戴尔存储借力服务器 流动文件系统升级

Compellent SC8000已于本月全球上市;Compellent FS8600、EqualLogic FS7600和FS7610,以及PowerVault NX3600和NX3610将在今年下半年上市;EqualLogic PS-M4110刀片产品和戴尔流动缓存据说将在半年之后或者明年一季度正式发布。

本文中,笔者想就已经“落地”的Compellent新品,以及使用戴尔新一代流动文件系统的三大统一存储(NAS网关)软硬件进行更多的介绍。

Compellent SC8000:R720变身存储?

我们注意到,戴尔此次还推出了入门级、Compellent认证的16Gb光纤通道交换机——博科DCX 6505。而为什么目前Compellent SC8000控制器还只有8Gb/s FC主机接口呢?

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Compellent新一代控制器和盘柜

由上图,戴尔公司亚太区存储事业部技术总监许良谋表示:“在新的控制器之下,前端接口支持8Gb的光纤,很快就会宣布支持16Gb。首先光纤通道网络我们要尽快地提升到16Gb最快的速度,但是在网卡(FC HBA)上有优化的地方。在进一步优化之后我们就会正式宣布16Gb,今天暂时只是宣布8Gb,但无论是千兆或者是万兆,我们全部都能支持。”

我们还看到,Compellent Storage Center控制器SC8000能够支持现有的SAS和4Gb FC盘柜,反过来新一代扩展盘柜SC200(3.5英寸驱动器)和SC220(2.5英寸驱动器)也能兼容上一代的SC40控制器。这得益于Compellent使用了工业标准的x86服务器硬件,其中包括能够支持通用PCIe扩展卡的插槽。

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笔者曾听说上一代的Compellent控制器采用了SuperMicro服务器,如今是被戴尔收购之后的第一次硬件平台更新(也是第5代控制器),因此特别强调了“百分百戴尔设计”。根据上图中的2U机架式外观,加上下面双6核2.5GHz Intel Xeon(至强)E5-2640 CPU,几乎可以确定SC8000控制器使用的硬件就是今年2月发布的第十二代PowerEdge R720服务器。

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估计是由于实际性能的需要,以及仍然最大支持960个驱动器,Compellent SC8000并没有使用Xeon E5平台中最高的8核心处理器,每个控制器的内存也最多只配备了64GB(R720服务器可支持768GB),这也给未来留下了升级空间?

流动文件系统v2:命名空间、节点数量翻倍

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戴尔流动文件系统的NAS家族新品

Compellent FS8600使用了Dell FluidFS v2(第二代流动文件系统),除了单一命名空间由之前的戴尔可扩展文件系统(DSFS,即第一代FluidFS)的509/576TB提高到1PB之外,横向扩展(Scale-out)的节点数量也由EqualLogic FS7500的4个增加到8个。至于“内存绝对同步”这一点,指的就是每一对NAS网关服务器文件系统的写缓存镜像,上一代已经这样做了,这里的“绝对”二字我们将在下文中具体解释。

Compellent、EqualLogic和PowerVault三大系列的NAS产品,统一采用了定制的全冗余硬件平台设计。其中FS8600使用光纤通道连接后端的Compellent SC8000或者SC40阵列控制器;FS7610和NX3610则通过10GbE iSCSI分别连接后端的EqualLogic PS6110/4110或者PowerVault MD3620i,同时前端NAS主机接口也是对应的万兆以太网;而FS7600和NX3600则像原来FS7500和NX3500那样搭配千兆iSCSI的产品使用。

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戴尔Compellent FS8600技术规格(部分)

在上表中我们看到,戴尔新一代流动文件系统硬件节点的后备电源由原来的UPS(每对控制器搭配一个1U高度的)改成了每控制器一块电池,每个设备(2U机箱)两块电池。这样不仅节约了成本,而且减少了空间需求和复杂性。

CPU方面,Compellent FS8600每控制器仅使用两颗4核Xeon E5620,也就是说并不强调单节点的处理性能,而是支持在单一命名空间中将4个设备中的Active/Active(双活)控制器对(最多8个控制器)组成集群的扩展方式。FS8600的后端支持2套Compellent Storage Center系统和最大1PB的存储空间。

比特网:戴尔在介绍流动文件系统的时候,有一条“为未来做好准备,包括重复数据删除(Deduplication)和压缩,下一代协议和分级技术”,而我们在上表中似乎也看到了预留有这些选项。戴尔主存储的重复数据删除和压缩,是不是来自于收购Ocarina的技术呢?

