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    中國數據存儲服務平臺

    華為高俊霞:全閃存數據中心構建安全綠色數據基礎設施

    11月23日,由百易傳媒(DOIT)主辦,中國計算機學會信息存儲專委會、中國計算機行業協會信息存儲與安全專委會、華中科技大學武漢光電國家研究中心、固態技術協會(JEDEC) 等機構支持,主題為“數據覺醒”的“2021(十七屆)中國數據與存儲峰會”在線上召開。

    峰會為期三天,包括一場主論壇、九場技術論壇、五十余場演講。知名院士、專家學者和產業領袖一起共同探討存儲創新與數據覺醒等熱點話題,首日吸引各界專業人士10萬人次觀看,參與互動。

    華為數據存儲與機器視覺產品線全閃存營銷VP高俊霞

    在今天下午的主論壇上,華為數據存儲與機器視覺產品線全閃存營銷VP高俊霞以“全閃存數據中心,構建安全、綠色數據基礎設施”為題,發表演講。全文如下:

    大家好,很高興今天和大家一起分享華為對于數據基礎設施的心得和體會。我今天分享的題目是《全閃存數據中心,構建安全綠色數據基礎設施》。

    華為存儲一直引領全閃存數據創新,致力于閃存普惠

    首先讓我們一起回顧華為對于全閃存的發展.

    2008年的時候,華為發現業界開始用SSD顆粒來替代傳統的機械硬盤,所以我們壓強投入,到2010年,我們誕生了業界首批企業級SSD盤。它是一種更快、更可靠的介質。我們不滿足于單獨一個盤,所以2011年的時候,我們發布了業界首批Tier0全閃存。為什么是Tier0呢?因為它是一個性能極快的,但是沒有任何企業級特性的存儲,所以一般應用于我們的數據加速。

    經過了6年的投入和研發,到2016年華為發布和業界首批Tier1全閃存。我們將全閃存應用于主存儲市場,它不單單是快,而且具有豐富的企業級特性。這個時候的全閃存,硬盤普遍采用基于SAS的協議,所以叫SAS SSD盤。SAS協議是適配機械硬盤的一種協議,所以它成為束縛SSD顆粒的瓶頸。

    2018年,華為發布了業界首家全系列NVMe全閃存,我們將全閃存的時延進一步的降低。到2019年,我們發布了業界唯一基于全互聯架構的高端全閃存存儲,這個時候全閃存不單單具有豐富的企業級特性,而且再承載用戶核心應用方面具有全面的領先能力。

    全閃存市場是剛需,但當前全閃存市場占比僅43.7%,中國僅24.7%

    華為一直助力于閃存普惠,今天我們全閃存已經成為市場的剛需,有業務的需求,有綠色節能的需求,我們剛剛經歷了雙11的促銷,大家看到,由于雙11這樣的一個電子商務的發展,金融行業高峰期的交易量,從每秒3000筆提升到每秒30000筆,這個時候的存儲,機械硬盤是無法承載的。

    再比如說運營商Billing的出賬時間,已經不滿足于之前的10小時,運營商希望在3.7小時內完成,所以業務加速全閃存應用。

    其次,綠色節能已經成為數據中心建設的主旋律,要降低整個存儲的功耗,乃至降低數據中心的功耗,我們發現機械硬盤的耗能是全閃存的3倍,所以我們要加快SSD盤替代機械硬盤的步伐。

    我們發現全球市場閃存占比已經達到43.7%,而在中國這個數字今天只有24.7%,仍然有非常長的發展歷程,我們需要加快,讓我們的全閃存從SSD加速到主存儲到全閃存數據中心。

    2010年華為第一代Tier0全閃存存儲關注于單點的技術設計,關注于SSD硬盤性能的發揮,所以它具有高性能的硬件,但是沒有任何增值軟件,只能用于加速場景,不能用于主存。到2015年,隨著企業級特性全閃存的誕生,全閃存已經全面應用于主存儲的產品。這個時候,我們開始關注產品級的設計,重點關注系統的可靠性,關注它豐富的企業特性,有沒有數據保護能力,有沒有QoS能力。

    只有具備了豐富的特性,具備了高可靠性設計的全閃存,才能真正的應用于我們的主存儲。

    重構IDC架構,全閃存數據中心全面釋放閃存潛能

    到2021年的今天,隨著數字化轉型的加快,隨著用戶業務對于IT系統性能的要求,隨著綠色節能的發展要求,全閃存正在向數據中心全面推廣,這個時候我們開始關注數據中心級的設計,要全面釋放閃存的潛能,不單單是系統,還包括網絡,包括整個數據中心資源的規劃等等。

    四大變化,全面激發全閃存數據中心的潛能釋放

    我們發現四大變化正在全面激發全閃存數據中心的潛能釋放,這四大變化包含什么呢?

