在企業磁碟儲存應用領域,3PAR是極具特色的廠商,是許多新興應用技術的先驅者,如Scale-Out擴充架構、Thin Provisioning與自動分層儲存等,3PAR都是率先實用化的廠商之一。而自2010年9月併入HP旗下後,新推出的StoreServ系列也沿續了3PAR時期的特性。

我們這裡介紹的StoreServ 7000是去年底新推出的中階機型家族,目前有7200、7400與7450等三種款式,可支援2~4組控制器與最多480臺硬碟。其中7450是採用全SSD配置的機型,其餘機型則是混合搭載SSD與傳統機械式硬碟的配置,可選用從7200轉MDL/NL-SAS硬碟、1萬轉/1.5萬轉SAS硬碟,到SLC或MLC SSD在內的各式磁碟裝置,搭配3PAR的Adaptive Optimization功能,可建立具備自動分層功能的混合儲存環境。

獨特的磁碟配置架構

Adaptive Optimization自動分層儲存是基於3PAR獨特磁碟架構,所構成的一種儲存應用功能。

傳統的RAID是以實體硬碟為單位,指定多臺硬碟組成不同RAID等級的RAID群組,然後再於RAID群組上建立Volume與LUN。

3PAR儲存設備的InForm作業系統,則會將底層所有可用的實體磁碟空間,切為一個個1GB大小、稱為Chunklet的小單位,然後再依照用戶的可用性需求,利用這些 Chunklet組成不同RAID層級的邏輯磁碟機(Logical Disk,LD),用戶可透過稱做CPG(Common Provisioning Groups)的虛擬儲存池,來設定特定磁碟裝置類型、RAID組態等屬性的邏輯磁碟機組,並從CPG中建立掛載給前端主機使用的Virtual Volume。

3PAR這種特殊的RAID機制,可將每一個Virtual Volume,都由散布在所有磁碟櫃上的一個個Chunklet組成,可透過類似stripe存取的方式、由跨多個磁碟櫃的底層整體硬碟資源,來共同承擔Volume的I/O存取需求,因此比傳統RAID架構擁有更好的I/O效能,也降低了單一硬碟損壞帶來的衝擊,具備更好的可用性。

而在Adaptive Optimization架構下,便是由CPG虛擬儲存池來構成不同的儲存層。用戶可預先建立幾種採用不同磁碟裝置與RAID型式的CPG,然後在Adaptive Optimization組態設定中,將CPG分別指派為不同儲存層,最多可設定3個儲存層。

實用、彈性的分層儲存架構

如同3PAR的其他進階磁碟功能,Adaptive Optimization也是一種按需配置的架構,將數個CPG指派為不同儲存層後,代表Virtual Volume具有使用這幾個CPG的權限,但系統並沒有實際配置與占用CPG所屬的磁碟空間,所以不像某些其他自動分層技術般,需預先設定Volume使用各儲存層的比例、各儲存層保留空間等屬性。

Adaptive Optimization屬於一種「Sub-LUN」或「Sub-Volume」等級的分層儲存技術,可以比Volume更小的Sub-Volume作為分層搬移資料的單位。

由於3PAR InForm作業系統在邏輯磁碟機層級(LD),是以128MB的區域為粒度,來將LD空間映射給Virtual Volume用來存放User與snapshot資料(管理用的metadata則採用32MB為存放單位),所以Adaptive Optimization自然也是以128MB來作為分層搬移資料的單位。

啟用Adaptive Optimization後,系統會依照排程,定期追蹤與量測Virtual Volume存取負載情況,然後按照管理者設定的分層遷移模式,依據存取負載量測結果,以128MB的區塊為單位自動將資料遷移到合適的儲存層上。預設的重新遷移資料分層週期是每日一次,執行I/O負載量測與重新遷移資料分層的時段,都可由管理者設定。

與其他自動分層儲存技術相比,Adaptive Optimization的128MB作業粒度算是中等,雖然不像某些同類技術般可提供很密集的作業排程週期選擇(如以小時甚至30分鐘為單位),或是效能調節等細部選項,只有以每日為基礎的作業週期可選,不過基本必需的選項都能提供,量測I/O負載的排程方式相當別緻,也很符合實際環境的作業邏輯。

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商。】

建立CPG儲存層
HP 3PAR的Adaptive Optimization自動分層功能,是以稱為CPG的虛擬儲存池來構成不同的儲存層。CPG是由特定類型磁碟裝置(如SAS硬碟)、以Chunklet區塊單元為基礎、採用某種RAID層級所組成的邏輯磁碟群組空間,從CPG中,可建立供前端主機使用的Virtual Volume磁碟區。

設定Adaptive Optimization的儲存分層
建好CPG儲存池後,接下來便可將不同儲存裝置的CPG儲存池,分別指派為不同的儲存層,最多設定3個儲存層,並且可從3種模式中擇一使用,Performance模式為盡可能將資料搬移到高速層,Cost模式為優先搬到慢速層,Balanced模式則介於前兩種模式間,會平衡使用高、低速層。

設定存取負載分析與分層搬移排程
管理者可透過排程介面,設定Adaptive Optimization的I/O負載量測與搬移資料分層作業的時段。其中I/O負載量測的設定方式比較特別,是以開始執行資料搬移作業之前多少時間為基準,透過Measurement項目,可設定要在開始執行分層搬移作業前的哪個時段執行I/O負載量測作業。

彈性的分層資料搬移作業時程
Adaptive Optimization的資料搬移作業週期是以每日一次為基準,管理者可透過排程選項,設定允許搬移作業執行的時間區段,以及定期的循環執行起始時間(如固定每天某個時間啟動),也可透過排程的進階選項,利用調整循環週期的選項,設定不規則式的循環啟動時間。

 相關報導請參考「混合式固態儲存設備採購大特輯」

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