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没错,我在用JBOD,它真的很好

1940年11月,初冬的塔科马海峡已经寒风凛凛,开车的人们总是狠踩下油门,加速通过海峡上刚通车三个月的跨海峡悬索桥,因为总有人报告说,这座由著名桥梁设计师约瑟夫·斯特劳斯和大卫·斯坦曼建设的大桥有着轻微的晃动,“看起来很不结实的样子”,但人们只是怀疑,毕竟这是一个横跨853米的大家伙,而且,它的两位设计师一位设计了旧金山的金门大桥,一位则设计了著名的麦金纳大桥。

11月7日的事实证明,人们并没有看错:当天上午11点,当每小时速度67公里的风吹过塔科马大桥的时候,人们看到大桥发生了明显的振动,随之而来的是大桥开始沿着“中心-两端”的模式开始扭曲,振动-扭曲-再振动-再扭曲,振动越来越强烈,扭曲越来越明显,很短的时间,桥塌了。

“当我刚驾车驶过塔桥时,大桥开始来回剧烈晃动。当我意识到时,大桥已经严重倾斜,我失去了对车的控制。此时我马上刹车并弃车逃离。我耳边充斥着混凝土撕裂的声音。”幸存者里奥纳德·科茨沃斯说道。当天,大约8级的大风吹过大桥,这引发了大桥横向的共振,随之而来的是空气弹性颤振及桥面越来越大的扭曲,“桥面的一端上升,另一端下降”,最终,塔科马大桥坚硬的钢筋混凝土和钢制悬索在巨大的撕裂力量面前败下阵来,沉入了下面波涛汹涌的海峡。

通过对塔科马大桥坍塌原因的调查,人们发现,无论是对大桥还是大楼,共振的力量是极为危险的:看似简单的共振,对建筑物有着毁灭性的威胁,而且,不仅仅是建筑物,任何的设备、物品,一旦发生严重的共振问题,都只能束手就擒败下阵来,这甚至包括企业级存储系统中常见的高密度磁盘存储系统。

在高密度磁盘存储系统(比如单一设备48、60块磁盘)中,共振问题是首要并极为严重的问题,数十块硬盘旋转带来的单盘微小振动(实际上,2U12块5400转硬盘甚至都会造成共振问题),会在共振的作用下被显著放大,而这种被放大的振动,会在设备内部造成磁盘损坏率的大幅度提升。

不仅如此,就英特尔公司实验室的测试显示,在高密度磁盘存储系统中一旦发生共振,“系统的随机访问性能会有20%的显著下降。”
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但HGST的4U60G2存储平台,却拥有4U高度标准机架空间内60块磁盘(最多12个SSD)的高密度配置,很显然,为了让这(最多)60块磁盘在单一存储系统中相安无事并保持性能,HGST在共振(还有散热问题)方面做了充分的工作,否则,任谁也不会把这样一个高风险的产品推向市场(4U60G2可以承受3.5g 6ms的脉冲垂直冲击,并在确保振动效应保持在“随机0.25Grms,5-10Hz扫描速度,0.05g的正弦波扫频,10-300Hz”的范围内)。

不过,作为一款存储系统,4U60G2存储平台可不是仅仅解决了共振和散热问题,往4U空间塞入了60块磁盘这么简单……

4U60G2存储平台:容量和密度的“怪兽”
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4U60G2存储平台是一个大容量、高密度的“怪兽”:通过可配置最大60块硬盘以及最大12TB的单盘容量(6、8、10、12TB硬盘,4U60最大支持100TB硬盘),它的裸容量可以达到惊人的720TB(在4U的空间里实现720TB的裸容量是非常惊人的)。此外,它还可以混插最多12个800G SSD,以在平台内创建独立的性能层。

4U60G2存储平台提供可用于高可用性应用的SAS硬盘或用于成本优化的SATA硬盘选择,支持采用高级格式化扇区(4K扇区),从而提高数据读取、写入的可靠性和错误纠正能力。此外,支持采用菊链方式连接
4个存储扩展柜。

为了保证系统的可靠性和可用性,4U60G2存储平台除了保证电源(带集成风扇)、硬盘模块和IO模块具有热插拔特性之外,更采用电源管理臂(CMA)(而不是暴露的软制线缆),避免了在维修热插拔CRU时线缆互相缠绕。在IO接口方面,4U60G2每个IO模块带4个HD Mini-SAS端口(2个IO模块,8个12Gbps SAS接口,最大提供192Gbps带宽),4U60每个IO模块带2个QSFP+端口。
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4U60G2存储平台可以作为块存储或文件存储系统使用,比如说,可以连接两台服务器(两个节点,每个节点冗余连接双链路,共计4条链路),每个服务器冗余数据路径提供48Gbps高带宽,提供稳定的FC SAN存储支撑(或是NAS文件存储服务)。

