OceanStor Dorado 6000, Dorado 18000 系列技术白皮书

小乔

目 录
1 摘要.............................................................................................................................................1
2 简介.............................................................................................................................................3
2.1 客户价值.....................................................................................................................................................................................3
3 硬件架构..................................................................................................................................... 5
3.1 硬件介绍.....................................................................................................................................................................................5
3.1.1 控制框......................................................................................................................................................................................5
3.1.2 硬盘框......................................................................................................................................................................................9
3.1.2.1 SAS 硬盘框....................................................................................................................................................................... 10
3.1.2.2 智能SAS/NVMe 硬盘框............................................................................................................................................... 10
3.1.3 HSSD 硬盘单元...................................................................................................................................................................14
3.1.4 SCM 硬盘单元..................................................................................................................................................................... 19
3.1.5 功耗与散热.......................................................................................................................................................................... 20
3.2 SmartMatrix 高速全互联均衡架构................................................................................................................................... 22
3.2.1 全共享的前端...................................................................................................................................................................... 24
3.2.2 全互联的控制器.................................................................................................................................................................. 26
3.2.3 全共享的硬盘框.................................................................................................................................................................. 28
3.2.4 低时延RDMA 设计............................................................................................................................................................29
3.3 端到端NVMe......................................................................................................................................................................... 31
3.3.1 NVMe over Fabric 端到端部署...................................................................................................................................... 31
3.3.2 FC/iSCSI/NVMe oF 协议对比......................................................................................................................................... 32
4 软件架构...................................................................................................................................34
4.1 SAN/NAS 一体化统一存储架构......................................................................................................................................... 34
4.1.1 Active-Active 的SAN 逻辑架构..................................................................................................................................... 35
4.1.1.1 全局负载均衡................................................................................................................................................................... 35
4.1.2 Active-Active 的NAS 逻辑架构..................................................................................................................................... 35
4.1.2.1 Active-Active 文件系统.................................................................................................................................................36
4.1.2.2 NAS 协议.......................................................................................................................................................................... 37
4.1.2.2.1 NFS 协议........................................................................................................................................................................37
4.1.2.2.2 CIFS 协议....................................................................................................................................................................... 38
4.1.2.2.3 跨协议访问....................................................................................................................................................................39
4.1.2.2.4 NDMP 协议...................................................................................................................................................................40
4.1.2.3 内置DNS 负载均衡........................................................................................................................................................ 42
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4.1.2.4 审计日志........................................................................................................................................................................... 44
4.1.3 全局缓存............................................................................................................................................................................... 45
4.1.4 RAID 2.0+.............................................................................................................................................................................46
4.2 FlashLink®............................................................................................................................................................................... 46
4.2.1 智能众核技术...................................................................................................................................................................... 47
4.2.2 大块顺序写.......................................................................................................................................................................... 48
4.2.3 多流分区技术...................................................................................................................................................................... 50
4.2.4 端到端I/O 优先级..............................................................................................................................................................52
4.2.5 智能盘框............................................................................................................................................................................... 53
4.2.6 智能技术............................................................................................................................................................................... 54
4.3 丰富增值特性..........................................................................................................................................................................55
5 增值特性：Smart 系列............................................................................................................57
5.1 数据缩减（SmartDedupe&SmartCompression）....................................................................................................... 57
5.1.1 相似重删............................................................................................................................................................................... 58
5.1.2 压缩....................................................................................................................................................................................... 60
5.1.2.1 压缩处理........................................................................................................................................................................... 60
5.1.2.2 数据压紧（Data Compaction）................................................................................................................................ 61
5.2 服务质量控制（SmartQoS）............................................................................................................................................. 61
5.2.1 功能特性............................................................................................................................................................................... 62
5.2.1.1 上限流控........................................................................................................................................................................... 62
5.2.1.2 下限保障........................................................................................................................................................................... 64
5.2.2 策略管理............................................................................................................................................................................... 65
5.2.2.1 分层管理........................................................................................................................................................................... 65
5.2.2.2 策略分配........................................................................................................................................................................... 66
5.2.2.3 推荐配置........................................................................................................................................................................... 66
5.3 异构虚拟化（SmartVirtualization）............................................................................................................................... 67
5.4 智能数据迁移（SmartMigration）..................................................................................................................................68
5.5 智能精简配置（SmartThin）............................................................................................................................................ 69
5.6 数据加密和销毁（SmartEncrypt&SmartErase）..........................................................................................................70
5.7 配额(SmartQuota)............................................................................................................................................................... 71
5.8 智能缓存（SmartCache）.................................................................................................................................................. 72
5.8.1 SmartCache 基本原理...................................................................................................................................................... 72
5.8.2 SmartCache 应用场景...................................................................................................................................................... 73
5.9 智能分级存储（SmartTier）..............................................................................................................................................74
5.10 多租户（SmartMulti-tenant）...................................................................................................................................... 74
