我在用JBOD,它確實(shí)不錯!
1940年11月,初冬的塔科馬海峽已經(jīng)寒風(fēng)凜凜,開車的人們總是狠踩下油門,加速通過海峽上剛通車三個月的跨海峽懸索橋,因?yàn)榭傆腥藞蟾嬲f,這座由著名橋梁設(shè)計師約瑟夫·斯特勞斯和大衛(wèi)·斯坦曼建設(shè)的大橋有著輕微的晃動,“看起來很不結(jié)實(shí)的樣子”,但人們只是懷疑,畢竟這是一個橫跨853米的大家伙,而且,它的兩位設(shè)計師一位設(shè)計了舊金山的金門大橋,一位則設(shè)計了著名的麥金納大橋。
11月7日的事實(shí)證明,人們并沒有看錯:當(dāng)天上午11點(diǎn),當(dāng)每小時速度67公里的風(fēng)吹過塔科馬大橋的時候,人們看到大橋發(fā)生了明顯的振動,隨之而來的是大橋開始沿著“中心-兩端”的模式開始扭曲,振動-扭曲-再振動-再扭曲,振動越來越強(qiáng)烈,扭曲越來越明顯,很短的時間,橋塌了。
“當(dāng)我剛駕車駛過塔橋時,大橋開始來回劇烈晃動。當(dāng)我意識到時,大橋已經(jīng)嚴(yán)重傾斜,我失去了對車的控制。此時我馬上剎車并棄車逃離。我耳邊充斥著混凝土撕裂的聲音?!毙掖嬲呃飱W納德·科茨沃斯說道。當(dāng)天,大約8級的大風(fēng)吹過大橋,這引發(fā)了大橋橫向的共振,隨之而來的是空氣彈性顫振及橋面越來越大的扭曲,“橋面的一端上升,另一端下降”,最終,塔科馬大橋堅(jiān)硬的鋼筋混凝土和鋼制懸索在巨大的撕裂力量面前敗下陣來,沉入了下面波濤洶涌的海峽。
通過對塔科馬大橋坍塌原因的調(diào)查,人們發(fā)現(xiàn),無論是對大橋還是大樓,共振的力量是極為危險的:看似簡單的共振,對建筑物有著毀滅性的威脅,而且,不僅僅是建筑物,任何的設(shè)備、物品,一旦發(fā)生嚴(yán)重的共振問題,都只能束手就擒敗下陣來,這甚至包括企業(yè)級存儲系統(tǒng)中常見的高密度磁盤存儲系統(tǒng)。
在高密度磁盤存儲系統(tǒng)(比如單一設(shè)備48、60塊磁盤)中,共振問題是首要并極為嚴(yán)重的問題,數(shù)十塊硬盤旋轉(zhuǎn)帶來的單盤微小振動(實(shí)際上,2U12塊5400轉(zhuǎn)硬盤甚至都會造成共振問題),會在共振的作用下被顯著放大,而這種被放大的振動,會在設(shè)備內(nèi)部造成磁盤損壞率的大幅度提升。
不僅如此,就英特爾公司實(shí)驗(yàn)室的測試顯示,在高密度磁盤存儲系統(tǒng)中一旦發(fā)生共振,“系統(tǒng)的隨機(jī)訪問性能會有20%的顯著下降?!?
但HGST的4U60G2存儲平臺,卻擁有4U高度標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架空間內(nèi)60塊磁盤(最多12個SSD)的高密度配置,很顯然,為了讓這(最多)60塊磁盤在單一存儲系統(tǒng)中相安無事并保持性能,HGST在共振(還有散熱問題)方面做了充分的工作,否則,任誰也不會把這樣一個高風(fēng)險的產(chǎn)品推向市場(4U60G2可以承受3.5g 6ms的脈沖垂直沖擊,并在確保振動效應(yīng)保持在“隨機(jī)0.25Grms,5-10Hz掃描速度,0.05g的正弦波掃頻,10-300Hz”的范圍內(nèi))。
不過,作為一款存儲系統(tǒng),4U60G2存儲平臺可不是僅僅解決了共振和散熱問題,往4U空間塞入了60塊磁盤這么簡單……
4U60G2存儲平臺:容量和密度的“怪獸”
