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存储专栏 HDS VSP:硕果仅存的紧耦合架构

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存储在线专栏文章:昨天我们回顾了一下VSP(Hitachi Virtual Storage Platform)的历史和市场表现。其实,HDS的高端表现要好于我们统计的数据,大家别忘了,HDS也做OEM。HDS的高端原来OEM给SUN(后来被ORACLE收购后停 止),HP(目前HP还销售P9500,也就是VSP,但已经主推3PAR,预计HP慢慢停止OEM),在北美市场,SGI也曾经销售HDS高端,中国联 想也销售VSP。但俱往矣,除了HP目前还在部分市场销售外,以后HDS只能靠自己卖了。

昨天我们看到,中国区VSP在大机环境下使用只有 2%,微乎其微。我今天又统计了Gartner有史以来(从07年以来到13年Q1)的全球数据,我们看到HDS这段时间一共销售近2万台高端存储,但只有6%是在大机环境,占比比中国区略高一些,但也好不到哪里去。据说华为一直也想让HVS支持大机,不知道看到这个数据是否还有必要考虑去支持大机?

今天我们就来聊聊VSP的硬件架构,虽然前面我们大话过。

首先,我们先来了解HDS的几个术语:
FED: Front-end Director – (host interface)BED: Back-end Director – (disk interface)
VSD: Virtual Storage Directors – (central processor boards)
DCA: Cache Memory Adapter
GSW: Grid Switch

然后,我们看一下高层的逻辑架构图:

可以看到,HDS采用传统的高端存储的三层架构,即前端控制器连接主机,后端控制器连接磁盘柜,中间是Cache。但在新的VSP架构中,HDS引入了一个新的大脑,VSD。VSD控制所有的I/O流向,但VSD并不参加数据交换,不会影响数据的性能。

 

下面这个图是一个控制框的逻辑连接图,从这个图看三层架构就更加清楚了。

VSP最多支持2个控制框。每个控制框最多支持4个VSD,8个DCA,8个FED和4个BED。两个控制柜通过GSW进行互连,这就是VSP所谓的scale out。如下图所示:

 

好了,各位看官,现在问题来了,HDS VSP到底是几控?哈哈,这个问题把大家难倒了吧?

1、算法一:在HDS看来,VSP的每一个板卡都是控制器,前端控制器,后端控制器,缓存控制器,存储控制器,因此,这么算来,VSP最大支持48控,这个可比EMC和HW的16控大多了。

2、算法二:VSD做为数据流的主要控制部件,按照现在一般对控制器的理解,VSD才算控制器,因此,VSP最大支持8控。但原来的USP(VSP)的上一代,根本没有VSP啊?难道你敢说HDS USP没有控制器?没有控制器的高端存储,太可笑了吧?

关于这个问题,我电话咨询了HDS的人,他们说他们内部都不宣传是多少控,只是说是多控架构。他们认为,VSP是多控架构,但不仅仅是8控。我再来看一下HDS官网的规格:

HDS只是说控制器N+1集群架构,没有说多少控。我查了HP P9500的规格,也没有说是多少控。但,亮点来了,联想也OEM VSP(现在和EMC成立合资公司,估计马上要停了),联想写的是最高支持8控。

从专业的角度来说,我支持HDS的说法,因为紧耦合的架构和松耦合的架构结构不同,无法和松耦合的控制器数去比较。联想的做法,是适合国情,因为不是所有 用户都懂啊,如果用户需要一个高端存储,4控的,你让HDS如何做配置报价?正好VSD独立出来了,就按照VSD的数量算吧。我不知道真正的项目达标 中,HDS是如何应答的?如果标书要求高端存储支持16控,HDS会答复满足吗?

VSP针对上一代USP的改进主要体现在:
1、交换机由专用的crossbar光交换更换为crossbar PCI-e交换;
2、增加了VSD来做I/O的控制,VSD采用INTEL的芯片
3、后端的磁盘接口有FC-AL变为SAS

我们以为HDS比较保守,但在采用SAS技术方面,HDS从高端到中端都是传统存储厂商里面第一个切换的,这个让我等人士对HDS刮目相看,HDS也挺赶潮流的嘛,哈哈。

每块DCA上都有一个SSD,上面有电池,设备掉电的时候数据写到SSD中。Cache采用镜像保护。

除了VSD采用INTEL处理器外,在每个FED和BED上,有HDS的ASIC芯片,这些ASIC芯片参与I/O处理,还有RAID计算,数据加密等。因此VSP的RAID是基于硬件的,数据加密对系统也几乎没有影响。

我们来看一下控制框的前视图和后视图:

我们可以看到,其实VSP的设计理念就是一个大型机(HDS原来也做大机,这块有经验),只是这个大型机只负责存储而已。这种紧耦合的架构和EMC VMAX和HW HVS的松耦合架构差异还是很大的,体现在:

1、Cache真正是全局一致Cache所有的板块访问Cache的路径都是相同的,时延都是一定的。因此SPC-1的测试结果我们看到VSP的时延不错(不过XIV比VSP更好,理论上应该VSP好的,看来理论不一定等于实际);而松耦合架构,采用的是分布式Cache,虽然采用全局编址,每个控制器都可以访问,但访问本地和远程的Cache路径不同,时延也不同;

2、VSP的四种控制卡都是负载均衡,灵活独立扩展的。也就是前端接口不够,你可以只扩前端接口,后端接口不够,你就扩后端接口,Cache不够,插Cache板块。如果松耦合架构,你可能需要先增加控制器,然后才能扩充。

当然,紧耦合架构和大机一样,封闭,硬件成本高,扩展性差,采用新技术慢。HDS的专业服务贵得出名,这些都是原因。因此EMC从DMX的紧耦合架构转向了V-MAX的松耦合架构,应该也是考虑到这个原因吧。

至于扩展性,VSP最大支持6个柜子。VSP采用42U的19”标准机柜(但我不知道是否购买的时候可以不用原厂机柜)。中间两柜的下面就是控制框,其他都是磁盘框,因此一个支持16个磁盘框。每个磁盘框支持80块大盘或者128块小盘。布局采用严谨的对称布局。

好了。今天关于VSP的硬件架构我们就分享到这里。明天我们聊聊软件功能方面的东东。

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