存储专栏：IBM高端存储的前世今生与市场表现-DOIT-数据产业媒体与服务平台

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存储在线专栏文章：前几天我们发表了西瓜哥写的HDS和EMC高端存储分析，今天我们来谈谈IBM高端存储的情况。

高端存储原来是IBM一家独大，后来EMC采用RAID方式，把IBM赶下神坛，HDS也来抢生意。IBM终于忍无可忍，推出shark系列，来反击EMC和HDS，最终凭借DS8000，夺回高端存储的第二名交椅地位，和HDS并列。但由于IBM的综合解决方案太NB，因此，在中国区IBM是第一名，我们前面的帖子分析过中国区的情况，大家应该还记得。但全球的格局我以前没有分享过，这里采用Gartner的数据让大家有一个了解。

1999年7月，IBM正式发布代号为Shark“鲨鱼”的企业存储服务器（ESS）。当时没有采用FC技术，而是采用IBM自己研发的串行存储结构（Serial Storage Architecture，SSA）。第一代鲨鱼是E系列，然后是第二代F系列。

2002年7月15日，IBM推出第三代鲨鱼企业存储服务器ESS 800。新推出的产品代号“银鲨”。2004年4月8日，IBM发布了新一代企业级存储服务器ESS 750。ESS 750被称作“BabyShark”，属于ESS 800大型机存储系统的简化版本。这个时候Shark系列软件特性也比较丰富了，IBM也抛弃了SSA技术（虽然这个技术也成为了标准），采用了FC技术。

2004年底，IBM推出了第四代鲨鱼DS8000系列。同时还推出DS6000小鲨鱼侵占中端市场。DS8000经过了5代：DS8100、DS8300、DS8700、DS8800，最新的是去年年底推出的DS8870。

我印象中华为HVS在9月份的华为云计算大会推出后，IBM急忙在10月份发布第五代DS8000产品，DS8870，哈哈。

IBM发布DS8000后，以DS8000为代表的高端存储系统市场占有率始终保持中国市场No.1的位置，并持续高速增长。DS8000系统连续8年市场份额保持第一。据IBM统计，截止2011年前，DS8000存储系统在中国地区装机客户超过1300台，用户遍布各行各业，主要客户包括国有四大银行、三大运营商等，此外众多商业银行、中小银行的关键业务应用也都运行在DS8000存储系统上。

IBM DS8000为啥取得如此辉煌的成绩，特别是在中国，主要是中国的信息化不够发达，中国人又比较懒，喜欢把服务器和存储一块采购，甚至把业务咨询都交给IBM，造成中国和海外市场的巨大反差。

但IBM DS8000确实有两把刷子。我把我对DS8870印象比较深的几点和大家分享一下。

· 小机双控架构，采用最新的P7 CPU和PCIE技术。

IBM DS8000采用了两台小型机做双控的类中端架构。DS8870 采用Power7处理器，两个小机之间的连接也从RIO-G变为PCIE。后端的磁盘框连接没有采用SAS，而是采用FC-AL技术，但IBM没有采用传统的仲裁环技术，而是采用交换式的FC-AL技术（我前面的帖子分析有误，这里给IBM平个反）。至于双控的切换时间，前面我也和大家分享过，大约是8-15s。还是不错的。

至于逻辑图，大家可以参考这个。DS8870支持一个Base框和3个扩展框。

· 性能第一。IBM去年发布了SPC-1和SPC-2，性能非常高。SPC-1略微超过了原来的市场第一HP 3PAR V800，拿到了第一的位置。

大家可以看到，时延也控制在了10ms之内，和3PAR一样，但性能略超过了3PAR。在高端存储的SPC-1成绩里面，目前还是第一。看来只能寄希望于HW HVS去打破这个记录了。