4U60G2存儲平臺是一個大容量、高密度的“怪獸”:通過可配置最大60塊硬盤以及最大12TB的單盤容量(6、8、10、12TB硬盤,4U60最大支持100TB硬盤),它的裸容量可以達(dá)到驚人的720TB(在4U的空間里實(shí)現(xiàn)720TB的裸容量是非常驚人的)。此外,它還可以混插最多12個800G SSD,以在平臺內(nèi)創(chuàng)建獨(dú)立的性能層。
4U60G2存儲平臺提供可用于高可用性應(yīng)用的SAS硬盤或用于成本優(yōu)化的SATA硬盤選擇,支持采用高級格式化扇區(qū)(4K扇區(qū)),從而提高數(shù)據(jù)讀取、寫入的可靠性和錯誤糾正能力。此外,支持采用菊鏈方式連接
4個存儲擴(kuò)展柜。
為了保證系統(tǒng)的可靠性和可用性,4U60G2存儲平臺除了保證電源(帶集成風(fēng)扇)、硬盤模塊和IO模塊具有熱插拔特性之外,更采用電源管理臂(CMA)(而不是暴露的軟制線纜),避免了在維修熱插拔CRU時線纜互相纏繞。在IO接口方面,4U60G2每個IO模塊帶4個HD Mini-SAS端口(2個IO模塊,8個12Gbps SAS接口,最大提供192Gbps帶寬),4U60每個IO模塊帶2個QSFP+端口。
4U60G2存儲平臺可以作為塊存儲或文件存儲系統(tǒng)使用,比如說,可以連接兩臺服務(wù)器(兩個節(jié)點(diǎn),每個節(jié)點(diǎn)冗余連接雙鏈路,共計4條鏈路),每個服務(wù)器冗余數(shù)據(jù)路徑提供48Gbps高帶寬,提供穩(wěn)定的FC SAN存儲支撐(或是NAS文件存儲服務(wù))。
與DataCore SANsymphonie的Virtual SAN(虛擬SAN)存儲解決方案結(jié)合,4U60G2存儲平臺構(gòu)建起的虛擬存儲資源池(Virtual Storage Pool)可以用作支撐Virtual Disk(虛擬磁盤)的全鏡像SAN存儲,確保整個Virtual SAN的數(shù)據(jù)可靠性和可用性。此外,與Nexenta NexentaStor結(jié)合,兩臺4U60G2存儲平臺可以支持全功能的、高高可靠性的(互為數(shù)據(jù)冗余的)統(tǒng)一存儲,支持SMB、CIFS、NFS(v3和v4)、iSCSI、REST API等多種文件系統(tǒng)(及訪問方式)。
因此,4U60G2存儲平臺在Ceph存儲系統(tǒng)的構(gòu)建中有著多種不同角度的“身份選擇”:在一個典型的Ceph存儲集群中(連接3臺雙路x86架構(gòu)服務(wù)器),可以使用兩臺配置240TB容量(60x4TB)的4U60G2存儲平臺作為塊存儲優(yōu)化節(jié)點(diǎn),或者可以使用兩臺配置360TB容量(60x6TB)的4U60G2存儲平臺作為文件存儲優(yōu)化節(jié)點(diǎn),如果需要對象存儲,則可以配置3臺480TB(60x8TB)容量的4U60G2存儲平臺——不只提供對象存儲服務(wù),而且支持REST API、AWS S3通用連接方式。
作為一款通用性極強(qiáng)的產(chǎn)品來說,4U60G2存儲平臺可以適用于多種場景下的數(shù)據(jù)存儲需求,當(dāng)然,對存儲系統(tǒng)稍有了解的人都會有這樣一個的疑問:說了這么多,4U60G2存儲平臺實(shí)際上就是個JBOD系統(tǒng),作為一種典型的數(shù)據(jù)存儲方式,JBOD雖然非常成熟,卻也相對簡單(沒有太多高端FC SAN存儲的高級功能),在數(shù)據(jù)可靠性、可用性等數(shù)據(jù)保護(hù)能力方面有著一定的劣勢,前面說的方案很典型,但在“真實(shí)世界”中誰會用呢?
