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1、易安信电脑系统（中国）有限公司EMC XtremIO全闪存存储阵列方案 2目录1 产品技术特性 .31.1 EMC XtremIO 存储系统产品特性摘要 .31.1.1 XtremIO 全闪存阵列简介 .31.1.2 系统概况 .41.1.3 横向扩展体系结构 .61.1.4 系统体系结构 .81.1.5 工作原理 .91.1.6 系统功能 .151.1.7 XtremIO 管理服务器（ XMS） .321.2 与其它 EMC 产品集成 .35 31 产品技术特性1.1 EMC XtremIO 存储系统产品特性摘要闪存存储对于提升数据中心中的 I/O 性能是一种很有吸引力的方法。但是，这也总是
2、带来了高昂成本和功能缺失的代价，例如可扩展性、高可用性和企业级功能的缺失。XtremIO 是 100 基于闪存的横向扩展企业存储阵列，不仅提供了高水平的性能和可扩展性，也为 SAN 存储带来了全新水平的易用性，同时还提供了前所未有的高级功能。XtremIO 的全新全闪存阵列从设计开始，就是为了实现最高的性能和一致的低延迟响应时间，并且提供企业级高可用性功能和可显著降低成本的实时在线数据去重，以及精简资源调配、到 VMware 的紧密集成、快照、卷克隆以及极佳数据保护等高级功能。这些都能以颇具竞争力的拥有成本来实现.产品体系结构迎合了对基于闪存存储的全部需求,包括实现延长闪存介质使用寿命、降低闪
3、存容量的有效成本、提供良好的性能和可扩展性，提高运营效率，以及提供先进的存储阵列功能。1.1.1 XtremIO 全闪存阵列简介XtremIO 的全闪存存储阵列从头全新设计,以释放闪存的全部性能潜力，并提供基于传统阵列的功能，以闪存介质为基础，充分利用 SSD 的独特特性。XtremIO 采用行业标准组件和专有智能软件，提供无与伦比的性能水平。可实现的性能范围从几十万 IOPS 到上百万 IOPS，并具有一毫秒以下的一致低延迟。系统还具有非常友好的管理界面，令资源调配和阵列管理变得十分简单。使得存储实施变得可以零规划。XtremIO 利用闪存在以下几个主要方面创造了价值：性能 无论系统多么繁忙
4、，无论存储容量利用率如何，延迟和吞吐量始终可以预测，并保持不变。阵列内一个 I/O 请求的延迟通常远远低于一毫秒。 4可扩展性 XtremIO 存储系统具备横向扩展的体系结构。系统的最小单元是始于一个名为 X-Brick 的构造块。当需要额外的性能和容量时，系统会通过添加 X-Brick 来横向扩展。性能则呈线性扩展，确保相对于单个 X-Brick 配置，两个 X-Brick 提供两倍的 IOPS、三个 X-Brick 提供三倍的 IOPS、四个 X-Brick 提供四倍的 IOPS, 以此类推.系统横向扩展时，延迟始终保持一致的水平。效率 核心引擎执行基于内容的在线式数据去重。数据进入系统后
5、，XtremIO 存储阵列会在运行中自动减少（消除重复）数据。这就降低了写入闪存的数据量，延长了介质的使用寿命，并降低了成本。XtremIO 阵列以 4 KB 的区块粒 度按需为卷分配容量。始终会对卷进行精简资源调配，而不会损失性能、过 度调配容量或出现碎片。数据保护 XtremIO 利用专有的闪存优化数据保护算法（ XtremIO 数据保护,即 XDP） ，它为数据提供 RAID-6 保护，同时使性能优于任何现有的 RAID 算法。XDP 优化还可实现更少地写入闪存介质，达到数据保护的目的。功能 XtremIO 支持高性能和空间高效型快照、在线去重、精简资源 调配，以及完整的 VMware
