高端存储架构的前世今生

 

 双控存储架构图

中低端存储系统采用的是双控共享访问后端的全部磁盘扩展柜，形成如下图所示的架构：

  该架构是传统存储系统的关键点之一，正式利用后端共享存储的方式，才使得两个控制器之间才能够在任何一方出现故障，或者某个链路出现问题之后，系统依然可以从另外一条路对硬盘进行访问。

 

低端存储拼价格，中端存储拼功能，那么高端存储拼什么？当然是架构。

俗话说，外行看热闹，内行看门道。对于高端存储来说，这个门道就是架构。高性能、高可靠和可扩展性是所有高端存储面临的“三角”难题，也是成为衡量高端存储技术领先性的重要指标。如何在三者之间取得均衡，对于厂商和用户来说都是一道难题。那么，高端存储架构经历了怎样的演进呢？

 

多控高端存储演进

先回顾一下存储架构过去几十年的发展历史。高端存储是在大型机、小型机出现后，随着数据规模的持续增长需求开始出现。按时间顺序，高端存储架构经历了从总线架构到交换式架构、矩阵直连架构、分布式架构、全共享交换式架构的演进历程。

 

总线架构：扩展性差，总线资源争用

 

总线架构图示

目前，已经没有厂家再采用总线交换式的架构。EMC和HDS的早期产品都曾经采用过这种架构。该架构的缺点是可扩展性不强，且由于基于总线，存在总线争用，造成数据访问效率受到影响。

 

交换式架构：时延大，资源争用

 

交换式架构图示

 

交换式的架构通过交换ASIC将前端和后端连接进行数据交换。交换式架构具有更好的可扩展性，但要解决减少交换时延和交换争用等问题。目前，在全球仍有高端存储厂商在采用该架构。

 

矩阵直连架构：不易扩展，布线复杂

 

矩阵直连式架构图示

 

该架构的前端和后端采取矩阵式直接连接方式，缺点是可扩展性很差，同时由于连接信号线数目众多，在一定程度上给布线和维护带来了困难。矩阵直连架构的优点是：数据响应敏捷、时延低，因为不用经过交换机。

 

分布式架构：非全共享模式

 

 

分布式架构图示

分布式架构将串行延迟降至了最低，使得系统获得了理论上最高的加速比。由于该系统的所有资源足够分散，因此资源争用的可能性极小。

然而，这种架构也存在一些不足，分布式架构在系统内部保持了一个较高的数据冗余保证，但是在主机到存储的链路层，缺少更高层次的可靠性保证机制；在关键业务应用环境中，不能提供更高可靠性的数据IO服务。

 

全共享交换架构：高可靠、高性能、高扩展

 

iMatrix全共享交换式架构图示

在“互联网+”的影响下，用户要迎接新时期的“关键业务+”的挑战，首先就需要一个高可靠、高性能和灵活可扩展的核心业务架构。浪潮新一代全共享交换架构iMatrix，包括主机层、控制器层、存储层三层全共享交换，提供了领先的高可靠、高性能、高扩展等关键存储特性，代表着高端存储架构设计未来的发展方向。

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