DDP電腦

DDP電腦

DDP電腦是指以動態硬碟池為主要存儲技術的電腦。DDP技術是在傳統RAID基礎上發展起來的新一代RAID架構,NetApp最開始提出了名為動態磁碟池的概念,DDP電腦需要通過一個D-Piece的資源分配器進行資源分配,這種資源分配策略往往採用動態按需分配的方式,所以在架構上具有靈活性。隨著磁碟數量的增加,傳統RAID的數據重構時間是恆定的,但是,DDP的重構時間可以線性降低。

背景

RAID是一種最常見的存儲技術。它可以讓用戶把存儲媒介連線成組,從而獲得更大的容量,提升性能或減少硬碟失效帶來的損失。對於大部分RAID來說,會要損失一點總容量,因為要存儲冗餘的校驗信息,或者建立一個鏡像。傳統RAID技術在面臨大容量磁碟的時候顯得有點力不從心,這主要由於大容量磁碟技術的引入使得RAID的數據重構時間急劇變長,並且整體IO性能也受到了嚴重影響。主要問題包括:

1、硬碟容量越來越大,RAID組中的硬碟數量會減少(RAID-5和RAID-6都是這樣的情況),但是還會出現URE。

2、重建時間變得越來越長,因為讀寫性能保持不變,但是RAID組要處理更多的數據了。

這些問題使得RAID的未來卻越來越迷茫。許多人還預測幾年之後 RAID將終結。但是現在出現了新的技術可以改善這種情況。動態硬碟池(DDP),這項技術將使RAID重新煥發出生機。

定義

DDP電腦是指以動態硬碟池為主要存儲技術的電腦 。DDP技術是在傳統RAID基礎上發展起來的新一代RAID架構,其核心思想是引入了虛擬化技術。NetApp最開始提出了名為動態硬碟池的概念,可以改善傳統RAID遇到的問題。隨著磁碟容量的進一步增大,未來DDP技術將會在磁碟存儲系統中進一步發展。

技術特徵

DDP將數據保護域和磁碟物理域進行了分離,將所有的物理磁碟分成D-Piece,通過映射算法映射之後,若干個D-Piece組成一個D-Stripe;每個D-Stripe內部和傳統的RAID-6的布局是相同的。也就是說,一個D-Stripe由多個傳統的Stripe(條帶)構成。由於這種虛擬化是底層虛擬化,為了降低虛擬化技術所引入的overhead,D-Piece的容量往往會大於512MB。DDP的數據分布不是固定的,而傳統RAID在磁碟上的數據分布是固定的。DDP需要通過一個D-Piece的資源分配器進行資源分配,這種資源分配策略往往採用動態按需分配的方式,所以在架構上具有靈活性。

傳統RAID的數據重構性能瓶頸點不僅在於Spare盤的寫,而更為重要的是在於重構數據讀操作。數據重構的性能瓶頸點在於Spare盤的寫,那么可以將Spare盤分布到多個磁碟上,這樣可以避免單點寫入的瓶頸,這種方案也就是distributed spare。但是即使將spare盤分布到多個物理磁碟上,reconstruction的整體性能還是無法得到提升。其主要原因在於重構數據的讀性能是性能瓶頸點。所以,如果想要提升reconstruction的性能,必須要破解重構數據讀寫的雙重瓶頸點,需要調整最佳化RAID的數據分布。

採用DDP的靈活架構就可以最佳化RAID的數據分布,這樣就可以消除數據重構的性能瓶頸。在一個由多個shelf構成的大系統中,存在多個RAID6的array;並且所有這些Array中的數據都按照分配算法分布到所有這些shelf中。那么,當一個shelf中的一個磁碟發生故障後,所有array都將會受到影響;那么所有array都會參與到數據重構中去。更為重要的是,由於在數據布局的過程中採用了特殊算法,因此,在所有array都進行數據重構的過程,所有的磁碟都會參與到數據重構過程中去,這時候的數據重構性能非常出色,並且如果shelf的數量越多,數據重構速度就越快,這是一個線性擴展的關係。而要達到這種目的,數據布局算法,也就是虛擬化過程中的資源分配器尤為重要,其決定了數據重構的性能。隨著磁碟數量的增加,傳統RAID的數據重構時間是恆定的,但是,DDP的重構時間可以線性降低。

優勢

第一,動態硬碟池為用戶提供更多的收益。首先,DDP很容易理解,因為它本身就是RAID。可是,它又不是像創建RAID組那樣有固定的硬碟規格。而且,它能擴展潛在的RAID塊,在池中橫跨所有硬碟隨機設定,形成RAID-6的8+2的模式。

第二,在出現硬碟失效的情況下,藉助DDP,用戶可以讓更多的硬碟加入到重建過程中,它們都可以進行讀寫,消除單一硬碟寫入性能的限制。這將大幅減少恢復時間。

第三,在重建過程中,只有丟失的D-Piece被重建。而在傳統的RAID-6中,用戶需要讀取剩餘硬碟的所有空間,即使有的空間並沒有被使用——這將使用戶很容易遇到URE的問題。

而且,在傳統的RAID-6中,如果不進行完重建,用戶就不能獲得RAID-6保護(也就是說,在每樣東西在完成之前,它就不是100%)。而在 DDP中,一些D-Stripe可以快速獲得RAID-6的保護。隨著復原的推進,整個池獲得RAID-6保護的比例將不斷增加。所以,這不是一個“要不 全部都是,要不一個沒有”的命題。

除此之外,在DDP中很容易創建所需容量的卷,還可以在池中留下多餘的容量。當用戶有需要的時候,可 以繼續在池中增加卷。而且,DDP可以動態監控 潛在容量(當然,你需要擴展檔案系統)。使用傳統的RAID,用戶需要創建新的卷,把它增加到現有的池中,在這過程中還要利用一些邏輯卷管理器,還要增加 檔案系統。

最後,使用DDP意味著用戶可以承受失去兩塊以上的硬碟。如果傳統的RAID-6在一個LUN中失去了2塊以上的硬碟,這個LUN就不能再重建了,數據只能從備份或副本中獲得。在DDP中,一個單一池可以損失多塊硬碟,數據也不會丟失。

配置指南

每個池裡的最小硬碟數:11;

每個池裡的最大硬碟數:180;

同時添加到池裡的最大硬碟數:1到12個硬碟;

每個系統最大硬碟池數量:16;

每個池裡最大的卷的大小:64TB;

支持的硬碟:SAS NL-SLS

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