具有应用软件功能,可以看作是服务器和存储设备的集合体。可以大量减少存储集群中服务器的数量,从而降低系统建设成本,减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈,减少数据传输环节,提供系统性能和效率,保证整个系统的高效稳定运行。并最终有助于降低总体拥有成本。