儲存選型與規劃

一、選型前準備

首先確認以下幾點：

1、資金預算多少

2、快速響應優先還是高可靠性優先

3、如何評估儲存的處理能力，是希望有更強的IO處理能力還是有更大的頻寬

4、如何衡量儲存的最終價效比

二、儲存體系結構

1、低端儲存

一般只有一個控制器，基本沒有cache或者有很少的cache，所以整體響應速度慢，而且基本沒有冗餘，可靠性差，一般適用於可靠性要求不高的應用，或者用來做備份。

2、中端儲存

一般採用雙控，有較多的cache或鏈路，而且開始注意冗餘，這個區間的儲存，控制器是核心部分，如果有1個控制器壞掉，帶來的效能降低會超過50%，因為損壞一個控制器後寫cache會自動關閉，效能受到極大影響。

3、高階儲存

一般採用多控，並採用以cache為核心的體系結構。多控的結構中，損壞其中某個控制器對整體效能影響比較小。

一般情況下，中端儲存是價效比較高的可選產品，對於可靠性及響應要求極高的應用，會採用高階儲存，比如銀行、電信、移動等。

三、儲存的cache技術

儲存的cache無處不在，硬碟、儲存、RAID卡都有cache，我們從cache寫、cache讀與cache設計說明：

1、cache寫

在cache寫環境下，只要寫到cache，儲存就反饋為寫完成，該過程是非常快的，透過寫cache的映象與電池保護，保證寫到cache但還為寫到磁碟上的資料不丟失，該方式對於RAID5影響尤為明顯，所以對於單控的儲存，是無法開啟cache寫功能，對於雙控上壞掉1個控制器的情況，也會自動關閉寫cache，所以效能會有很大影響。建議在任何情況下，都不要關閉cache寫功能。

2、cache讀

對於要讀取的資料在cache中，我們稱之為cache命中，否則為cache miss，cache讀比磁碟讀至少快5倍，所以對於高階儲存，cache是核心部件，一般都有比較大的cache尺寸。cache讀對於OLAP系統影響不大。

四、儲存評估指標

儲存評估指標有：iops、throughput、響應時間。一般來說，對於比較頻繁的OLTP系統，更多考慮iops與響應時間，對於OLAP，一般考慮頻寬

1、iops

決定iops因素：磁碟個數、cache命中率、陣列演算法。

磁碟個數是決定iops最重要的因素，磁碟型別與iops關係如下：

10k rpm 15k rpm ata

100 150 50

上述值為理論值，而且是沒有包含cache命中部分，對於實際情況中，該理論值還會增加，但是對於我們預估儲存iops時，不能按照理論值去算。比如：假定cache命中率在實際業務中能達到20%，則對於15k rpm盤的理論iops為150/0.8=187.5。影響iops的另一個因素是陣列演算法，如cache演算法、尋道演算法、預讀演算法

2、throughput(頻寬)

吞吐量主要取決於：磁碟個數、光纖通道的數量和頻寬、陣列構架

與iops一樣，每個物理硬碟也有其最大支撐的流量大小，硬碟型別與最大流量的關係：

10k rpm 15k rpm ata

10m/s 13m/s 8m/s

假定有個陣列有100塊15 rpm光纖盤，從頻寬角度可以支撐最大為:100*13m/s=1300m/s，接著考慮光纖通道大小，對於1塊2G的HBA卡，可以支援最多2048m/8=256m的實際流量，需要配置1300/256=5.07塊HBA卡才可以滿足要求。對於OLAP系統，一般會選擇4G或更大的HBA卡。

3、響應時間

單IO響應時間和iops的當前值、吞吐量大小及cache命中率都有密切關係。經驗值表示：一個IO的響應時間在20ms以內，應用基本可以正常工作，做為一個核心的高可用OLTP環境，最佳的單IO響應時間建議在10ms以內。如果應用是頻繁的OLTP系統，應先考慮iops因素，選擇合適的陣列演算法，配置較多且較快的磁碟及cache大小。如果是典型的OLAP系統，需要考慮儲存系統頻寬與儲存的光纖通道頻寬，配置適當的硬碟個數，這時一般不用考慮cache大小。

五、最終選型決定

1、成本預算問題

2、響應速度與可靠性的選擇

對於中端儲存提供的響應速度，在相同磁碟數量下和高階儲存差別不大，但是穩定性卻比高階儲存低很多

3、儲存的評估指標

需要了解自己的業務，是偏重於IOPS的OLTP系統，還是偏重於頻寬的OLAP系統。

4、儲存的價效比

六、儲存構架

在描述前，有幾個名詞需要熟悉一下：

1、前埠：主要是連線儲存和主機，流行2G/4G。

2、後埠：主要是連線儲存和磁碟，一般連線方式有環路方式和交換方式

3、控制器：中低端儲存的核心部件，控制器包括自己的OS、CPU與記憶體，負責儲存的執行與排程

4、cache：在中低端儲存中，是包含在控制器中的，但在高階儲存中，是以cache為核心，負責前端與後端的互動和通訊。

5、RAID：冗餘磁碟陣列技術，透過對多個硬碟進行條帶化處理，並透過資料映象或者校驗方式，將映象資料或者是校驗資料分佈在多個磁碟。在一個磁碟損壞的時候，因為資料映象或校驗還存在，所以不影響系統的正常執行。當更換新的磁碟時，可以透過映象資料或者是校驗資料來恢復這個盤的資料，回到最初狀態，這個過程叫rebuild。一般的RAID保護中，都放入一定的熱備盤，當有盤損壞時，先rebuild到熱備磁碟上，更換新的硬碟時，再rebuild到新的盤上。

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