至于SPC-2的成绩，IBM也公布了。

看来也不错。我们家上网是4Mbps，而DS8870达到15,423MBPS，大家可以想象一下多大的带宽吞吐量。

· 硬盘全部支持FDE（全盘加密）。不管你要不要这个功能，硬盘都采用FDE硬盘。FDE硬盘每个硬盘都可以采用一个独立的密钥进行加密，对系统的性能没有影响。但FDE硬盘的成本肯定很高，其实很多用户掏了不该掏的钱。
· 软件特性丰富。DS8870采用RAID 1.5技术（我前面帖子讲过）支持自动分层存储和自动精简配置功能。QoS、快照、复制、加密等高端存储有的功能都有了，甚至对Windows 2012和VAAI都有支持。
· 复杂的CACHE管理算法。IBM的研究人员发明了很多Cache管理的算法用来提高各种应用场景下的命中率。IBM把Cache按照4K的粒度进行精细化管理，粒度很小。
· 采用DC-UPS直流供电，能效高，获得能源之星认证；
· 支持IPV6，获得IPV6 REDAY认证和USGV6认证。

但DS8870我看了一遍，也没有什么出色的地方，相比原来的DS8800，最大的区别就是性能提升。DS8870在DS8800发布2年后发布的，由于更新不多吧，因此IBM没有叫它DS8900，可能也是这个原因吧。

说说我对DS8870不满的地方吧。

· 不支持ISCSI，主机接口只有FC/FICON。客户的组网不方便，特别是远程复制，需有购买FC/IP转换设备，增加客户投资和组网复杂度
· 方案限制太多。DIF只支持大机上的Linux系统；很多性能联动方案（可以对应用进行感知），只支持AIX+DB2。

总的来说，IBM DS8870是新瓶装旧酒，没啥新内容。架构和软件特性都没有什么大变化。

我看完DS8870资料的感觉就是，如果我采用IBM小机+DB2数据库，DS8870是不错的选择，因为他们简直就是一个整体，和一体机感觉差不多。如果采用ORACLE数据库，或者X86平台，DS8870就没有太多的亮点了。

根据IDC的数据，今天我们来仔细看一下DS8000在2012年到2013年Q1的在中国区的表现。

一共5个季度，DS8000在中国区一共销售了711台。可以看到，主体出货是DS8800，但DS8870没有看到（也可能IDC放在DS8800里面了）。

从端口分布可以看到，大机环境销售占了1/3，Open systems还是占大头，占了2/3的份额。

从行业的分布看，金融、电信和公安是IBM的产粮地。制造业、保险、电力、交通、石油和医疗也有不俗表现。个人感觉，Snowden事件出来后，公安、能源等估计有采购国产设备的趋势。金融和电信可能会缓慢一些，但前几天金融圈的一位朋友在微信朋友圈了分享了一条信息，银监会正在讨论去IOE方案（IBMORACLEEMC)，不知道消息是否属实。但由于目前没有任何国产存储支持大机，因此针对大行困难很大，估计可以学电力D5000项目，做两套系统并行，一套外商的，一套国产的，当出现问题有替代方案。

在各省势力分布方面，我们看到北京占据半壁江山。这个主要是金融和电信的集采政策造成，当然，很多的数据中心也在北京。但我们也看到，内蒙、河北、东三省和安徽这些不算特别发达的省份，IBM居然销售了那么多，甚至超过了很多发达省份。这个也说明这些省份可能由于专业人才缺乏，反而倾向采用IBM的整体解决方案，带动了DS8000的销售。发达的省份其实和国外一样，更加喜欢采用专业的存储设备，如EMC、HDS等。

前面的的分析讲过，由于IBM DS8000针对自己的产品做了很多定制化的东西，大机环境就不说了，就是在p系列小机+DB2的环境下，DS8000有很多针对性的特性：

DS8000的Cache算法可以和DB2联动。DB2需要什么样的Cache配合，DB2可以通知DS8000去实现；
DS8000的QoS可以和DB2联动。DB2某一个I/O需要什么优先级，可以修改存储预设的应用优先级。
……