与DataCore SANsymphonie的Virtual SAN(虚拟SAN)存储解决方案结合,4U60G2存储平台构建起的虚拟存储资源池(Virtual Storage Pool)可以用作支撑Virtual Disk(虚拟磁盘)的全镜像SAN存储,确保整个Virtual SAN的数据可靠性和可用性。此外,与Nexenta NexentaStor结合,两台4U60G2存储平台可以支持全功能的、高高可靠性的(互为数据冗余的)统一存储,支持SMB、CIFS、NFS(v3和v4)、iSCSI、REST API等多种文件系统(及访问方式)。

因此,4U60G2存储平台在Ceph存储系统的构建中有着多种不同角度的“身份选择”:在一个典型的Ceph存储集群中(连接3台双路x86架构服务器),可以使用两台配置240TB容量(60x4TB)的4U60G2存储平台作为块存储优化节点,或者可以使用两台配置360TB容量(60x6TB)的4U60G2存储平台作为文件存储优化节点,如果需要对象存储,则可以配置3台480TB(60x8TB)容量的4U60G2存储平台——不只提供对象存储服务,而且支持REST API、AWS S3通用连接方式。

作为一款通用性极强的产品来说,4U60G2存储平台可以适用于多种场景下的数据存储需求,当然,对存储系统稍有了解的人都会有这样一个的疑问:说了这么多,4U60G2存储平台实际上就是个JBOD系统,作为一种典型的数据存储方式,JBOD虽然非常成熟,却也相对简单(没有太多高端FC SAN存储的高级功能),在数据可靠性、可用性等数据保护能力方面有着一定的劣势,前面说的方案很典型,但在“真实世界”中谁会用呢?

JBOD谁在用?比如…基因测序和广电影视

毫无疑问,JBOD虽然经典,却也确实简单。它曾经胜在简单,却也因简单被人有所质疑——特别是在数据保护方面——但这里面有两点却需要说明:第一,越来越多的存储解决方案采用多副本数据保护技术,包括前述Ceph方案在内的多种典型存储方案(比如Hadoop等)现在都采用双副本甚至三副本的存储方式,从而确保数据可用性;其次,4U60G2存储平台在系统可靠性上提供了多冗余、高质量的产品设计,进一步确保了数据和系统的可用性。

当然,仅靠技术说明并不足以支撑对4U60G2存储平台在实际业务应用上的广泛性和认可度,因此,我们可以通过基因测序和广电影视领域的实际应用情况来详细说明一下。

近年来,基因测序领域无论是技术还是市场都以飞快的速度在发展,而这一领域正是数据存储的“消耗大户”:与核磁共振大约150MB、3D CT检查大约900MB的数据量相比,普通人的基因数据(一般被读取30次左右)所需要的存储容量高达100GB,肿瘤病人的基因数据(往往被读取数百甚至上千次)存储容量高达1TB-10TB左右,仅仅一个人的基因测序领域所产生的数据量规模就是极为可观的。

基因测序是现代化诊疗,特别是“精准医疗等实际诊疗方式的重要手段”,它最终将会成为“人人都用得起的医疗技术”,这就意味着,未来将是数百万、数千万待诊患者难以计数数据量的存储,不仅每天都会产生海量的数据,而且需要进行反复读写及数据备份。

对于这样的应用环境来说,必须要在“成本-可靠性-性能”三者之间取得平衡点:单方面追求成本,是对病患的不负责任;单方面追求可靠性或性能,等待基因测序的是价格必然大幅度上涨——4U60G2存储平台这样的大容量、高密度JBOD系统是最好的选择。

首先,4U60G2存储平台最大容量720TB且带宽充裕,运行温度最高可至35℃,这意味着数据中心可以接受略高于传统温度(往往是20-25摄氏度)的环境温度,并可使用HGST的充氦(气)硬盘降低系统能耗。总体来说,4U60G2存储平台在基因测序领域能耗可以降低大约23%,这极大地降低了医疗机构的总体拥有成本;

其次,JBOD产品架构简单、使用容易,在IT技术能力相对一般的医院也可以快速上线并进行日常维护,这对于医院来说,可以大大简化、加速支撑基因检测系统的数据存储需求,满足其读写及存储效率。

在广电影视领域,4U60G2存储平台这一类的JBOD系统的应用就更为广泛,比如说在大容量存储备份、VR虚拟存储、真人秀(光纤共享)存储、视频/音频(网络共享)存储等领域都被各大电视台、制播机构普遍使用着。
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在这些应用中,VR虚拟现实系统是近年来兴起的一枝独秀,却也是很多视频存储解决方案供应商的“噩梦”:在图像采集方面,虚拟现实系统需要360度的全景画面,这对多台摄像机的同步及高速存储有很严格的要求。同时,为了减少因为摄像机之间的边沿融合带来的问题,高端的采集系统一般都采用16台或更多的摄像机进行拍摄。当采用16台4K的摄像机进行拍摄时,按照每台摄像机60MB/S的码流计算,16台摄像机的码流将达到960MB/S。要实现960MB/S数据无延时的存储,对存储系统是一个极大的考验。

