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HP 3Par 存储在企业级数据中心的应用

高端存储知识2019-03-14 14:54:59

对于国内存储市场来说,3Par是不折不扣的后来者。3Par在1999年成立,几个创始人主要出自Sun,前身叫作3Pardata ,2008年上市,后来被HP收购。要知道在存储技术领域竞争还是非常激烈的,EMC/HDS等控制着高端存储的主要市场,3Par能突破技术壁垒并最后成功上市,没两把刷子那是绝对做不到的。

HP的3Par存储,采用清新亮丽的黄色外观,一改HP以往产品的风格,也预示着HP 3Par在存储市场中将有着不一样的收获和展现。


一、HP 3Par的几大特性

独特的硬件架构

HP 3Par采用了Thin Provisioning,自动精简配置的配置,通过专用的ASIC芯片,能够实现零检测和自动回收空间的特性,从而帮助企业提高了存储性能和存储效率,同时简化了存储管理。所谓零检测是指,一旦有连续的写零的动作,那么3Par后端磁盘根本不做任何动作,直接反馈主机,表明文件已写完,从逻辑上大量减少了磁盘空间的使用和读写操作的工作,例如一些格式化的工作可瞬间完成。自动回收空间则指它可自动移除3Par 阵列中已分配但未使用的空间,且不会对性能有任何影响。又例如Oracle数据在删除存储上的文件时,例如删除一个表空间。3Par和Oracle开发了一个叫做ASRU的工具,用简单的一个命令就可以实现磁盘空间的回收。

HP 3Par在存储空间管理上得到了精简,但却并不意味着读写性能的下降,通常对于RAID 5磁盘组性能会比RAID 1差30%以上,而3Par因为有了ASIC芯片,就可以把CPU资源释放出来,它所有的RAID都是用主CPU来做计算,实现了RIAD 5和RAID 1性能差距不到10%。

HP 3Par Gen3 ASIC 技术还支持混合工作负载,从而减轻性能负担和削减传统阵列的成本。混合工作负载使运行的交易工作负载和吞吐密集型工作负载再也不必争用相同的存储资源,从而削减了一半的阵列采购。这对于虚拟服务器环境特别有意义,因为3ParInServ®存储服务器所增强的性能,加上对混合工作负载的支持,都提高了虚拟机的密度,从而让服务器虚拟化客户可以减少50%的物理服务器采购。

主动网格控制器技术

所有Inserv 阵列都采用3Par独有的主动网格控制器技术。与传统的“active--active”控制器架构不同。这种架构中,只有一个单控制器上的每个LUN(或卷)是活性的,3Par 的主动网格设计允许阵列内每个网格控制器上所有LUN都是活性的。这样就能够提供更强大的负载均衡性能和更大的净空间,从而实现经济高效的可扩展性。一个高速、全网格的被动型系统背板加之多个控制器节点,共同形成了一个缓存一致的active-active 集群。

细粒度的虚拟化和宽条带化

HP 3Par InSpire 架构通过大规模并行、细粒度的数据条带化,确保了为所有的工作负载类型提供可预测的高级别服务。一个多层的、高度分散化的卷管理器将物理磁盘划分成统一的存储块,每个存储块大小为256MB。根据以下参数如RAID 类型、驱动器类型、径向位置和条带宽度,这些数据块被自动选择并分组,以满足用户定义的的性能、成本和高可用性级别。有了细粒度的虚拟化和宽条带化,工作负载可以自动进行分配和再均衡,因此,随着系统使用的增加,或者在某一组件发生故障的情况下,服务状况仍然可保持高可用性和可预测性。此外,传统的存储规划、变更管理和针对阵列的专业服务得以消除,这减少了高达90% 的管理成本。

持续缓存

持续缓存能够消除意外的组件故障所造成的性能损失,成为了虚拟数据中心维持所需服务级别的“必备工具”。持续缓存这种弹性功能能够消除与“write-through”(直写)模式相关的性能损失;即使在组件发生故障时也能够从容地进行处理。在一个控制器节点发生故障时,得到所有四节点以及更大规模3Par 阵列支持的持续缓存,利用InSpire®独有的主动网格设计,可迅速地将缓存重新映射到集群中的其他节点来保存写入缓存。