6、VAAI 集成，并支持光纤通道和 iSCSI 协议。1.1.2 系统概况XtremIO 存储阵列是一个全闪存系统，以横向扩展体系结构为基础。系统采用了称为 X-Brick 的构造块，这些构造块可以群集化，以按照需要来提高性能和容量，如图 2 所示。系统操作通过基于 Linux 的独立专用服务器，即 XtremIO 管理服务器 (XMS) 来控制。每个 XtremIO 群集需要自己的 XMS 主机，可以是物理或虚拟服务器。如果从 XMS 断开连接，阵列将继续运行，但不能进行配置或监控。XtremIO 的阵列体系结构专门用于提供闪存的全部性能潜力，同时均衡地对全部资源（如 CPU、 RAM、SSD
7、 和主机端口）进行线性扩展。这使得阵列可以达到任何期望的性能水平，同时保持性能的一致性，这对于可预测的应用程序行为至关重要。 5XtremIO 存储系统提供了高水平的性能，随着时间、系统条件和访问模式的变化，其性能水平始终一致。它设计用于高粒度 (4KB) 真正的随机 I/O。系统的性能水平不受其容量利用率、卷数或老化效应的影响。此外，性能不基于“共享缓存”的体系结构，因此不受数据集大小或数据访问模式的影响。凭借内容感知型存储体系结构，XtremIO 还提供： 数据块的均匀分布，本身即可实现最高的性能和最低的闪存损耗 元数据的均匀分布 无数据或元数据热区 轻松配置，无需调整 先进的存储功能，包
8、括在线数据去重、精简资源调配、高级数据保护 (XDP)、快照等X-Brick 是一个 XtremIO 阵列的基本构造块。每个 X-Brick 都由以下几部分组成： 1 个 2U 磁盘阵列存储模块 (DAE)，包含： 25 个 eMLC SSD 2 个冗余电源单元 (PSU) 2 个冗余 SAS 互连模块 1 个电池备份单元 2 个 1U 存储控制器（冗余存储处理器） 6每个存储控制器包括：2 个冗余电源单元 (PSU) 2 个 8 Gb/s 光纤通道 (FC) 端口 2 个 10GbE iSCSI 端口 2 个 40Gb/s InfiniBand 端口 1 个 1Gb/s 管理/IPMI 端口
9、1.1.3 横向扩展体系结构一个 XtremIO 存储系统可以包括单个 X-Brick 或多个 X-Brick 的群集，如图 2 和 表 2 所示。 7借 助 包 含 两 个 或 多 个 X-Brick 的 群 集 ，XtremIO 使 用 冗 余 的 40Gb/s QDR InfiniBand 网络，实现存储控制器之间的后端连接，确保网络的高可用性和超低延迟。InfiniBand 网络是由 XtremIO 阵列内部管理互联的组件，XtremIO 系统的管理员不需要具备 InfiniBand 技术方面的专业技能。单个 X-Brick 系统包括： 1 个 X-Brick 1 个额外电池备份单元包
10、含多个 X-Brick 的群集系统包括：2 个、3 个或 4 个 X-Brick 2 个 InfiniBand 交换机 81.1.4 系统体系结构XtremIO 的工作原理与任何其他基于数据块的存储阵列一样，并与现有的 SAN 集成，可以选择通过 8Gb/s 光纤通道和 10Gb/s 以太网 iSCSI (SFP+) 连接到主机。然而，不像其他数据块阵列，XtremIO 是专门构建的闪存存储系统，设计用于提供顶级的性能、方便易用的高级数据管理服务。XtremIO 阵列内的每个存储控制器都运行专门定制的轻量级 Linux 发行版，作为其基础平台。XtremIO 操作系统(XIOS) 在 Linux 之上运行，在存储控制器中处理所有活动，如图 3 所示。XIOS 针对高 I/O 速率处理进行了优化，并管理系统的功能模块和 InfiniBand 操作、监控、内存池的 RDMA。 9XIOS 拥有专有的进程调度和处理算法,设计用于满足内容感知型、低延迟、高性能存储子系统的特定要求。XIOS 提供：低延迟调度 实现子进程的有效上下文切换,优化调度并使等待时间达到最 短线性 CPU 可扩展性 实现任何 CPU 资源的充分开发，包括多核 CPU 限制 CPU 核间同步 优化子进程间的通信和数据转移无 CPU 片间同步 使运行在不同套接字
