我国信创产业的发展要求在IT的基础设施层包括计算、存储、网络实现全面自主可控,选择高性能、高适应性、高安全性的信创存储解决方案成为企业信息化的重要课题。

传统的企业级外置存储系统,以FC-SAN网络和集中式全闪存储设备作为主要组件,给业务系统提供了高性能、高可靠性、低延时的存储能力。尽管在存储领域的国产替代取得了很大的进度,传统的企业级外置存储系统在信创适配上依然存在一些重要挑战:

(1)对国产处理器芯片的适配:传统存储阵列由于其软硬一体化设计的架构,其控制器及相关软件适配国产处理器芯片需要较长的时间周期,在性能优化和可靠性保障上面都存在较大的挑战。比如某型号的国产全闪阵列存储,其采用国产芯片的型号与采用Intel芯片的型号,性能下降的幅度非常大。

(2)存储网络的全国产化:传统SAN, AFA存储系统的主流协议接口是FC, 然而FC交换机以及FC卡因专利垄断等原因,没有国产化产品,100%依赖于国外厂商的设备。

(3)运维管理:自动化运维管理能力缺失,采用满足信创要求的创新软硬件的存储设备,故障率相对较高,运维量将显著增加,运维人员缺少经验并且缺少成熟的运维工具,大量采用人工运维难度较高。

(4)与云计算平台对接困难:在信创建设的过程中,企业普遍采用国产基础软硬件来建设云平台,通用云计算的方式来提升资源的利用率和自动化运维能力。而传统存储设备的自动化接口能力,可扩展性,可配置性很不足,很难接入信创云计算平台。

除了集中式存储阵列产品外,现有的SDS,分布式存储系统在信创适配上也面临许多挑战:

(1)IO路径长,性能低,时延大,稳定性差,无法替换国外厂商的集中式存储阵列产品,无法满足存储信创的要求;

(2)大部分商用SDS产品本质是基于国外的开源SDS存储软件构建,对于关键核心代码并没有完全自主掌握,可演进性差;

(3)由于代码自主掌控能力差,在适配国产处理器芯片和国产操作系统时难以达到理想效果。

华瑞指数云:全自研信创存储解决方案

华瑞指数云提出了SDS 2.0的全新架构和标准,重新设计了全新一代的分布式SDS的系统架构,在复杂的分布式系统环境中,实现了只需10us级复制时延的分布式复制状态机来保障强一致性和支持极速的故障恢复,系统可靠性大幅度增强,实现业务无感的故障切换,自愈及数据重建。通过颠覆传统的全新IO处理模型,创新的可靠性工程,解决了传统分布式系统软件IO路径长,时延大,稳定性差等主要缺陷,性能表现卓越,能够充分的压榨出新一代高速硬件比如NVMe SSD, SCM SSD, RoCE网络等的极限性能,基于SDS2.0软件+普通服务器的组合,就可以达到基于专属硬件设计,集中式架构的高端全闪阵列的性能和时延水准。

华瑞指数云SDS2.0产品是分布式架构的系统软件,不依赖于任何专属硬件,天然与各类国产信创硬件和国产操作系统具有很好,很灵活的适配度,还能够针对国产信创软硬件进行有针对性的优化,可以灵活选择国产的服务器硬件;在存储协议上,采用端到端的NVMe协议,支持NVMe over RoCEv2,去除了对FC协议硬件的依赖;架构上面既能满足传统IT架构的使用要求,又能与云计算,云原生环境能够天然融合,支持海量数据高并发访问场景,因此,华瑞指数云可以给各行业企业提供采用创新系统架构,完全满足国产化要求的信创存储解决方案。

目前华瑞指数云的SDS 2.0产品已经全面融入信创软硬件生态,完成了与鲲鹏,海光,飞腾等国产CPU, 统信,麒麟,OpenEuler等国产操作系统,达梦等国产数据库,大普微电子等国产SSD介质等的兼容性互认证。同时基于SDS与硬件解耦的优势,可以很方便的针对不同类型的国产硬件做适配调优,发挥出硬件的极限性能。

以创新的下一代产品实现真正可用可靠的信创存储

华瑞指数云基于其下一代分布式SDS2.0软件,结合全国产的服务器硬件,为政企客户打造软硬件完全国产化的分布式存储系统,以创新的分布式软件形态实现对依赖于国外技术的传统存储阵列的替代!更值得一提的是,华瑞指数云的SDS2.0软件并不是仅仅做国外集中式存储阵列的平行替代品,而是在容量水平扩展,性能线性扩展,与云原生环境的天然融合,处理海量数据高并发高吞吐场景,元数据统一管理,TCO等许多方面还具备技术架构和演进上的绝对优势,在企业IT全面云化和AI化的时代,将给企业提供一个面向未来的存储架构新选择。