许良谋先生对此表示:“我们在2010年收购了一家公司叫Ocarina,能够实现高度整合的重复数据删除和深度的数据压缩。无论是文件级别或者模块,你一定会在整个戴尔的流动数据平台里面看到我们继续采用Ocarina的技术做重复数据删除和压缩。”

“在流动数据平台上,文件级别我们能够做到重复数据删除、压缩,在模块级别做压缩、删除优劣性怎么比较?作为技术的厂家,或者是方案提供商,我们也 不敢说哪一个最好,因为各有各的爱好者,有人觉得重复数据删除应该在文件系统方面表现非常出色,但是他可能是没用过block。当这些全部具备之后,我们 会把这个问题要交给各位,您觉得哪个好?或者是都用都觉得好?各有各的需求者。”

注:IBM Storwize V7000中端存储系统在上个月的更新中加入了实时压缩功能,第一步是块级别的,将来还会推出运行在File Module(NAS网关)即文件系统层面的压缩。

比特网:Compellent FS8600的自动分层存储功能为适用于NAS池的Data Progression,这个文件级的与原来数据块级的分层有什么不同?对用户而言价值在哪里?

许良谋:“在模块和文件系统做分层存储各有不同的地方,比方说在Compellent上,2005年推出一个卷中卷的概念,我们不再需要以整个卷为 单位,可以细化到卷里面的某一个模块,根据你的使用热度做数据的升降,所以它在block(块级别)能够调度很小的单位。但是同样的方式在文件系统做,可 能颗粒度就没有办法做得那么细。我们一般在文件系统能够处理的都是文件的个体,不管是1GB还是1TB,颗粒度会比较大。而不像模块化能够做到非常小的颗 粒,而且能够让用户自我选择颗粒的大小,所以block能够做到更加优越。但是客户如果需要在文件系统做的话,我们也会提供。”

比特网:流动文件系统的分级存储是不是可以实现跨子品牌?即在Compellent、EqualLogic和PowerVault之间移动数据的能力?

许良谋:“虽然我们说今天PowerVault有NX3500、3600,EqualLogic有FS7500、7600,Compellent有 FS8600,三个都是用流动数据文件系统做出来,但是我们一定会把所有的这些流动数据文件平台做到互联互通。整个流动数据框架,为什么我们一定要把未来 的发展很清晰地跟大家说得清楚?如何才能够避免断代升级?就是要让大家了解,而且知道我们下一步是什么。所以,未来我们一定会让所有的流动文件系统,在不 同的戴尔存储平台里面做到互联互通。

点评:我们现在还不知道不同戴尔存储平台之间的互联互通,具体的实现方式如何。有媒体朋友还问到了“块级数据的跨平台流动有可能实现吗?”笔者觉得,跨设备的数据流动,其更多意义可能不在于全自动分层存储,而是像惠普推出的LeftHand-3PAR Peer Motion那样的在线数据迁移,以卷或者目录(文件系统)为单位在不中断访问的情况下在阵列间移动数据。当然也有例外,那就是像EMC VFCache、Project Thunder(雷电计划)那样的闪存缓存加速方案,也包括戴尔计划于2013年的第一季度推出,使用服务器闪存和RNA技术的Fluid Cache统一分布式读写缓存(流动缓存)。

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戴尔可扩展文件系统(DSFS,FluidFS v2的前身)系统架构图

上图在笔者曾在去年参加2011戴尔存储论坛(张家界)的报道中出示过。戴尔可扩展文件系统(DSFS)如今已更名为流动文件系统 (FluidFS)。硬件结构上底层为“共享SAN后端”iSCSI/FC磁盘阵列,中间的“NAS网关控制器”可以成对(高可用)的方式进行扩展。 PowerVault NX3500只支持2节点系统,NX3600/3610应该也是这个水平;EqualLogic FS7500支持4个节点(也就是双系统,下文中有对应资料);而Compellent FS8600最多支持8个节点;据了解按照设计框架未来有可能扩展到16节点。每一对流动文件系统控制器即NAS网关之间都是镜像写缓存的方式,多个节点 可以实现负载均衡。

统一定制NAS平台:PCIe背板互连替代以太网

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去年在湖南张家界举办的以“流动数据,上善若水”为主题的2011戴尔存储论坛上,展出的EqualLogic FS7500的一对节点。其硬件形式就是2台1U服务器(应该使用了PowerEdge R610,这张照片我们拆下了上面那台的前面板),每个节点各配置了两块2.5英寸300GB 10,000rpm硬盘,做RAID 1安装操作系统。

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EqualLogic FS7600后视图(FS7610、PowerVault NX3600/3610,以及Compellent FS8600都基于同一平台)

前面我们曾经提到,戴尔第二代流动文件系统的控制器使用了定制的全冗余硬件系统(如上图)。除了两端的冗余电源模块之外,中间也分为左右2个独立可热插拔的服务器节点。我们知道戴尔PowerEdge C6000系列是可以在2U空间内放置4个双路服务器节点的高密度配置,不过显然不能像上图中那样提供3个全高PCIe插槽安装扩展卡来提供前后端接口。

上图中的FS7600为每节点4进(连接阵列)4出(连接主机)的千兆以太网配置,NX3600简化为2进2出;FS7610则为每节点万兆SFP+ 2进2出;Compellent FS8600的规格表中是2个8Gb FC后端接口,但从上文的图片中看似乎可以有4个(2块HBA)?