JBOD誰在用?比如…基因測序和廣電影視
毫無疑問,JBOD雖然經(jīng)典,卻也確實(shí)簡單。它曾經(jīng)勝在簡單,卻也因簡單被人有所質(zhì)疑——特別是在數(shù)據(jù)保護(hù)方面——但這里面有兩點(diǎn)卻需要說明:第一,越來越多的存儲解決方案采用多副本數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),包括前述Ceph方案在內(nèi)的多種典型存儲方案(比如Hadoop等)現(xiàn)在都采用雙副本甚至三副本的存儲方式,從而確保數(shù)據(jù)可用性;其次,4U60G2存儲平臺在系統(tǒng)可靠性上提供了多冗余、高質(zhì)量的產(chǎn)品設(shè)計,進(jìn)一步確保了數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的可用性。
當(dāng)然,僅靠技術(shù)說明并不足以支撐對4U60G2存儲平臺在實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用上的廣泛性和認(rèn)可度,因此,我們可以通過基因測序和廣電影視領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用情況來詳細(xì)說明一下。
近年來,基因測序領(lǐng)域無論是技術(shù)還是市場都以飛快的速度在發(fā)展,而這一領(lǐng)域正是數(shù)據(jù)存儲的“消耗大戶”:與核磁共振大約150MB、3D CT檢查大約900MB的數(shù)據(jù)量相比,普通人的基因數(shù)據(jù)(一般被讀取30次左右)所需要的存儲容量高達(dá)100GB,腫瘤病人的基因數(shù)據(jù)(往往被讀取數(shù)百甚至上千次)存儲容量高達(dá)1TB-10TB左右,僅僅一個人的基因測序領(lǐng)域所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量規(guī)模就是極為可觀的。
基因測序是現(xiàn)代化診療,特別是“精準(zhǔn)醫(yī)療等實(shí)際診療方式的重要手段”,它最終將會成為“人人都用得起的醫(yī)療技術(shù)”,這就意味著,未來將是數(shù)百萬、數(shù)千萬待診患者難以計數(shù)數(shù)據(jù)量的存儲,不僅每天都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),而且需要進(jìn)行反復(fù)讀寫及數(shù)據(jù)備份。
對于這樣的應(yīng)用環(huán)境來說,必須要在“成本-可靠性-性能”三者之間取得平衡點(diǎn):單方面追求成本,是對病患的不負(fù)責(zé)任;單方面追求可靠性或性能,等待基因測序的是價格必然大幅度上漲——4U60G2存儲平臺這樣的大容量、高密度JBOD系統(tǒng)是最好的選擇。
首先,4U60G2存儲平臺最大容量720TB且?guī)挸湓?,運(yùn)行溫度最高可至35℃,這意味著數(shù)據(jù)中心可以接受略高于傳統(tǒng)溫度(往往是20-25攝氏度)的環(huán)境溫度,并可使用HGST的充氦(氣)硬盤降低系統(tǒng)能耗。總體來說,4U60G2存儲平臺在基因測序領(lǐng)域能耗可以降低大約23%,這極大地降低了醫(yī)療機(jī)構(gòu)的總體擁有成本;
其次,JBOD產(chǎn)品架構(gòu)簡單、使用容易,在IT技術(shù)能力相對一般的醫(yī)院也可以快速上線并進(jìn)行日常維護(hù),這對于醫(yī)院來說,可以大大簡化、加速支撐基因檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲需求,滿足其讀寫及存儲效率。
在廣電影視領(lǐng)域,4U60G2存儲平臺這一類的JBOD系統(tǒng)的應(yīng)用就更為廣泛,比如說在大容量存儲備份、VR虛擬存儲、真人秀(光纖共享)存儲、視頻/音頻(網(wǎng)絡(luò)共享)存儲等領(lǐng)域都被各大電視臺、制播機(jī)構(gòu)普遍使用著。
在這些應(yīng)用中,VR虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是近年來興起的一枝獨(dú)秀,卻也是很多視頻存儲解決方案供應(yīng)商的“噩夢”:在圖像采集方面,虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需要360度的全景畫面,這對多臺攝像機(jī)的同步及高速存儲有很嚴(yán)格的要求。同時,為了減少因?yàn)閿z像機(jī)之間的邊沿融合帶來的問題,高端的采集系統(tǒng)一般都采用16臺或更多的攝像機(jī)進(jìn)行拍攝。當(dāng)采用16臺4K的攝像機(jī)進(jìn)行拍攝時,按照每臺攝像機(jī)60MB/S的碼流計算,16臺攝像機(jī)的碼流將達(dá)到960MB/S。要實(shí)現(xiàn)960MB/S數(shù)據(jù)無延時的存儲,對存儲系統(tǒng)是一個極大的考驗(yàn)。
此外,要想達(dá)到更好的質(zhì)量,攝影機(jī)的增加除了對存儲速度的要求更高以外,對存儲空間的需求也會成倍增加;同時為了保證數(shù)據(jù)的可靠保存,對存儲系統(tǒng)的安全性也提出了更高的要求。