此外,要想达到更好的质量,摄影机的增加除了对存储速度的要求更高以外,对存储空间的需求也会成倍增加;同时为了保证数据的可靠保存,对存储系统的安全性也提出了更高的要求。

而4U60G2存储平台与视频制作机构长期使用的磁带系统不同,磁盘存储的高速存储可以满足4K摄像机多机拍摄的需求系统支持RAID6模式,且可以保证数据的安全不会丢失,可以放心使用。同时,前面在基因测序的实际应用中我们已经提到过,4U60G2存储平台在性价比方面非常突出,有着低成本、高性能、高带宽、低功耗等优势,越是在大规模使用中其成本效益就越加突出,因此,非常适合专业摄影师存储或是拍摄高清视频时使用。

此外,4U60G2存储平台支持Windows、Mac OS、Linux跨平台使用,这对于应用系统复杂又有同时访问相同数据的共享存储需求的广电影视类客户来说,则可以极大的减少额外的系统采购成本。

如今,HGST的4U60G2存储平台已经有了诸多忠实的广电影视类客户,比如说在北京多众视界,60台Windows工作站和数台苹果机需要实现跨平台共享,同时,要求每台Windows工作站的速度能达到100MB/s,在应用多家如今进行测试之后,只有4U60G2存储平台能够达到了90MB/s的平均带宽,满足了多众视界的工作站跨平台共享及数据访问需求;

在千秋岁跨界歌王制作团队,1000TB素材、48个工作站,数据所需存储容量巨大、对传输速度和分辨率有着很高的要求,以4U60G2存储平台为基础的数据存储平台,“解决了跨界歌王所需的内容采集到制作要求,系统稳定性极高,保证数据实时编辑共享以及数据的安全性,并且提供数据安全技术保障和严谨的工作组用户账号权限管理。”

不仅如此,在诸如《选择》、《鲁豫有约》、《燃烧吧少年》、《跨界喜剧王》、《武媚娘》、《中国好声音》、《芈月传》、《三生三世十里桃花》等一系列知名的电视(综艺)节目、真人秀、动画、电影、电视剧的背后,都有着4U60G2存储平台的身影。

纵然用户对存储系统的要求越来越高,但基本的需求却是从未改变过的,大容量、高密度、高带宽、高可靠性、尽可能的通用性和简化的部署与管理,这些无关JBOD还是FC SAN或是如今大热的分布式存储、软件定义存储,“最核心的需求其实从未改变,而产品的形态并非是唯一的选择标准”,这也是4U60G2存储平台有着极高生命力、被广泛应用于各个领域的根本原因。
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当然,HGST并未停止创新的脚步,近年来也推出了2U24全闪存平台,最大单盘容量7.68TB的SSD支撑了总计高达184TB的裸容量,它能够提供极高的IOPS和低延迟性能,而且具有非常好的灵活性和可管理性,是下一代软件定义存储(SDS)系统的可靠支撑系统。
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除此以外,HGST提供全面而广泛的企业HDD、SSD产品,从介质层就为企业级应用提供面向性能、成本和容量优化的选择,在SSD领域,HGST的产品组合包括NVMe PCIe SSD、SAS SSD和SATA SSD,其中Ultrastar SN200系列提供最大7.68TB的容量和高达120万IOPS(4KiB)的最佳性能,且在混合读/写随机工作负载(4KiB)的情况下,满足高达580K IOPS的性能。
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在企业级HDD市场,HGST提供了包括Ultrastar C10K1800、UltrastarC15K600、Ultrastar He12、Ultrastar He10、Ultrastar 7K600、Ultrastar 7K2等多个不同型号,从命名上就能看出,这些产品涵盖了从15K、10K到7.2K转速的不同产品层级,其中,Ultrastar C10K1800随机写入速度比上一代10K HDD快2.5倍,高级格式型号容量高达1.8TB;Ultrastar He12则正是前面所说的充氦(气)HDD,也是业界首款12TB HDD,它不仅提供超大容量,而且功耗比8TB空气HDD低54%。
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从平台、系统到HDD、SSD,HGST的企业级产品在性能、容量、可靠性、可扩展性、安全性、低成本、可访问性等任何方面提供满足企业所需要的特征及组合,满足每个应用都拥有的独特的需求和重要性等级,因而能够帮助企业充分地存储、分析、处理和利用数据,帮助企业从其拥有的信息中提取更多价值的同时,更好地管理数据流,最大程度地达到成本和收益之间的平衡点。

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