内置基于策略的管理

3Par 是将基于策略的自动化管理融入3Par 阵列的领先企业。有了3Par,阵列内的存储管理得以实现自动化和智能化,且无需管理员的介入。其结果就是,存储具备自我配置、自我优化、自我监测和自我恢复的独有优势,让您可以将更多的注意力投入到您的业务而非存储。


二、在我们数据中心具体场景中的应用

1、存储利用率的精简配置

存储给业务系统分配空间一般有两种方式。Thin LUN和Thick LUN都支持虚拟资源分配,它们都能够以较简便地方式进行创建、扩容和压缩操作。Thin LUN允许分配比存储上实际物理占用空间更多的可用空间给主机(高存储效率),而Think LUN在创建时会预留占用被分配的全部空间(高且可预测的性能),但是THINK LUN很容易浪费空间。

HP存储的精简配置基于HP 3Par Gen4 Thin Built In ASIC处理芯片的三款Thin系列软件(Thin Provisioning精简配置,Thin Conversion精简转换和Thin Persistence精简持续),可以提高效率并降低成本,使存储可以从一开始就采用精简配置、实现精简并且保持精简。 比如我们的帮助热线业务系统实际需要的空间并没有那么多,而一下预留5年的存储空间10TB确实浪费,采用HP存储的精简配置则可以按应用实际需要写入的数据量来规划购买容量,从一开始就精简了配置,并且随着业务的发展,有空间需要可随时增加空间。“精简持续”软件还可通过删除未使用和闲置的容量,使数据长期保持精简,从而使存储保持精简。这对宝贵的存储容量来说是很好的功能,一方面可减少浪费,一方面可提高存储利用率。另外如果某一个业务系统占用的存储空间太多就会造成其他业务系统可用空间的减少。

2、在线迁移

存储技术的进一步发展会使数据迁移服务变得普遍。这种发展趋势既是技术上的也是成本上的。在技术上讲,这样的数据服务提供了容灾及高性能数据访问能力。当存储系统感知到已经无法再满足用户或应用的存储需求时,则需要迁移或者复制到其他的更快、容量更大的设备上。

HP3ParPeer Motion让用户可以在HP 3Par存储系统之间和HP Lefthand之间实现存储卷的在线迁移,这种迁移不需要依赖额外的工具,对企业业务运营也不会造成影响。并且这种迁移可以是跨设备、跨数据中心,甚至于跨地域的。这样大大方便了多个数据中心的数据传输和管理。

数据中心是一种大集中的管理,各业务系统归口到数据中心来统一管理,数据迁移就是一项很重要的工作。结合HP 存储的特性,我们做了很多实践和探索。比如我们的邮件系统,由于历史积累的原因导致容量很大。邮件里包含简短的文字信息,也包含比较大的图片和音视频、附件、软件包。从成本的观点来看,并不是所有的数据对于企业来讲都是同等重要的,一些老旧的图片、音视频等数据一般来讲其价值并不大,也不需要用户将其一直保存在高昂的存储设备中。这样,这个数据就需要从昂贵的存储上迁移到低成本的存储设备上,变成冷数据长期保存。这个过程不再需要用户的干预,而是由HP存储系统来自动完成。这就省了很多人力和管理的成本,符合企业节能绿色的理念。

基于以上的特点,HP 3Par 存储在管理和性能效率上都有很大的提升。

3、动态优化

传统的存储层是基于静态的、应用级别的分层。主要的弊端在于:管理复杂,会导致业务中断、服务水平降低,并且在计划、配置和迁移时很耗时。而企业级IT支撑能力的评估,则越来越多地通过SLA(服务水平协议)配置效率和成本来实现。

HP3Par动态优化软件可以根据SLA需求在不影响服务的条件下透明地修改磁盘类型、RAID级别和配置以及高可用性选项。管理员可以在几秒内,通过一个简单的命令,在不影响业务前提下,对一个卷的服务级别和RAID级别进行在线调整。IT管理者可以通过规则设定,或根据整个系统的使用状态来相应地调整存储配置。例如,管理者可以动态将一个卷从RAID10改变为RAID50,也可以就卷使用的控制器和磁盘(比如可以设定卷的磁盘为FC磁盘或SATA磁盘等)进行设定。