而4U60G2存儲平臺與視頻制作機(jī)構(gòu)長期使用的磁帶系統(tǒng)不同,磁盤存儲的高速存儲可以滿足4K攝像機(jī)多機(jī)拍攝的需求系統(tǒng)支持RAID6模式,且可以保證數(shù)據(jù)的安全不會丟失,可以放心使用。同時,前面在基因測序的實(shí)際應(yīng)用中我們已經(jīng)提到過,4U60G2存儲平臺在性價比方面非常突出,有著低成本、高性能、高帶寬、低功耗等優(yōu)勢,越是在大規(guī)模使用中其成本效益就越加突出,因此,非常適合專業(yè)攝影師存儲或是拍攝高清視頻時使用。
此外,4U60G2存儲平臺支持Windows、Mac OS、Linux跨平臺使用,這對于應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜又有同時訪問相同數(shù)據(jù)的共享存儲需求的廣電影視類客戶來說,則可以極大的減少額外的系統(tǒng)采購成本。
如今,HGST的4U60G2存儲平臺已經(jīng)有了諸多忠實(shí)的廣電影視類客戶,比如說在北京多眾視界,60臺Windows工作站和數(shù)臺蘋果機(jī)需要實(shí)現(xiàn)跨平臺共享,同時,要求每臺Windows工作站的速度能達(dá)到100MB/s,在應(yīng)用多家如今進(jìn)行測試之后,只有4U60G2存儲平臺能夠達(dá)到了90MB/s的平均帶寬,滿足了多眾視界的工作站跨平臺共享及數(shù)據(jù)訪問需求;
在千秋歲跨界歌王制作團(tuán)隊(duì),1000TB素材、48個工作站,數(shù)據(jù)所需存儲容量巨大、對傳輸速度和分辨率有著很高的要求,以4U60G2存儲平臺為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲平臺,“解決了跨界歌王所需的內(nèi)容采集到制作要求,系統(tǒng)穩(wěn)定性極高,保證數(shù)據(jù)實(shí)時編輯共享以及數(shù)據(jù)的安全性,并且提供數(shù)據(jù)安全技術(shù)保障和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鹘M用戶賬號權(quán)限管理?!?/p>
不僅如此,在諸如《選擇》、《魯豫有約》、《燃燒吧少年》、《跨界喜劇王》、《武媚娘》、《中國好聲音》、《羋月傳》、《三生三世十里桃花》等一系列知名的電視(綜藝)節(jié)目、真人秀、動畫、電影、電視劇的背后,都有著4U60G2存儲平臺的身影。
縱然用戶對存儲系統(tǒng)的要求越來越高,但基本的需求卻是從未改變過的,大容量、高密度、高帶寬、高可靠性、盡可能的通用性和簡化的部署與管理,這些無關(guān)JBOD還是FC SAN或是如今大熱的分布式存儲、軟件定義存儲,“最核心的需求其實(shí)從未改變,而產(chǎn)品的形態(tài)并非是唯一的選擇標(biāo)準(zhǔn)”,這也是4U60G2存儲平臺有著極高生命力、被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的根本原因。
當(dāng)然,HGST并未停止創(chuàng)新的腳步,近年來也推出了2U24全閃存平臺,最大單盤容量7.68TB的SSD支撐了總計高達(dá)184TB的裸容量,它能夠提供極高的IOPS和低延遲性能,而且具有非常好的靈活性和可管理性,是下一代軟件定義存儲(SDS)系統(tǒng)的可靠支撐系統(tǒng)。
除此以外,HGST提供全面而廣泛的企業(yè)HDD、SSD產(chǎn)品,從介質(zhì)層就為企業(yè)級應(yīng)用提供面向性能、成本和容量優(yōu)化的選擇,在SSD領(lǐng)域,HGST的產(chǎn)品組合包括NVMe PCIe SSD、SAS SSD和SATA SSD,其中Ultrastar SN200系列提供最大7.68TB的容量和高達(dá)120萬IOPS(4KiB)的最佳性能,且在混合讀/寫隨機(jī)工作負(fù)載(4KiB)的情況下,滿足高達(dá)580K IOPS的性能。
在企業(yè)級HDD市場,HGST提供了包括Ultrastar C10K1800、UltrastarC15K600、Ultrastar He12、Ultrastar He10、Ultrastar 7K600、Ultrastar 7K2等多個不同型號,從命名上就能看出,這些產(chǎn)品涵蓋了從15K、10K到7.2K轉(zhuǎn)速的不同產(chǎn)品層級,其中,Ultrastar C10K1800隨機(jī)寫入速度比上一代10K HDD快2.5倍,高級格式型號容量高達(dá)1.8TB;Ultrastar He12則正是前面所說的充氦(氣)HDD,也是業(yè)界首款12TB HDD,它不僅提供超大容量,而且功耗比8TB空氣HDD低54%。
從平臺、系統(tǒng)到HDD、SSD,HGST的企業(yè)級產(chǎn)品在性能、容量、可靠性、可擴(kuò)展性、安全性、低成本、可訪問性等任何方面提供滿足企業(yè)所需要的特征及組合,滿足每個應(yīng)用都擁有的獨(dú)特的需求和重要性等級,因而能夠幫助企業(yè)充分地存儲、分析、處理和利用數(shù)據(jù),幫助企業(yè)從其擁有的信息中提取更多價值的同時,更好地管理數(shù)據(jù)流,最大程度地達(dá)到成本和收益之間的平衡點(diǎn)。