深入DellWorld2015：SC9000存储软硬件更新解密

软件定义的存储（SDS）是当前火热的名词，不知大家是否记得早在数年前就有传统磁盘阵列厂商提出“存储即软件”的说法？

如今的软件定义存储，无论是像VSAN、Ceph这样的分布式架构，还是Nexenta ZFS这种单/双控集群架构，更多意义上强调的是软硬件解耦。而传统企业级集中式存储，虽然仍是软硬一体销售的模式，但核心硬件组件——包括CPU等也早已趋于同质化。因此阵列的操作系统，或者说Firmware就像是它们的大脑，直接反映出不同品牌/系列的差异化，也是核心价值所在。

对于存储阵列产品的升级，软硬件不一定完全同步。硬件平台升级，基本上会带来性能、扩展性的提高；而软件升级则可以增加/完善更多的功能、修复bug等。

这一次，戴尔SC（Compellent）阵列的SCOS 6.7操作系统升级走在了硬件前面一点，而当Dell World 2015上正式推出新一代高端产品SC9000，则给我们带来了更大的惊喜！

①控制器硬件换代，CPU由每控制器2个6核升级为2个8核，同时提高主频；②内存增大4倍，由最大128GB提高到512GB（双控制器）；③后端驱动器接口由6Gb/s SAS升级到12Gb/s，增加支持SC400（2U 12x3.5”）和SC420（2U 24x2.5”）两款12Gb/s SAS扩展机箱；④最大IOPS提高40%，带宽增加110%。

如果说硬件更新是驱动性能提升的主要因素，软件优化和新增的强大功能则离不开系统软件的升级。下面我们就来深入解读Storage Center 6.7的更新：

1、全新高端型号控制器（SC9000）、扩展柜支持

2、针对SC8000/SC4020的更新

带有自动切换（Auto-Failover）的Live Volume

增强型压缩

从PS系列精简导入（Thin Import）

针对Oracle的应用保护管理器（APM）

使用Dell Storage SC系列Always Live Volume的VMware Metro Cluster远程跨站点集群，图片引用自《ESG Lab Review - Always Available Dell Storage SC Series》

这个是戴尔Live Volume架构示意图。最新的Storage Center 6.7能使Compellent更好地支持双活和两地三中心的切换，并通过VMwrae相关认证。

同时我们也想补充提醒一下大家，支持自动切换不代表该功能就适合所有场景，许多时候还是需要人工干预。什么情况下应该切？会不会误切？这已经不只是技术范畴，而是管理者要思考的问题了。

戴尔Live Volume已经通过VMware vMSC（vSphere Metro Storage Cluster）的认证，也就是可以接近于在本地数据中心的一套阵列上那样进行虚拟机的HA切换、vMotion迁移等操作。

关于同步复制/双活对网络带宽和延时的要求，比如有的公司宣传其存储双活用于VMware集群可以支持300km距离，戴尔也一样能实现。因为光速（光纤延时）对大家都是平等的，而实际线路质量则参差不齐，所以还有传输设备等其它需要关注的因素。比如我们建议同步复制的延时不超过5ms、40km以内，是为了减少对实际应用和性能带来的影响。

独特闪存数据缩减技术如何做到性能不下降？

在Storage Center 6.5-6.6版本，戴尔已经引入了针对分层存储的最底层不活跃数据的压缩功能，可以有效节约“冷数据”占用的磁盘空间。

Storage Center 6.7的变化如上图所示：除了全HDD阵列和混合阵列配置之外，在单层、RI（读密集型）/ WI（写密集型）SSD分层全闪存阵列上，也可以打开压缩功能——如上图绿色的“单层AFA”和“T2 RI SSDs”部分。

为什么戴尔宣称这个“增强型压缩”能够保持最大性能呢？我们认为该技术仍然遵循着久经考验、广受好评的Data Progression自动分层存储的一贯原则。

永远写入高性能分层 迁移后数据的读性能不因为闪存类型和RAID级别而下降

1.在单层AFA上，原始数据按照RAID 10写入，待生成Replay快照冻结数据块之后，RAID分层将其转换为RAID 5/6并同时完成压缩。所有后续写入仍然以RAID 10方式，而RAID 5/6的读性能不低于RAID 10。