5.11 内置容器（SmartContainer）........................................................................................................................................ 75
6 增值特性：Hyper 系列............................................................................................................ 78
6.1 快照（HyperSnap）.............................................................................................................................................................78
6.1.1 SAN 快照（HyperSnap for SAN）............................................................................................................................... 78
6.1.1.1 快照基本原理................................................................................................................................................................... 78
6.1.1.2 级联快照........................................................................................................................................................................... 81
6.1.1.3 快照一致性组................................................................................................................................................................... 81
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6.1.2 NAS 快照 (HyperSnap for NAS)...................................................................................................................................82
6.2 持续数据保护（HyperCDP）............................................................................................................................................. 83
6.3 克隆（HyperClone）........................................................................................................................................................... 84
6.3.1 SAN 克隆（HyperClone for SAN）............................................................................................................................. 85
6.3.1.1 正向数据同步................................................................................................................................................................... 85
6.3.1.2 反向数据同步................................................................................................................................................................... 85
6.3.1.3 Clone LUN 即时可用..................................................................................................................................................... 86
6.3.1.4 HyperClone 一致性组................................................................................................................................................... 87
6.3.1.5 级联HyperClone............................................................................................................................................................ 87
6.3.2 NAS 克隆（HyperClone for NAS）............................................................................................................................. 88
6.4 远程复制（HyperReplication）........................................................................................................................................ 90
6.4.1 SAN 远程复制（HyperReplication for SAN）........................................................................................................... 90
6.4.1.1 同步远程复制（HyperReplication/S）..................................................................................................................... 91
6.4.1.2 异步远程复制（HyperReplication/A）..................................................................................................................... 91
6.4.1.3 技术特点........................................................................................................................................................................... 92
6.4.2 NAS 远程复制 (HyperReplication for NAS)............................................................................................................... 93
6.5 双活（HyperMetro）.......................................................................................................................................................... 95
6.5.1 SAN 双活（HyperMetro for SAN）.............................................................................................................................96
6.5.1.1 读写流程........................................................................................................................................................................... 96
6.5.1.2 支持一致性组................................................................................................................................................................... 98
6.5.2 NAS 双活（HyperMetro for NAS）.............................................................................................................................98
6.5.3 双活技术特征.................................................................................................................................................................... 101
6.5.3.1 免网关双活.....................................................................................................................................................................101
6.5.3.2 支持并行访问................................................................................................................................................................ 102
6.5.3.3 高可靠用仲裁................................................................................................................................................................ 102
6.5.3.4 高扩展性......................................................................................................................................................................... 103
6.5.3.5 高性能............................................................................................................................................................................. 103
6.6 两地三中心（3DC）...........................................................................................................................................................105
6.7 内双活（Hyper-Metro Inner）.......................................................................................................................................107
7 增值特性：Cloud 系列.......................................................................................................... 109
7.1 云复制（CloudReplication）.......................................................................................................................................... 109
7.2 云备份（CloudBackup）.................................................................................................................................................. 110
8 系统可靠性设计......................................................................................................................113
8.1 数据可靠性设计................................................................................................................................................................... 113
8.1.1 缓存数据可靠性保证.......................................................................................................................................................114
8.1.1.1 缓存多副本.....................................................................................................................................................................114
8.1.1.2 掉电保护......................................................................................................................................................................... 115
8.1.2 持久数据可靠性保证.......................................................................................................................................................115
8.1.2.1 盘内RAID.......................................................................................................................................................................115
8.1.2.2 RAID2.0+........................................................................................................................................................................ 116
8.1.2.2.1 盘级冗余RAID...........................................................................................................................................................116
8.1.2.2.2 框级冗余RAID...........................................................................................................................................................116
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8.1.2.3 缩列重构......................................................................................................................................................................... 117
8.1.3 I/O 路径数据可靠性保证............................................................................................................................................... 118
8.1.3.1 端到端PI........................................................................................................................................................................ 118
8.1.3.2 矩阵校验......................................................................................................................................................................... 118
8.2 业务可用性设计................................................................................................................................................................... 119
8.2.1 接口模块/链路冗余保护.................................................................................................................................................120
8.2.2 控制器冗余保护............................................................................................................................................................... 120
8.2.2.1 持续镜像......................................................................................................................................................................... 120
8.2.2.2 多控/框间镜像...............................................................................................................................................................121
8.2.3 存储介质冗余保护........................................................................................................................................................... 121
8.2.3.1 盘故障快速隔离............................................................................................................................................................ 121
8.2.3.2 多盘冗余......................................................................................................................................................................... 121
8.2.4 阵列故障冗余保护........................................................................................................................................................... 121
9 系统性能设计..........................................................................................................................123
9.1 前端网络优化....................................................................................................................................................................... 124
9.2 CPU 计算优化...................................................................................................................................................................... 125
9.3 后端网络优化....................................................................................................................................................................... 126
10 系统可服务性设计................................................................................................................127
10.1 系统管理............................................................................................................................................................................. 127
10.1.1 DeviceManager.............................................................................................................................................................127