    第一大變化,全場景的閃存普惠。全閃存已經從主存儲,從核心業務,發展到非結構化數據的通用存儲、文件存儲,乃至發展到備份存儲。全場景數據的存儲應用,達到綠色節能的效果。

    第二大變化,數據中心開始關注數據保護,從原來單維的一個備份系統到今天多維的數據保護,我們開始關注數據保護的性能,我們開始關注我們所保護的數據類型和數據量,關注所能保護的數據的范圍,保護對象,還有保護的等級,在多長的時間內能夠恢復業務,在多長的時間內能完成備份,我們能夠存儲多長時間的數據。

    第三大變化,多元融合的管理。在整個數據中心里,要從單一的存儲開始到整個數據中心的存儲管理,那如何合理的規劃我們的應用和存儲資源的匹配,如何規劃我們的應用和數據保護資源的匹配,如何進行合理的調優,如何隨時進行資源的調配,所以我們開始關注整個數據中心的融合存儲管理。

    最后我們建設更高速的存儲局域網,將傳統的SCSI協議變成更快、更低時延的NVMe協議,充分釋放全閃存的性能。

    擁抱變化,構建安全綠色的全閃存數據中心

    所以今天我們要擁抱變化,構建安全綠色的全閃存數據中心。華為全閃存數據中心解決方案涵蓋了方方面面,涵蓋了全場景的閃存化,從核心存儲到通用存儲,從結構化存儲到非結構化存儲,涵蓋了全場景的數據保護,從容災到備份乃至到歸檔,全鏈路的數據保護,那么從存儲到存儲局域網,由原來的光纖交換機變成今天支持NVMe協議的RoCE交換機,實現了全IP的數據中心網絡;從單臺存儲設備的管理到整個數據的存儲資源的管理,要實現數據全生命周期的自動化,從規劃到建設到維護到優化,這樣的一個數據中心是綠色節能,是安全可靠,是極簡運維的,所以我們也把它稱之為全場景、全生命周期、全IP。

    我們首先來看全場景的閃存化,我們要從關鍵核心業務到通用業務到文件業務,全部將機械硬盤變成SSD硬盤,系統的性能提升40倍,災備效率大幅提升,整個數據中心的電力能耗降低73%,整個空間占用節省50%,這樣的一個數據中心是節能的,這樣的一個數據中心是高效的。我們做過一筆計算,完成一塊SSD硬盤的替換,相當于植樹150棵。

    SSD硬盤已經不能滿足我們用戶的業務需求了,我們需要更快的介質,更低時延的介質,所以下一步我們要開始發展SCM,當然它和SSD硬盤的發展歷程幾乎類似,我們會首先將SCM應用于我們的數據加速,應用于全閃存領域的加速,讓性能達到30%的提升,時延降低50%。

    接下來我們會將SCM應用于整套存儲系統,建設一套全SCM的存儲。這個時候的性能,再一次提升30%,時延再一次降低50%,所以主存的閃存化需要SCM的加持,需要更低的時延。

    容災的閃存化也是我們的一個方向,原來的備份系統它是一個靜態的,不是隨時可用的系統,今天我們要將這套備份系統演變成生產中心,讓兩個數據中心達到雙活的效果,當然,第二個數據中心也需要一套高可靠的存儲,以達到當生產中心A故障的時候,馬上無感知的接管。

    熱數據全容災,我們還需要做溫數據熱備份,原來備份只能備份我們的核心業務數據,用戶不太關注備份的時間窗,因為數據量較小,往往在規定的時間內是可以完成的,但是今天我們的備份范圍已經從結構化數據到非結構化數據,備份的數據量從PB級到EB級,這個時候備份時間窗將成為一個重要的指標,如果在用戶規定的時間內,不能完成備份,那么將會對第二天的生產業務造成極大的影響。