注：之前有存储厂商的实时压缩技术号称“不影响读性能”，言下之意就是写性能还是有影响的。当然这个也与数据类型有关，不排除特殊数据样本下（比如接近全0或者全1）压缩后实际写入量很少反而更快的情况。

2.在闪存分层的配置下，原始数据按照RAID 10写入WI SSD分层，待生成Replay快照冻结数据块之后，Data Progression将其迁移至RAID 5/6的RI SSD分层并同时完成压缩。所有后续写入仍然以RAID 10方式进入写密集型SSD，而读密集型MLC/TLC SSD的读性能可达SLC/高耐久度eMLC水平，RAID 5/6的读性能也不低于RAID 10。

戴尔SC阵列的增强型压缩，通过与自动分层存储相结合，其压缩动作成为定期执行的后台任务，从而有效避免了对写入性能的影响。同时，在不额外添加专用硬件的情况下，高效压缩算法保证了读性能不下降。

可能有人会问单层AFA中的RAID 10部分，以及T1 WI SSD中的数据得不到压缩怎么办？我们应该注意到，这些数据在整套阵列中所占的比例是较小的。得益于戴尔SC系列的软件架构设计，它们通常只需要容纳一天～几天写入的数据量即可，所以我们不用担心整体的压缩效果。

上图引用自白皮书《Dell Storage Center SCOS 6.7 and Data Compression》，均按照60%压缩比来计算

如上图示例，在SCOS 6.7版本之前，对橙色部分“冻结的不可访问数据页”（不包括卷最新状态中的数据，只被历史Replay快照引用）的压缩回收了6GB空间；而SCOS 6.7新加入对“冻结的可访问数据页”（只读Replay快照数据）压缩回收了12GB空间；允许写入的“活动数据页”不适合数据压缩。这样整体节约的容量就是51%。

关于戴尔Data Progression自动分层存储的原理，包括上述不同数据分层的定义及管理策略等，可以参考冬瓜哥大作《存储极客 | 浅析固态介质在存储系统中的应用方式》。

与PS系列软件融合 精简导入互连互通

所谓Thin Import，是指在戴尔PS（EqualLogic）阵列上的thin-provisioning精简配置卷，能够保持“瘦身”状态导入（迁移）到SC系列上。只需要拷贝实际写入过的数据块，而不是前端主机看到的整个LUN容量。导入到SC阵列之后的卷仍然保持精简格式。

这种精简导入，建立在戴尔自主知识产权的产品系列间部分代码复用的基础上。戴尔在SC、PS等自己的品牌系列不仅拥有完整的自主知识产权，而且还有着自主研发的能力实现产品系列的数据整合。

快照管理器 为Oracle数据库保驾护航

在Storage Center 6.7之前，戴尔SC系列的Replay快照已经能够与Windows平台下的SQL Server、Exchange Server、Hyper-V以及VMware Hypervisor配合，实现具备应用数据一致性的快照，有效改善了恢复效果。针对Oracle，可以通过编写脚本在快照创建之前通知数据库将内存中的“脏数据”写盘，并且有过一些成功实施的项目。

那么我们来看一下新版软件的变化：

APM for Oracle允许Oracle管理员在没有存储或者数据库管理员帮助的情况下，保护和恢复他们的数据；APM包含在Enterprise Manager 2015R2管理软件中；提供Windows客户端和Linux代理。

这方面也有点类似于Live Volume的自动切换，都是把自动化功能集成到图形管理界面，让存储生成Oracle数据库一致性快照的配置操作更加简单易用。而这些也正是商业存储与开源软件定义存储的差别体现，只有真正成熟、稳定的才能称之为产品，而不是在部署和运维上需要大量踩坑的项目。

未来值得期待

据了解，在戴尔存储未来的Roadmap上已经规划了SC家族的一系列软硬件更新。我们相信，本次发布的SC9000有实力延续Compellent的辉煌！