PCIe SSD介紹及其應用(二)

發布時間:2016-05-31

PCIe SSD應用
從應用角度來看,用戶使用PCIe SSD就像使用普通硬盤即可,同時寶存PCIe SSD也支持Vmware ESXi虛擬機應用。寶存科技除專注于PCIe SSD卡本身技術開發外,還推出了一系列基于PCIe SSD的高性能數據庫一體機解決方案:
數據庫一體機方案
以Oracle應用為例,如上圖兩臺服務器asnode1和asnode2,均運行集群管理軟件,一條直連通信的以太網用做心跳監測,集群管理軟件保證其中一臺服務器運行用戶業務,另外一臺實時同步數據。用戶業務oracle、listener、服務IP等運行在asnode1上,asnode2通過Infiniband網絡直連接受來自asnode1的數據同步,業務運行產生的任何數據都會同時寫入到asnode1和asnode2上的SSD上,Infiniband連接保證高吞吐低延時的數據同步。若asnode1宕機,業務自動切換到asnode2上;若asnode2宕機,不會影響業務,修理好asnode2后,數據自動與asnode1同步。這種方案不挑上層數據庫類型,包括Oracle、MySQL在內的多種數據庫都可使用。
Oracle RAC數據庫一體機方案

RAC計算節點由2臺PC Server組成,底層存儲由寶存PCIe SSD卡來實現,為了保證數據的安全性和容量的需求,存儲節點用3臺Shannon PCIe Server來做冗余,每臺Server上放一張或數張PCIe卡,磁盤組冗余級別為normal,即數據保留2份,后期如果需要擴容,只需要在SSD Server上繼續添加SSD卡即可,或者進一步擴充存儲節點數。數據庫節點和存儲節點通過Infiniband(IB)高速網絡進行連接,RAC節點之間的通信也通過Infiniband高速網絡進行。在一些應用中,光纖通道(FC)網絡互聯也是一個不錯的選擇。
MySQL數據庫一體機方案

集群中有一個master和shadow master,master節點提供應用讀寫服務,以及slave的復制服務;shadow master節點僅提供應用的讀服務,并在master節點無法提供應用服務時,接管master的所有服務;集群中可有多個slave,僅用于提供應用的讀服務,當業務讀壓力增加的時候,可以通過增加slave節點來解決讀壓力。
PCIe SSD之RAID技術
對一些企業使用者來說,用戶擔心的另外一個問題是SATA/SAS接口的磁盤和SSD可以使用RAID卡做RAID以保護數據,PCIe SSD因無統一的標準,目前業界并無針對PCIe SSD的RAID卡,Linux操作系統自帶的軟RAID固然可以部分的解決問題,但是因效率及無廠家技術支持等原因,一般用戶并不愿意使用。再者,不論是RAID卡還是軟RAID都是基于邏輯sector的RAID技術,都會存在寫入放大及掉電數據安全問題。

如上圖,四塊存儲設備組成RAID5,假設用戶在進行隨機寫入:第1筆數據寫在A2位置,第2筆數據寫在C3位置,在寫完A2切換至C3寫入之前,RAID必須讀取A1、A2或根據預先讀取的A2舊數據重新計算校驗值寫入Ap位置。同理在寫完C3切換至別的位置之前,RAID也必須讀取C1、C2數據或根據預先讀取的C3舊重新計算校驗值寫入Cp。可見,用戶的一筆數據寫入操作帶來了額外的數筆數據讀寫操作,大大降低了存儲的性能。另外一個嚴重的漏洞是,如果在寫入Parity數據之前系統掉電了,將造成校驗數據是錯誤的,一旦某塊盤發生錯誤將永遠丟失數據,更可怕的是這個漏洞是潛伏的,這個現象叫做Write Hole,是RAID5的天然缺陷,無法解決。
目前寶存科技開發的基于物理sector地址重映射的RAID技術,一方面可以解決PCIeSSD無RAID的尷尬局面,另一方面,基于物理sector的RAID技術不會帶來額外的讀寫操作及Write Hole缺陷,大大提高RAID的的效率及安全性,這種技術也是閃存陣列的基礎。另外,寶存的這種卡間RAID技術和卡內Flash間RAID技術組成的二維RAID將極大的增強用戶數據的安全性,寶存強大的技術支持也會令客戶無后顧之憂。順便提及一下,這種基于物理sector地址重映射的卡間RAID技術是Host-Based的PCIe SSD的先天性優勢。
結語
PCIe SSD看似離我們很遠,其實很近,甚至每時每刻它都躲在喧鬧的企業服務器機房默默的為我們每個人服務:當你google、baidu時,當你淘寶、京東時,當你焦急的查詢快遞物流信息時,當你與遠方的親人通話聊天時。
 

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