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解读Alletra的关键业务极致可用性

  紫光股份旗下新华三集团最新发布的H3C/HPE Alletra定位于“云智原生的新一代端到端NVMe闪存存储”,本文围绕 “核心关键业务的闪存存储”来解读Alletra的可用性优势。

  核心关键业务应用是传统集中式存储的主打市场,主要承载的应用包括大型核心数据库、大型虚拟化/容器集群以及大规模应用整合。最关键的衡量指标就是一个字:稳!也就是说,在发生意外的情况下,系统仍然要“稳定”的为业务应用提供支持,业务不能断,甚至性能也不受影响。我们经常说的关键业务应用需要达到6个9的可用性,而Alletra是为100%的可用性而设计。

  这里的100%可用性级别更多的强调设计标准,在实现方式上,包括产品系统级可用性,以及智能管理带来的可用性提升。我们将从上图4个重要的可用性优势特性,为大家详细解读。

  虚拟RAID实现极致冗余和极速重构

  首先,我们来看Alletra的内部数据逻辑结构,传统的RAID模式是把一整块盘作为一个RAID单位,不过随着硬盘容量越来越大,重构慢和弹性不足成为众所周知的问题。Alletra将硬盘切分为无数个1GB大小的Chunklet,以Chunklet作为RAID的最小单位做RAID6。这种设计方式意味着针对一个应用,会有更多的硬盘参与工作,因此能提供更好的性能。同时,这种虚拟RAID模式有效增强了重构速度,与Alletra智能存储管理相结合,以智能算法加速硬盘重构,可以达到10分钟/TB的重构速度。

  其实Alletra的这一技术源自3PAR,3PAR是业界最早做块虚拟化的厂商,于2010年被惠普收购,随着产品的发展与更迭,这一技术特性也被移植到了Alletra系统上。事实上,这种底层的虚拟化技术已经被业界广泛认可,成为今天存储系统的主流技术,大多数厂商或多或少都采用了类似的技术对底层资源实现池化,但Alletra的底层虚拟化仍然是做的最为彻底的。

  基于Alletra的底层虚拟化技术,Alletra上所有的硬盘被打散成条带,再做RAID,并最终以虚拟Lun的形式提供给前端主机,而其他厂商大部分都是将硬盘先分组,再做切分和虚拟RAID。那么,更彻底的条带化究竟好不好呢?

  首先我们看到,更彻底的虚拟化和条带化,将数据完全被分散到所有磁盘上,极大提高了磁盘利用率、I/O性能、以及硬盘重构速度。不过问题在于,当一块硬盘损坏时,可能受影响的数据卷更多了,但今天闪存系统应用最普遍的RAID6模式,是可用性级别最高的RAID模式,允许一个组内坏两块硬盘,因此Alletra仍然保持了极高的数据可用性,甚至,在一定配置下,整个盘笼失效也同样可以保障业务连续。

  与此同时,为了保障RAID6的性能,Alletra控制器采用了ASIC加速芯片来加速RAID6的校验运算,使得在RAID6模式下,整体系统仍然保持了极其优异的性能。

  “对称式双活”实现极致切换

  我们需要关注的另一个功能叫做“对称式双活”。对于关键业务应用来说,对可用性的要求往往是零停机时间,因此用户经常会用双活数据中心来保障业务应用的高可用性。这时会需要阵列间数据复制等高级容灾功能。

  从上图可以看见,在“非对称式双活”的模式下,前端主机只允许给一台阵列Alletra A(Primary)写入数据,数据写入到A阵列后,再由A阵列远程复制给另一个数据中心的B阵列(Secondary),这时,B阵列给A阵列发送一个写入完成的信号,A阵列再反馈给主机,表示写入操作完成,这是“非对称式双活”一次完整IO操作的步骤。

  而在“对称式双活”的模式下,两个数据中心的主机可以同时向各自的后端阵列写入或者读取数据,用户可任意通过两个数据中心访问应用,尽管一个应用在两个阵列都拥有不同的物理Volume,但它们却在一个同步的复制卷中复制。相比“非对称式双活”,“对称式双活”是真正的“Active-Active”双活数据中心,任意一个数据中心宕机,应用可更加平滑快速的实现切换。

  在“对称式双活”模式下,两地数据中心计划性运维/更新主动式切换可在1秒内完成,非计划停机/异常故障导致的被动式切换,可在10秒内完成切换。这样,无论是RAID失效/元数据损坏/链路故障时仍可保障业务不中断,数据不丢失。最后,Alletra还可根据用户环境不同在线转换双活模式(非对称式/本地式/对称式)。

  先知智能运维提供更高级别可用性

  除了前面提到的底层虚拟RAID以及“对称式双活”功能之外,前面我们介绍过的智能运维同样可以大幅度提升Alletra的可用性。通过全局智慧中枢的主动运维,我们可以提前发现风险隐患,从而将风险消除在萌芽阶段,并能够提前预测并规划系统升级,最大限度降低系统计划外和计划内停机时间。

  Alletra还支持业内唯一逐字节比较数据的重删技术,进一步避免了重删校验精度不够而导致的数据错误。

  目前,Alletra系列存储已经实现了不同业务场景的全方位覆盖,针对核心关键业务对业务永续的需求,Alletra 9000型存储可以带来100%可用性能力,而针对通用关键业务,Alletra 6000型存储带来数据效率的进一步提升。面向未来,新华三集团将践行“云智原生”战略,继续推动包含存储在内的云智原生数字基础设施的升级,不断满足企业数字化转型需求,开启业务发展新纪元。

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