1 體系結(jié)構(gòu)的比較

    IBM采用的是傳統(tǒng)的對稱體系結(jié)構(gòu)，采用其強大的570 pserver作為存儲的控制器，是典型的IBM SHARK系列產(chǎn)品。存儲的管理OS運行在控制器內(nèi)，CPU與內(nèi)存也都在控制器內(nèi)。其高端型號DS-8300產(chǎn)品的每個控制器是4個CPU的P570小型機，雙控制器最大配置CPU數(shù)量為8個。但DS-8000系列產(chǎn)品具備了許多高端產(chǎn)品應(yīng)有的特征，比如主機端口最大可達(dá)128個2Gb FC，磁盤接口最大64個，緩存容量也可以達(dá)到256GB，這些特性使其可以匹敵多控制器存儲系統(tǒng)，因此，DS-8000系列也是IBM公司參與高檔存儲產(chǎn)品市場競爭的主要武器，而且和競爭對手高檔產(chǎn)品相比其價格優(yōu)勢非常明顯。

    現(xiàn)在比較先進的高端存儲是基于多控制器磁盤陣列，而雙控制器磁盤陣列由于控制器只能配置兩個，不能在同一磁盤陣列內(nèi)配置更多控制器，在一定程度上局限了其數(shù)據(jù)處理能力。

    在實際應(yīng)用時，每層的控制器至少成對配置，提供全冗余特性，實現(xiàn)無單點故障。也可以配置多對，在性能上進行成倍擴展。比如EMC的DMX-3最多可以配置8個前端控制器（Channel Director）、8個緩存控制器（Memory Director）、8個后端控制器（Disk Director），整個系統(tǒng)中處理器數(shù)量最多可達(dá)130顆。多級控制器分工協(xié)作，系統(tǒng)整體性能因而可以獲得最佳擴展性。更重要的是，在多控制器體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提供了許多獨特存儲軟件解決方案。該檔次產(chǎn)品是大型關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心的首選。

    HDS與EMC都采用了多點冗余的復(fù)合式體系結(jié)構(gòu)，有多個專用的存儲控制器，如專用的前端控制器，專用的后端控制器，并且以專用的CACHE控制器為核心，CPU集成在前/后端控制器中，操作系統(tǒng)以微碼方式集成在硬件中，并可以方便的升級維護。在這種結(jié)構(gòu)中，前端，CACHE，后端均可實現(xiàn)系統(tǒng)均衡，并多點冗余。所以，失敗一個點的時候，影響量比較小。不過，還有一點差別的是，HDS前后端連接到核心CACHE，是采用交換方式，而EMC是采用直連方式，所以也叫直連矩陣（Symmetrix Direct Matrix Architecture），EMC Symmetrix DMX利用其點對點連接可以完全消除其它設(shè)計方案所具有的總線仲裁和交換系統(tǒng)開銷延遲。

2 后端連接與RAID的比較

    IBM采用交換方式連接磁盤與后段卡，而HDS與EMC采用環(huán)路結(jié)構(gòu)，在交換結(jié)構(gòu)中，每個磁盤都有自己的線路連接到后端卡（口），所以，不容易產(chǎn)生后端瓶頸。至于環(huán)路設(shè)計，則是現(xiàn)在的流行設(shè)計，但是，一個環(huán)路上的盤不能太多，否則，容易產(chǎn)生性能瓶頸。如：一個2Gb的光纖環(huán)路，一般接到50-60顆盤，已經(jīng)都達(dá)到負(fù)載極限了。而一個4Gb的環(huán)路，如果考慮翻倍的話，也就最多可以接100-120顆磁盤。

    因為考慮到環(huán)路的可靠性與性能問題，HDS與EMC的高端存儲都是雙環(huán)路設(shè)計，每個磁盤都有2個環(huán)路可以達(dá)到，而且，這兩個環(huán)路可以負(fù)載均衡的工作。另外，為了避免一個環(huán)路，或者一個磁盤太忙，RAID 組的設(shè)計也有特殊的要求，一個RAID組中的磁盤，必須跨越在不同的環(huán)路上面。

    為了擴大容量，又不影響性能，存儲廠商只好不斷的增加環(huán)路的個數(shù)，一般情況下，典型的OLTP環(huán)境中，一個2Gb的環(huán)路中，磁盤個數(shù)最好也不要超過32顆，如果想增加更多的磁盤，最好也增加環(huán)路個數(shù)。

3 CACHE設(shè)計的比較

    HDS與EMC都是以CACHE為核心，并且CACHE size一般比較固定，如64K，256K等等，如果這樣的CACHE size在運行很離散的OLTP數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的時候，因為數(shù)據(jù)庫的block size一般都比較小，如8運、16K，所以，容易引起CACHE size 的浪費。因為存儲的一個CACHE size單元中，一定要保存相臨的磁盤連續(xù)空間。

    而IBM因為采用OS的內(nèi)存來做存儲的CACHE，所以，CACHEsize就是頁面大小，默認(rèn)為4K，這樣的CACHE size對小的IO是很適合的，但是對大型的IO操作，或者是太大的CACHE size，可能會有額外的管理負(fù)擔(dān)。

