零距离接触IBM新一代网格存储系统XIV

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零距离接触IBM新一代网格存储系统XIV(1)
2009-04-02 08:47  来源:IT168.com  公主  我要评论(0)

• 摘要：IBM XIV存储系统是一款创新的高端开放式磁盘存储系统。作为 IBM 全系列系统存储与 SAN 产品的一部分，XIV 存储系统是一款创新的、基于一系列的标准化现成硬件组件的企业级磁盘系统。本篇文章我们将提供一个关于IBM XIV存储系统的深层次的介绍。
• 标签：存储系统  XIV  IBM

IBM XIV存储系统是一款创新的高端开放式磁盘存储系统。作为 IBM 全系列系统存储与 SAN 产品的一部分，XIV 存储系统是一款创新的、基于一系列的标准化现成硬件组件的企业级磁盘系统。IBM XIV 系统采用存储架构，旨在提供最高的性能、可靠性、功能性，以及无与伦比的简单管理及超低的TCO。
本篇文章我们将提供一个关于IBM XIV存储系统的深层次的介绍。
XIV硬件系统概况
IBM XIV存储系统提供了非常高的性能和可扩展性，并易于管理，同时利用高容量和低成本的SATA磁盘驱动器。它不像传统存储产品那样，需要更昂贵的内部组件。
IBM XIV存储系统是由以下组成部分，由图1-1所示：
主机接口部分由6个模块组成，每个模块包含12块SATA磁盘驱动器
数据部分由9个模块组成，每个模块包含12块SATA磁盘驱动器
不间断电源供给模块（UPS）由三个冗余UPS的单元构成
两个以太网交换机和一个以太网交换机冗余电源（RPS）
维修模块
外部冗余电源自动转换开关（ATS）
一台调制解调器，用于连接外部维修服务系统

图1-1 IBM XIV 存储系统 2810-A14 组件:前后视图

所有的这些模块在系统内部通过一台内嵌的以太网交换机连接在一起，该内部网络可以提供最大的带宽利用率和单一组件失效的故障接管。该系统及其所有组成部分都在出厂时预组装完成，然后放入一个带锁的机柜中。

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XIV的特点分析：大规模并行的网格结构
接下来，我们对IBM XIV存储系统架构的一些要点进行阐述。
大规模并行
IBM XIV存储系统架构能够确保充分利用所有的系统组件。任何的I/O活动都通过一个内在的一个控制机制分配到一些特定的逻辑卷上。
该系统利用所有的存储容量和所有的内部带宽，它能够利用所有可用的处理能力来处理各种事务。这是真正的由主机发起I/O活动，就像由系统本身发起的活动一样，如重建系统过程和快照处理。所有磁盘、CPU、交换机和其他组成部分都处于一种共享的状态。
粒度细小的网格结构
传统存储系统采用的是集中模块的结构，每个应用都对应着一个集中的模块。XIV则采用粒度细微的网格结构，整个存储系统内部由很多网格组成，同时采用大规模并行的方式把所有数据均衡的分散到后端的所有网格单元中去。
性能自动优化的均衡方式
传统存储系统都有集中化的内存以及集中化的大型控制器，通过集中的内存及控制器来达到数据的分配和存储。XIV则是由多个单元网格组成，每个单元网格都具有CPU处理能力、缓存能力和存储存储能力。多个网格通过集群构成了整个XIV的存储系统。每个网格在存储系统里面都是同等的。
XIV通过智能算法，让数据自动、均衡的存储到后端所有磁盘上，后端所有的计算单元、磁盘单元都处于同一个状态，不会出现传统存储系统那种分配不均的情况