这些针对应用的联动特性，我相信是其他存储厂商无法支持的。因此，如果用户选择了DB2数据库，DS8000确实是一个省事的选择。幸好，DB2目前份额还不太高。

我们从Gartener的数据可以看到，Oracle是数据库市场的老大，占领将近一半的市场份额。而DB2大约占了1/5的市场份额。这个是其他高端存储厂商的万幸，如果DB2的市场地位如ORACLE目前这样，要想和DS8000竞争将更加困难。

传统的RAID 1.0如果改良后，变身为RAID 1.5来实现Tier和Thin功能。下面就以我理解的DS8870的RAID 1.5切西瓜原理为例，来帮助大家再次理解我的西瓜刀法，哈哈。

首先，DS8870按照一定的原则选择8块一样的磁盘（由于DS8870后端采用FC-AL，因此选择盘的时候最少要跨两个环路才能保证比较好的性能）组织一个Array site。注意，必须是8块盘。DS8870购买的时候，都是以16块盘为单位进行购买的，SSD支持以8块为单位购买。

这8块盘选择RAID级别后就组成了一个Array。这些RAID级别只能从下面的几种6种类型里面选择：

但是，还有很多的限制。比如SATA盘，只能支持RAID 6，当然，你可以做成RAID 10，但需要向IBM特别申请，RAID 5绝对是不允许的。原因大家都懂的，就是害怕可靠性问题。

大家可以看到，Array是有RAID属性的。每一个RAID Array组成一个Rank，IBM然后拿出从西瓜哥购买的西瓜刀，切成1GB（严格来说，是1GiB)的切片Extent。每个Extent包含数据和元数据区域。然后选择多个Rank组成Extent Pool。

如果你需要做Tier，那么你需要选择不同类型硬盘的Rank来组成Extent Pool。比如，你需要做3层分层存储，你需要选择的Rank必须包含有SSD的Rank，SAS的Rank和NL-SAS的Rank。从上面分析可以看到，DS8870的Tier的粒度是1GB。

最后一步，你从Extent Pool选择你需要的空间来组成LUN，然后分配给主机使用。这些LUN其实都在整个Pool都条带化了（striping），因此，不管Pool是否是Tier的Pool，性能都会提高，克服了传统RAID 1.0只能8块硬盘同时读写的缺陷，一个LUN也可以跨越几十块硬盘了。不过这里再次强调，一个RANK数据丢失了，整个POOL都完了。

但大家都知道，LINUX和UNIX主机的LVM卷管理软件也会做Striping，包括IBM自己的SVC也可以做Striping，因此，有可能存储做了，主机（或者SVC)再做一次Striping。这种现象我们称为双重条带现象。Double Striping可能会造成性能下降，下面这个示意图就是，两次条带，正好相当于不做条带，性能就会出现问题。大家以后在实施的时候要注意。

如果需要支持Thin LUN，本来IBM应该再从西瓜哥购买的一把小刀，把Extent再切成更小的块的。但估计是IBM看不起西瓜哥的小刀吧，干脆不切了。直接按照1GB Extent的粒度来做分配（但好像IBM V7000就切成32K粒度，不知道DS8000以后是否要改？）这个谷粒粒度，我感觉太大了，哈哈，一顿饭吃一几颗就饱了。这种支持Thin的卷IBM叫ESE(extent space efficient volumes)。

这个1GB的粒度，做Thin的时候虽然有点浪费，但IBM财大气粗，无所谓，每次多分一点空间，省事。但做快照是，这个粒度成问题了。你想象一下，数据库的I/O典型是8K，一个8K的I/O下来，快照你需要分配1GB的空间，空间浪费好办，但COW的原来大家都懂，整个1GB的数据块的数据你都需要COPY到快照资源池里。这个搬运的数据量太大了，对系统的性能影响太大。怎么办？IBM没有办法，只能再找西瓜哥购买一把小刀，把Extent切成64K的Track，这样的卷叫TSE(track space efficient volumes)，专门给快照使用。前面我们讲到，TSE不能建立在SATA的RANK上，主要考虑性能问题吧。