    所以要建設一套高效的備份系統,讓備份時間從小時級變成分鐘級,以滿足我們EB級數據備份的需求,滿足非結構化數據備份的需求。

    那么高性能的備份當然需要高性能的介質,這樣的投資我們需要充分的發揮,所以我們讓備份的數據熱起來,讓備份的副本即時可用,讓它能夠應用于用戶的數據挖掘、開發測試等等,讓備份數據也熱起來。

    對于長久保存的數據,我們有三級存儲介質的解決方案,主存用電、備份用磁、歸檔用光,通過三級存儲介質的數據分層,達到長期數據保存的目的,當用戶需要的時候,我們可以從冷數據或者溫數據快速的將數據恢復到熱數據層,以達到訪問時間大大縮短、分鐘級訪問時間的目的。

    全場景的數據保護:保護數據更廣、業務響應更快、留存時間更久

    我們進行了一個加速,那么我們需要規劃更廣的保護對象,從生產核心,從結構化數據,到開發測試,到非結構化數據,有了更高效的備份系統,這些都已經可以實現。要讓備份的業務系統響應更快,所以要做雙活的容災,用戶有需求的時候,我們可以建立三個數據中心的容災,也可以建立災備上云的解決方案,備份的力度更加小,更加細粒,業務恢復的時間更短,即使是災備上云也可以做到5分鐘內在云內完成業務的恢復,所以對用戶的災備響應來說,他的響應會更快。

    基于電、磁、光三級架構的備份歸檔設計,我們讓數據的留存時間更久,留存可以達到30年到50年,整個歸檔時間段內可以做到防篡改、防病毒,是一個高安全的歸檔。

    全場景閃存化驅動全生命周期數據管理自動化,提升運維效率

    這樣的一個數據中心,它已經不單單是一套存儲系統了,已經覆蓋了從SAN到NAS,從主存到備份,從生產到數據保護,這么多的資源,如何做到管理自動化,是我們的建設目標。我們要根據客戶業務的負載進行評估,幫助客戶規劃更加匹配、更加性價比好的資源,既要滿足用戶的性能訴求,同時要做到投資最低。根據用戶的數據的安全重要性來制定他的保護策略。

    這些過程都是可以自動化的,都有編排的目錄可以隨用戶自動選擇;在運維過程中如果發現故障,能夠及時的發現并且分析最終定位,做到防患于未然,主動發現,主動維護。

    在資源使用的過程中,我們可以進行優化,進行變更,可以將浪費的資源回收,將積聚的資源發放給更重要的業務區。

    所以全場景的閃存化也在驅動我們做全生命周期的數據管理自動化,提升們數據中心的運維效率。

    全IP數據中心網絡,釋放閃存性能潛力,簡化運維管理

    這個運維效率當然也包括存儲局域網,原來的FC網和我們的以太網是兩張網絡,所以用戶的管理是兩套網絡的管理。隨著SSD介質的發展,我們發現FC網絡已經成為束縛系統端到端時延的一個瓶頸,所以需要更低時延的協議,滿足我們的需求。

    基于NVMe over RoCE協議,正好達到了簡化運維、提升性能、降低時延的效果。華為采用了增強型NOF網絡,與我們的交換機進行了強強聯合,不單單實現了成本的降低,實現了統一的管理,而且實現了比傳統專用網絡更高的性能,更好的易用性。

    可靠性也是不可忽略的,所以我們做到故障的秒切,做到網絡的即插即識別即用。

    華為OceanStor服務全球15000+客戶,遍及各大行業

    這樣的數據中心正在廣泛的被客戶采納。全球已經有超過1.5萬個NA客戶采用華為的存儲,我們也很欣喜地發現,已經有很多客戶開始部署全閃存的數據中心,比如同仁醫院等等。

    總結

    華為存儲引領綠色節能、高效可靠的全閃存數據中心。

    華為全閃存數據中心具有四大能力,全場景的閃存化、全場景的數據保護、全場景的自動化數據管理、以及高速的數據中心網絡。這一切都來自于持續創新,我們的目標是助力我們的客戶數字化、智能化的轉型,加快客戶的智能化轉型。

    好,我今天的分享就到此結束,謝謝大家。

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