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XIV的特点分析：集群扩展模式以及虚拟化
Scale Out的扩展方式
传统的存储结构，采用的“Scale UP”方式来扩展，意思就是原来的存储系统性能不能够满足需求的话，则通过更快的CPU，更快的控制器、更大的缓存来提高存储能力。
XIV的每个网格单元都是平等的，通过大规模的并行来实现整个存储系统的高速吞吐，当整个存储系统不能够满足应用的需求时，只需要通过全交换方式添加新的网格单元即可。
同时，传统的存储系统扩展后在数据迁移、重建等工作会非常麻烦，但是XIV不管是添加新的网格单元，还是撤换有问题的网格单元，所有网格单元都参与了数据的重建工作，以保证数据的正确性。
自愈
XIV为防止双磁盘故障提供了一个有效的重建进程，使该系统在几分钟内通过冗余节点进行恢复。此外，IBM XIV存储系统延伸了自愈的概念，即不但磁盘失效情况下可以恢复，而且节点组件失效也可以通过冗余节点进行恢复。
真正的虚拟化
不同于其他的存储系统架构，存储虚拟化功能是IBM XIV存储系统的设计本身所固有的基本特性。物理驱动器和它们的位置对于用户来说是完全透明的，这大大简化了存储配置，让用户以最佳的方式在系统层次使用其卷组。不管用户的采用什么样的访问模式，其系统内部为每个卷都做了资源平衡处理，自动的让用户利用到最大化的系统资源。
自动精简配置
该系统提供的自动精简配置功能能够让存储根据应用的需要进行动态的调节。
这种自动精简配置，是一种分配存储的能力，以满足应用程序不断变化的存储需求，它相比传统的存储配置技术能够带来很大的成本节约。这些费用的节省都得益于开始分配的逻辑大小要大于其实际使用的空间大小。这一功能使用户能够提高存储利用率，从而大大减少资本和运营费用。

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IBM XIV存储系统软件介绍：软件功能

IBM的XIV存储系统提供的软件功能，包括：

XIV存储系统具备先进的写快照技术：最大支持16，000个快照，他利用存储数据的元数据和指针重定向的方式能够在下一时帧以极少的性能开销生成系统快照。最多可以生成16，000个全副本快照或者差异方式的快照。任何一个快照都可以进行写操作，所以快照也可以被新生成的快照所替换。卷也可以通过这些写快照进行恢复。

支持与其他XIV 2810–A14存储系统设备之间的同步镜像：可以通过光纤通道或iSCSI进行连接，还具备一定的协议互通性（既iSCSI 的卷可以通过光纤通道进行镜像传输，反之亦然）。还可以在不停止远程镜像的情况下测试二级镜像站点的数据。

支持自动精简配置：自动精简配置功能允许管理员更灵活的进行空间分配，它可以让定义的逻辑卷的容量尺寸大于系统实际的物理容量，不像其他的空间分配方法，物理容量只需要大于实际写入数据的容量即可，不大于其逻辑卷大小。而当实际写入容量增长的时候，物理容量也需要增加。

支持异构存储的带内数据迁移：IBM XIV存储系统软件也能够作为一个主机来用，它可以访问原有存储系统中的卷。这个系统还可以配置为一个代理，用以应答前端主机和原有存储之间的事务往来，然后在后台对原有存储中的数据进行在线迁移。此外，XIV存储系统还支持由胖到瘦的数据迁移，这使得XIV存储系统能够任意的收回没有被实际数据使用的任何已分配空间。换言之，它能够对一些非XIV存储系统中的卷组进行动态的容量削减，已经在能耗和空间上做了很大的节省。

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IBM XIV存储系统软件介绍：系统管理
用户审计与访问控制列表
IBM XIV存储系统软件提供了功能强大的用户审核和访问控制功能（ACLs） ，以便提供更多的访问控制和历史信息。
IBM XIV存储系统存储管理器GUI
IBM公司XIV存储系统存储管理作为管理控制台。简单直观的图形用户界面使存储管理员来管理和监控所有的系统问题很容易，几乎不需要任何培训学习。

图 1-2 IBM XIV 存储管理器 GUI

IBM XIV存储系统存储XCLI
IBM XIV存储系统还提供了一套全面的扩展命令行接口（ XCLI ）命令来配置和监视系统。该XCLI可用于Shell环境交互配置系统或作为一个脚本来执行长和复杂的任务。