在数据中心集中化管理后,我们发现存储性能的自动负载均衡很重要。这主要是因为虚拟化常常在混合负载环境下运行。有可能某一个虚拟机在传输大文件的同时,另一个虚拟机在访问流媒体,而另外的虚拟机在运行数据库。在这些情况下,对存储阵列而言,就会出现多个大的IO顺序读写和在线小IO交易数据处理并行运行,从而导致存储资源的争用。采用传统存储来处理这种高动态、混合负载问题,不仅性能调优变得更加困难,复杂的负载均衡计算还会消耗大量的CPU资源,导致系统整体性能下降。低效率的混合负载均衡能力常常会导致关键型应用处理能力不足,甚至业务中断。同时虚拟化和云计算的工作负载常常是不可预测的,因此数据流量激增往往导致性能问题。随着单个物理机上运行的虚拟机和应用越来越多,难以预料某个时刻某一应用是否会有突发的大流量产生。而自动负载均衡的存储能够动态分配容量和性能,以满足突发流量的各种需求。我们把HP系列的存储统一起来,由3Par进行管理。利用HP 3Par的动态优化软件,在HP 3Par存储系统之间为业务系统提供不中断的自动负载均衡,这大大提高了业务系统的性能和效率。另外运用HP存储的动态优化软件,应用卷就可以按需求连续地分布在存储层上并自动实现重新分布,解决了很多热点数据的资源争用问题,这个特性的运用在我们的生产中得到了显见的收益,也确保了业务的持续优化运营。


三、统一、安全的管理

随着数据中心规模的不断扩大以及云计算应用的普及,服务器、网络、存储、虚拟机等大量设备管理平台带来的管理复杂性和管理效率也成为企业面临的一个严峻挑战。

如果没有统一集中的管理,每个设备都有单独的管理界面,那么进行一项设置需要在多个设备的管理界面上操作。当设备数量增加且设备之间的关系变得更为复杂后,IT管理者的操作设置和日常维护会越来越困难。这不仅增加了管理成本,也降低了管理效率,还会严重影响到业务的连续性(故障处理时间长)。因此用户需要一个统一的管理界面,来对数据中心IT资源(包括服务器、网络和存储)进行透明、统一的管理。

经了解,我们发现HP OneView就是这样一款产品,它可提供统一管理平台,支持 HP ProLiant 机架式服务器、HP BladeSystem、HP 3Par StoreServ 存储设备以及 HP ConvergedSystem 700 平台。使用HP OneView 还可查看资源状态、关系和相互依赖性。另外可自定义仪表板视图,以显示客户定义的首选数据。 标准显示则可凭借完全可移动的客户端,随时随地在数据中心显示每台设备。 显示任务和警报,以及针对更具体的关注领域显示的详细信息。

另外HP 3Par 操作系统软件可以在所有 HP3Par阵列上运行,可以大大简化的自动配置和管理,从而将管理员从枯燥的手动管理中解脱出来并减少潜在错误。简单统一的 HP 3Par 管理控制台和功能极其强大且可脚本化的命令行界面 (CLI),具有行业领先的易用性,包括可以在数分钟内配置多模式、多站点灾难恢复功能。

对于企业级数据中心和云计算环境而言,HP存储这种新的集成管理方式是实现存储配置进程自动化和迅捷的关键,也在我们的存储实践中得到了验证。


四、HP 3Par存储给企业带来的变化

说到HP 3Par存储在企业数据中心的运用,除了提高业务敏捷性、降低了存储总体拥有成本外,还提高了我们存储的管理效率。企业级数据中心的演进是一个持续过程。在数据中心演进过程中,用户需要能够持续升级扩展存储技术平台。HP存储为虚拟化提供了从备份、归档到优化的各种选择。同时,HP存储的高效灵活,不仅使容量和性能具有高可扩展性,同时还保证了扩展不会增加管理强度。此外,HP存储的融合技术,让用户能跨设备(3Par之间、Lefthand之间)实现负载均衡和数据迁移,为向云计算中心转变奠定了存储基础。

HP 3Par产品系列作为数据中心演进的存储平台,满足了我们数据中心对应用性能和可靠性的要求,保证了高密度的虚拟机环境应用对性能的需求。同时,HP 3Par可以持续降低成本,满足混合负载均衡和突发负载的需求并简化管理。在降低采购成本和人力成本的同时,持续精简和回收技术还进一步降低了耗能和制冷成本,体现了绿色环保数据中心的理念,为未来的数据中心虚拟化、云计算平台、大数据铺平了道路,使得企业的应用系统在这个坚实的基础下,能够走的更高更远。


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