传统存储的缺点:
1、控制器的瓶颈,一般情况下2-16个控制
2、无法进行线性的扩展
3、元数据的瓶颈
4、IO单一的路径
5、网络的瓶颈
6、管理不方便
7、Cache瓶颈
Server SAN的优点:
1、没有控制器的瓶颈
2、进行线性的扩展
3、不存在元数据的瓶颈
4、不存在IO路径单一的问题
5、提供IB网络
6、管理方便
7、由SSD来提供Cache,不会达到Cache瓶颈
FS的缺点:
1、需要三节点起步,并且需要达到一定服务器量才能够达到专业存储的水平
2、在规模小的场景下,部署较为复杂
FS的逻辑架构
管理系统:FSM、FSA
存储系统:ZK、MDC、VBS、OSD
FSM(FusionStorage Manager):FusionStorage管理模块,提供告警、监控、日志、配置等操作维护功能。一般情况下FSM主备节点部署。FSM安装方式包含虚拟化方式去安装以及私有云的方式去安装的。
FSA(FusionStorage Agent):代理进程,部署在各节点上,实现各节点与FSM通信。FSA包含MDC、VBS和OSD三种不同的进程。根据系统不同配置要求,分别在不同的节点上启用不同的进程组合来完成特定的功能。
包含VBS就是计算节点
包含OSD就是存储节点
ZK:开源的集群协调软件。协调MDC的主备关系,在MDC进程启动的时候会向ZK来进行注册选主,谁先注册谁就成为主的MDC,并且帮助MDC保存相对应元数据的信息,以及leader ZK会将元数据同步到备的ZK当中。一般情况下,以奇数个部署,3/5/7个部署。选举出一个leader ZK 出来,通过投票机制,ZK所获取的一个票数需要大于总数的一半。
ZK的数量 ZK获取票数大于总数的一半 能够承受ZK所坏的数量
1 1/2 0
2 1 0
3 3/2 1
4 2 1
5 5/2 2
6 3 2
7 7/2 3
8 4 3
为什么选择奇数个部署?在可靠性一定情况下,因为同步机制会消耗主机的性能。
为什么ZK不11个以上奇数个部署?
因为7个部署已经满足该环境可靠性要求,如果继续11个部署,会浪费资源。
MDC(MetaData Controller):元数据控制,实现对分布式集群的状态控制,以及控制数据分布式规则、数据重建规则等。 控制集群MDC默认部署在3个节点的ZK(Zookeeper)盘上,形成MDC集群。当环境创建出存储池,会自动在未部署MDC进程的节点当中去安装MDC,作为归属MDC,来去接管存储池。存储池的数量1-128,但是MDC的数量为3-96。一个MDC最多可以去管理两个存储池。
VBS(Virtual Block System):虚拟块存储管理组件,负责卷元数据的管理,提供分布式集群接入点服务(SCSI和ISCSI),使计算资源能够通过VBS访问分布式存储资源。每个节点上默认部署一个VBS进程,形成VBS集群。节点上也可以通过部署多个VBS来提升IO性能。
SCSI协议:支持本节点直接去安装VBS进程
ISCSI协议:不支持本节点直接安装VBS
OSD(Object Storage Device):对象存储设备服务,执行具体的I/O操作。在每个服务器上部署多个OSD进程,一块磁盘默认对应部署一个OSD进程。在SSD卡作主存时,为了充分发挥SSD卡的性能,可以在1张SSD卡上部署多个OSD进程进行管理,例如2.4TB的SSD卡可以部署6个OSD进程,每个OSD进程负责管理400GB。
OS发送SCSI或者ISCSI命令(携带者LUN ID +LBA ID +数据)到VBS,VBS转换成Key-Volume,并且对Key值进行一个Hash运算,得到Hash值,对Hash值进行取模运行得到Patition号,查询相对应IO view视图,查到某块硬盘。
读Cache:SSD卡、SSD盘、NVDIMM、内存
OSD收到VBS发送的读IO操作的步骤处理:
Step 1:从内存“读cache”中查找是否存在所需IO数据,存在则直接返回,并调整该IO数据到“读cache”LRU队首,否则执行Step 2
Step 2:从SSD的“读cache”中查找是否存在所需IO数据,存在则直接返回,并增加该IO数据的热点访问因子,否则执行Step 3
Step 3:从SSD的“写cache”中查找是否存在所需IO数据,存在则直接返回,并增加该IO数据的热点访问因子;如果热点访问因子达到阈值,则会被缓存在SSD的“读cache”中。如果不存在,执行Step 4
Step 4:从硬盘中查找到所需IO数据并返回,同时增加该IO数据的热点访问因子,如果热点访问因子达到阈值,则会被缓存在SSD的“读cache”中
写Cache:SSD卡、SSD盘、NVIDMM、无缓存
OSD会周期将缓存在SSD cache中的写IO数据批量写入到硬盘,写Cache有一个水位值,未到刷盘周期超过设定水位值也会将Cache中数据写入到硬盘中。
FusionStorage支持大块直通,按缺省配置大于256KB的块直接落盘不写Cache,这个配置可以修改。
FS的数据可靠性:
1、多副本机制、可以跨服务器、机柜、机房容忍
2、快速的数据重建
3、非易失性介质的存储来充当写Cache
4、组件集群的方式部署
三大平面
管理平面:用于FSM与FSA进行通信
存储平面:用于MDC、VBS、OSD进行通信
业务平面:用于OS与VBS进行通信
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