戴尔统一存储硬件更新的最大好处,除了前面说过的将外置1U UPS替换为电池之外,还有重要的一点见下面这段描述:

第二代EqualLogic统一存储

2U专用NAS平台中的2个高可用控制器之间,通过PCIe背板实现互连通信,以此来实现写缓存镜像等同步工作显然是最好的方式。大家还记得上文资料中的“内存绝对同步”那句话吗?其实不仅是带宽和延迟,还避免了像以前机箱之间以太网连接(见下图)那样增加线缆的复杂性。

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PowerVault NX3500网络连线示意图

上图中,每台PowerVault NX3500控制器上以“黑色”连线引出的2个网口连接到IP SAN交换机来访问iSCSI阵列(MD32x0i/MD36x0i),另有1个管理网口;“蓝色”连线代表提供CIFS/NFS文件协议访问的2个千兆网口;2条“紫色”连线则专门用于2台节点之间的集群数据通信,比如写缓存镜像就是通过这里实现的。

EqualLogic FS7500的情况与上面类似,只是三种不同功能的千兆数据网口数量都翻了一倍,但仍然是1Gb/s。如果NX3610,FS7610和FS8600的万 兆版本,理论上也像日立数据系统HUS统一存储的NAS网关那样,使用2个专门的10GbE接口用于集群通信。当然既然做到一个机箱里面,用PCIe解决 对性能和成本等方面都是有好处的。

509TB硬件限制?EqualLogic 6.0固件同步复制

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EqualLogic FS7600/7610产品配置

我们看到,EqualLogic FS7600/7610单一命名空间中的最大可用容量仍然是509TB,也就是说与现有的FS7500相同。这倒不是节点数量造成的限制,因为定位比它低 端的NX3600/3610的单一命名空间都提升到了1PB(按照192个3TB驱动器来计算,后端应该也是2套PowerVault MD32x0/36x0i),那是为什么呢?

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一套包含4个EqualLogic FS7500控制器和8个EqualLogic PS6000XV阵列的测试配置

如上图,在一组集群配置的EqualLogic FS7500后端,最多可以有8台PS阵列。除了NAS网关的横向扩展(尽管规模比较小)之外,后端的控制器也是EqualLogic特色的Scale- out。我们知道该iSCSI阵列家族产品最大支持单一系统内16个盘柜(32个控制器),而目前配合统一存储NAS网关时还达不到这一水平。

EqualLogic相对早期一些的PS6500/6510系列支持48个“竖插”的驱动器,而在新一代的PS6100/6110和PS4100 /4110系列中,只有PS6100E/6110E支持24个3.5英寸7200PRM驱动器和2台以上的Scale-out。那么按照它使用现在最大的 3TB驱动器来计算,8台的裸容量一共为576TB,这个数字就和509TB比较接近了。当然以上理由只是笔者的猜测。

也就是说,目前509TB可能主要是硬件方面的限制,加入高密度盘柜或许就能提高?

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EqualLogic 6.0版本固件支持同步复制,这一点甚至比去年公布的5.1版本Firmware支持DCB(数据中心桥接)无损以太网连接还要令我兴奋,尽管前者应该是 建立在后者的基础上。我们知道由于对延迟性能的要求苛刻,同步复制/镜像在以前几乎是光纤通道存储的“专利”。以同样基于NetApp E2600的IBM DS3500系列和戴尔PowerVault MD3200/3600系列入门级存储系统为例,只有FC主机接口的版本才能支持本地和远程镜像,包括MD3620i这样的万兆iSCSI也不行;直到戴 尔终止与EMC CLARiiON转销协议后推出MD3620f,才开始宣传镜像的功能。

当然根据PowerVault MD的路线图,IP复制也应该快推出了(不知道是异步还是同步)。无论如何,这都应该意味着以太网的胜利,一统数据中心网络的希望仍然存在。

PS-M4110刀片排线连接,散热如何解决?

戴尔首款存储刀片式阵列EqualLogic PS-M4110

最后我们再简单谈一下EqualLogic PS-M4110。它占用M1000e刀片机箱中的两个半高插槽,中间的位置可以安装2个HA的控制器,两边各有7个2.5英寸驱动器位,提供7200PRM(E)、10,000PRM(X)、15,000PRM(XV)和10,000PRM + SSD(XS)4个子型号。当听说PS-M4110具备EqualLogic全部功能和企业级特性,并且驱动器和控制器可以在线抽出更换时,笔者觉得在它后端与M1000e机箱的背板之间应该有一条软的排线连接着,许良谋先生对此表示认同。

在网上我还看到一位朋友对PS-M4110的散热表示担心,毕竟驱动器放置的方向与整个刀片“前进后出”的气流方向看起来是垂直的。笔者仔细考虑了 一下,PS-M4110是从前面板上方的进风口吸入冷空气,然后通过驱动器托架和控制器朝上的面板向下流动,最后应该是在整个刀片的后下方排出。另外,相 对于3.5英寸驱动器来说,2.5英寸的功耗和发热量也降低了不少。