    比較大的CACHE size，如64K的CACHE size，一般是因為考慮到高效的算法設(shè)計以及滿足大部分應(yīng)用需求而設(shè)計的，如根據(jù)概率統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，滿足99%的應(yīng)用等等，在一些特定的非常小的離散的應(yīng)用上，則不一定適合。

    至于CACHE算法，HDS與EMC基本都是LRU算法，而IBM則采用改進的ARC算法。在CACHE保護中，IBM與HDS都是寫CACHE 鏡相+電池CACHE保護，而EMC則是讀寫全局CACHE的全鏡相+電池CACHE保護。在寫CACHE鏡相的規(guī)則中，讀寫CACHE是分離的，寫CACHE鏡相，讀CACHE不鏡相，一份數(shù)據(jù)可能同時存在于讀/寫CACHE中；而全局CACHE，沒有讀寫之分，CACHE公用，只有不同的鏈表來決定那些數(shù)據(jù)是寫CACHE，很類似Oracle的data buffer。

    IBM DS8000系列

    IBM DS8000沿用了典型的對稱處理結(jié)構(gòu)，利用其高性能與高可靠的P570作為陣列的雙控制器，兩臺570互相做冗余，形成一個雙active 的HA結(jié)構(gòu)。在處理器上也是采用其先進的Power5系列的CPU。另外，8000系列的存儲也支持邏輯分區(qū)是利用P570來支持邏輯分區(qū)(LPAR)。

    因為IBM采用了570作為8000系列的核心控制器，所以陣列的CPU與內(nèi)存也都是在P570內(nèi)部控制的，而且陣列的可靠性是需要570 來保證的，整個DS8000陣列的穩(wěn)定性與處理能力是依賴于P570 CPU 的能力。

    EMC DMX3系列

    DMX3是在早先SYMMTRIX 2000/3000系列上發(fā)展過來的，基本的體系結(jié)構(gòu)沒有改變，但是CACHE算法卻做了一個比較大的改動，在以前的高端系統(tǒng)中，EMC是不采用寫CACHE鏡相技術(shù)的，而別的廠商基本都采用寫CACHE鏡相、讀CACHE不鏡相、讀寫CACHE分離這樣的技術(shù)。那么，他們分別采用什么樣的方式來保證寫CACHE數(shù)據(jù)的正確性呢？

    第一，因為CACHE肯定都是電池或者UPS保護的，可以保證不掉電，或者是掉電以后系統(tǒng)還能維持一定時間，如果在一定時間內(nèi)還沒有供電，再把數(shù)據(jù)寫到硬盤上，防止丟失。第二，因為寫cahce鏡相保護數(shù)據(jù)也很簡單，就是防止CACHE損壞，如果壞掉一個CACHE，還有另外一個，只要馬上把壞的CACHE標(biāo)記起來不用，鏡相到新的地方即可。第三，早先的SYMMTRIX系列采用了一種類似RAID5的電極校驗法來對CACHE進行校驗，保證數(shù)據(jù)的可靠性，提高CACHE的利用率。但是，在新的dmx3中，又采用了一種完全不一樣的鏡相方法，讀寫全局CACHE全鏡相，也就是說，如果100G CACHE，有效CACHE是50G。

    另外，EMC的RAID方式與HDS也很不一樣，HDS的RAID方式很死板，如RAID10就支持2D+2D，其實所謂的4D+4D不過是把2個2D+2D簡單的連接在一起。而EMC中，RAID方式比較奇特，如做10，他們先是把磁盤劃成很多道（叫split，如8split，10split，16split等等），每一split可以鏡相到一個磁盤。如一個磁盤有16個split，則3.8G/split，那么這個磁盤最多可以鏡相到其它16塊磁盤上，同樣，其它的盤也可以交錯鏡相到這里，形成一個比較大的磁盤pool。之后，EMC在每個split 上做strip，形成metalun，這才是主機最后使用的LUN，對應(yīng)到一個PV。

    HDS USP系列

    USP最核心的就是CACHE了，有控制CACHE與數(shù)據(jù)CACHE之分，控制CACHE也可以叫shard CACHE，保存著陣列的配置信息以及數(shù)據(jù)CACHE的地址信息，在前端口過來尋找數(shù)據(jù)的時候，會先經(jīng)過這里，如果能找到，則去數(shù)據(jù)CACHE，如果找不到，則可能需要磁盤讀取。

    數(shù)據(jù)CACHE也叫標(biāo)準(zhǔn)CACHE，如果采用4G的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)，最大可以到128G，而如果采用8G的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)，可以到256G，數(shù)據(jù)CACHE是整個陣列的核心所在。USP的內(nèi)存CACHE最小單元叫segment，固定為64K，最小使用單元叫slot，在有些版本=4 個segment=256K，有些版本則=1個segment=64K，因為在這個slot中磁盤上的數(shù)據(jù)必須是連續(xù)的，所以，太大的slot可能對離散度高的oltp應(yīng)用不是太適合。

    CACHE的命中率是一個陣列的響應(yīng)速度以及處理能力的一個重要體現(xiàn)，因為CACHE命中的話，返回速度是非�？斓�，而不命中的話，就需要去磁盤尋找數(shù)據(jù)，可能會比較慢。而CACHE的命中率，與應(yīng)用訪問規(guī)則，數(shù)據(jù)分布規(guī)則都有很大關(guān)系。

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