10.1.1.1 存储空间管理.............................................................................................................................................................. 128
10.1.1.1.1 灵活的存储池管理.................................................................................................................................................. 128
10.1.1.1.2 LUN 与主机映射..................................................................................................................................................... 128
10.1.1.1.3 主机自动发现.......................................................................................................................................................... 129
10.1.1.1.4 开箱快速配置向导.................................................................................................................................................. 130
10.1.1.1.5 基于已有对象快速发放NAS 资源.......................................................................................................................131
10.1.1.2 数据保护管理.............................................................................................................................................................. 131
10.1.1.2.1 基于保护组的批量数据保护................................................................................................................................ 131
10.1.1.2.2 LUN 组与保护组灵活的使用............................................................................................................................... 132
10.1.1.2.3 对LUN 组或保护组扩容....................................................................................................................................... 133
10.1.1.2.4 跨设备数据保护单侧配置.....................................................................................................................................133
10.1.1.3 配置任务...................................................................................................................................................................... 134
10.1.1.4 故障管理...................................................................................................................................................................... 135
10.1.1.4.1 硬件设备状态监控.................................................................................................................................................. 135
10.1.1.4.2 告警与事件监控...................................................................................................................................................... 135
10.1.1.5 性能及容量管理......................................................................................................................................................... 136
10.1.1.5.1 内置性能数据采集与分析能力............................................................................................................................. 137
10.1.1.5.2 独立的数据存储空间............................................................................................................................................. 137
10.1.1.5.3 支持容量预测.......................................................................................................................................................... 137
10.1.1.5.4 支持性能阈值告警.................................................................................................................................................. 138
10.1.1.5.5 支持定时报表.......................................................................................................................................................... 138
10.1.1.6 AIOps 设备侧智能运维.............................................................................................................................................138
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10.1.1.6.1 智能GUI................................................................................................................................................................... 138
10.1.1.6.2 性能异常识别.......................................................................................................................................................... 139
10.1.1.6.3 容量预测................................................................................................................................................................... 139
10.1.1.6.4 性能预测................................................................................................................................................................... 140
10.1.2 CLI..................................................................................................................................................................................... 140
10.1.3 Restful API...................................................................................................................................................................... 140
10.1.4 SNMP............................................................................................................................................................................... 140
10.1.5 SMI-S................................................................................................................................................................................ 140
10.1.6 配套工具.......................................................................................................................................................................... 141
10.2 升级过程主机透明（NDU）..........................................................................................................................................141
10.3 设备生命周期管理............................................................................................................................................................ 142
10.3.1 更换控制器......................................................................................................................................................................142
10.3.2 更换硬盘框......................................................................................................................................................................143
11 系统安全设计....................................................................................................................... 145
11.1 软件完整性保护................................................................................................................................................................ 145
11.2 安全启动............................................................................................................................................................................. 146
12 系统智能设计....................................................................................................................... 147
12.1 智能存储............................................................................................................................................................................. 147
12.1.1 智能芯片.......................................................................................................................................................................... 147
12.1.2 智能缓存和分级............................................................................................................................................................. 148
12.2 云智能管理......................................................................................................................................................................... 151
12.2.1 采集信息范围................................................................................................................................................................. 152
12.2.2 智能报障.......................................................................................................................................................................... 153
12.2.3 容量预测.......................................................................................................................................................................... 153
12.2.4 硬盘健康预测................................................................................................................................................................. 154
12.2.5 设备健康评估................................................................................................................................................................. 156
12.2.6 性能潮汐分析................................................................................................................................................................. 157
12.2.7 性能异常检测................................................................................................................................................................. 158
12.2.8 性能瓶颈分析................................................................................................................................................................. 159
13 生态兼容性........................................................................................................................... 161
13.1 数据面生态兼容性............................................................................................................................................................ 161
13.1.1 主机操作系统................................................................................................................................................................. 161
13.1.2 主机虚拟化系统............................................................................................................................................................. 161
13.1.3 主机集群软件................................................................................................................................................................. 162
13.1.4 数据库软件......................................................................................................................................................................162
13.1.5 存储网关.......................................................................................................................................................................... 162
13.1.6 异构存储.......................................................................................................................................................................... 162
13.1.7 存储网络.......................................................................................................................................................................... 162
13.2 管控面生态兼容性............................................................................................................................................................ 162
13.2.1 备份软件.......................................................................................................................................................................... 162
13.2.2 网管软件.......................................................................................................................................................................... 162
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13.2.3 OpenStack 集成............................................................................................................................................................ 162
13.2.4 容器平台集成................................................................................................................................................................. 163
14 更多参考信息....................................................................................................................... 164
15 如何反馈意见....................................................................................................................... 165
16 缩略语.................................................................................................................................. 166

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