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。

解读 Alletra 的关键业务极致可用性

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。

解读 Alletra 的关键业务极致可用性

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。

解读 Alletra 的关键业务极致可用性

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。

解读 Alletra 的关键业务极致可用性

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




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