存储选型与规划

存储选型与规划

发表人:tianweiping2008 | 发表时间: 2009年九月03日, 14:19

一、选型前准备

首先确认以下几点：

1、资金预算多少

2、快速响应优先还是高可靠性优先

3、如何评估存储的处理能力，是希望有更强的IO处理能力还是有更大的带宽

4、如何衡量存储的最终性价比

二、存储体系结构

1、低端存储

一般只有一个控制器，基本没有cache或者有很少的cache，所以整体响应速度慢，而且基本没有冗余，可靠性差，一般适用于可靠性要求不高的应用，或者用来做备份。

2、中端存储

一般采用双控，有较多的cache或链路，而且开始注意冗余，这个区间的存储，控制器是核心部分，如果有1个控制器坏掉，带来的性能降低会超过50%，因为损坏一个控制器后写cache会自动关闭，性能受到极大影响。

3、高端存储

一般采用多控，并采用以cache为核心的体系结构。多控的结构中，损坏其中某个控制器对整体性能影响比较小。

一般情况下，中端存储是性价比较高的可选产品，对于可靠性及响应要求极高的应用，会采用高端存储，比如银行、电信、移动等。

三、存储的cache技术

存储的cache无处不在，硬盘、存储、RAID卡都有cache，我们从cache写、cache读与cache设计说明：

1、cache写

在 cache写环境下，只要写到cache，存储就反馈为写完成，该过程是非常快的，通过写cache的镜像与电池保护，保证写到cache但还为写到磁盘 上的数据不丢失，该方式对于RAID5影响尤为明显，所以对于单控的存储，是无法开启cache写功能，对于双控上坏掉1个控制器的情况，也会自动关闭写 cache，所以性能会有很大影响。建议在任何情况下，都不要关闭cache写功能。

2、cache读

对于要读取的数据在cache中，我们称之为cache命中，否则为cache miss，cache读比磁盘读至少快5倍，所以对于高端存储，cache是核心部件，一般都有比较大的cache尺寸。cache读对于OLAP系统影响不大。

四、存储评估指标

存储评估指标有：iops、throughput、响应时间。一般来说，对于比较频繁的OLTP系统，更多考虑iops与响应时间，对于OLAP，一般考虑带宽

1、iops

决定iops因素：磁盘个数、cache命中率、阵列算法。

磁盘个数是决定iops最重要的因素，磁盘类型与iops关系如下：

10k rpm 15k rpm ata

100 150 50

上 述值为理论值，而且是没有包含cache命中部分，对于实际情况中，该理论值还会增加，但是对于我们预估存储iops时，不能按照理论值去算。比如：假定 cache命中率在实际业务中能达到20%，则对于15k rpm盘的理论iops为150/0.8=187.5。影响iops的另一个因素是阵列算法，如cache算法、寻道算法、预读算法

2、throughput(带宽)

吞吐量主要取决于：磁盘个数、光纤通道的数量和带宽、阵列构架

与iops一样，每个物理硬盘也有其最大支撑的流量大小，硬盘类型与最大流量的关系：

10k rpm 15k rpm ata

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

假 定有个阵列有100块15 rpm光纤盘，从带宽角度可以支撑最大为:100*13m/s=1300m/s，接着考虑光纤通道大小，对于1块2G的HBA卡，可以支持最多2048m /8=256m的实际流量，需要配置1300/256=5.07块HBA卡才可以满足要求。对于OLAP系统，一般会选择4G或更大的HBA卡。

3、响应时间

单 IO响应时间和iops的当前值、吞吐量大小及cache命中率都有密切关系。经验值表示：一个IO的响应时间在20ms以内，应用基本可以正常工作，做 为一个核心的高可用OLTP环境，最佳的单IO响应时间建议在10ms以内。如果应用是频繁的OLTP系统，应先考虑iops因素，选择合适的阵列算法， 配置较多且较快的磁盘及cache大小。如果是典型的OLAP系统，需要考虑存储系统带宽与存储的光纤通道带宽，配置适当的硬盘个数，这时一般不用考虑 cache大小。

五、最终选型决定

1、成本预算问题

2、响应速度与可靠性的选择

对于中端存储提供的响应速度，在相同磁盘数量下和高端存储差别不大，但是稳定性却比高端存储低很多

3、存储的评估指标

需要了解自己的业务，是偏重于IOPS的OLTP系统，还是偏重于带宽的OLAP系统。

4、存储的性价比

六、存储构架

在描述前，有几个名词需要熟悉一下：

1、前端口：主要是连接存储和主机，流行2G/4G。

2、后端口：主要是连接存储和磁盘，一般连接方式有环路方式和交换方式

3、控制器：中低端存储的核心部件，控制器包括自己的OS、CPU与内存，负责存储的运行与调度

4、cache：在中低端存储中，是包含在控制器中的，但在高端存储中，是以cache为核心，负责前端与后端的交互和通信。

5、 RAID：冗余磁盘阵列技术，通过对多个硬盘进行条带化处理，并通过数据镜像或者校验方式，将镜像数据或者是校验数据分布在多个磁盘。在一个磁盘损坏的时 候，因为数据镜像或校验还存在，所以不影响系统的正常运行。当更换新的磁盘时，可以通过镜像数据或者是校验数据来恢复这个盘的数据，回到最初状态，这个过 程叫rebuild。一般的RAID保护中，都放入一定的热备盘，当有盘损坏时，先rebuild到热备磁盘上，更换新的硬盘时，再rebuild到新的 盘上。