极速性能体验

通过颠覆传统的全新IO处理模型,创新的可靠性工程,解决了传统分布式系统软件IO路径长,时延大,稳定性差等主要缺陷,性能表现卓越,能够充分的压榨出新一代高速硬件比如NVMe SSD, RoCE网络等的极限性能,相比市场常见的SDS产品,在相同的硬件环境上达到10至30多倍的IOPS提升及时延的90%缩短。基于SDS2.0软件+普通服务器的组合,就可以达到基于专属硬件设计,集中式架构的高端全闪阵列的性能和时延水准;

国产CPU优化

整体IO架构采用多个单线程的无锁数据通道,每个无锁数据通道绑定1个CPU核,IO通过sharding方式分散到多个无锁数据通道中进行处理,针对部分国产CPU单核性能弱的问题,会自动配置更多的无锁数据通道来利用更多的CPU核,提升IO并行度,保证系统的总体性能水平。

针对部分国产CPU跨NUMA访问性能下降幅度大的问题,采用了专门的NUMA-aware优化手段,针对每一个单线程的无锁数据通道,都会把其关联的网卡,大页内存,线程等都绑定到相同的NUMA node上,这时绝大部分的内存访问都是在单线程内部,并且是在相同的NUMA node内部,能够大幅度提升国产CPU环境上的性能表现,并且还保证了性能的平稳性。

多级持久可靠

采用无单点故障,可以故障容错和自愈的分布式系统架构,通过10us级复制时延的极速分布式协议复制状态机来保障强一致性和极速的故障恢复,实现业务无感的故障切换,自愈及数据重建;

提供强大的硬件亚健康检测检测和处理机制,可监控硬盘坏道/坏块、慢盘/慢 IO 等硬盘亚健康状态,可监控网卡降速、丢包、抖动等网络亚健康状态,可监控服务器 CPU 降速、内存反复纠错等系统服务亚健康,对亚健康资源采取隔离处理,通过一系列创新的可靠性工程,实现系统可靠性大幅度,提供生产级就绪的可靠性,可交付性,可维护性;

企业级生产就绪

支持卷在线扩容、自动精简配置、无损快照、卷克隆、跨站点双活、异步复制、数据压缩等企业级高级功能特性,满足企业各种复杂场景对数据保护、资源优化配置的要求。

水平线性扩展

采用全分布式架构设计,容量和性能都具备大规模的水平扩展能力。无需中断用户业务,整集群支持从 3 台常规机架服务器扩展至4096台,彻底摆脱传统 SAN 存储控制器的瓶颈问题。系统 IOPS 可随着服务器规模的增加保持近线性增长,集群 IOPS可以轻松达到数千万乃至上亿,同时保持稳定的微秒级时延;

云原生环境就绪

采用微服务软件体系结构,将各个系统各模块组件隔离为微服务,并封装在容器环境中,从而提高系统的容错能力、扩展能力和安全性。基于微服务的形态使得系统各模块组件可单独升级,快速交付增强服务能力,基于容器的封装完美适配云原生环境,可敏捷的在云、数据中心和边缘任意位置轻松数秒内发放数据存储服务,同时保持运维管理的一致体验;

开放兼容生态

与私有云平台,容器云平台,传统虚拟化软件,数据库软件,大数据计算引擎,AI训练框架,主流版本的操作系统等主要的企业IT基础平台都可以基于标准协议进行无缝对接,配合使用,支持存算分离的部署形态,同时又支持与这些基础平台软件在相同的物理服务器上融合部署;硬件兼容性层面,华瑞指数云SDS 2.0产品支持不同品牌、不同代次,不同CPU架构的服务器,不同品牌,不同类型的硬盘介质,但又不依赖于任何特定硬件,让用户避免被特定硬件锁定。

目前华瑞指数云的SDS产品已经在金融、教育、运营商、医疗、能源、交通、制造等行业获得了大批客户的规模化商用部署,在生产环境中稳定可靠运行。在信创推进速度较快的金融行业,华瑞指数云更是打开了局面。金融企业在构建金融信创云的过程中,发现在其私有云平台中使用传统的软件定义存储/分布式存储产品构建的存储资源池无法满足金融行业各类数据库业务的高频访问和低时延的要求,而华瑞指数云SDS 2.0产品完美补齐了金融企业基于国产信创软硬件构建统一的云化架构的最后一块拼图,使得软件定义存储不仅能够支持海量数据持续增长对大容量可扩展高并发高吞吐的要求,还能满足关键业务,核心业务对极致性能和低时延的要求,达到金融信创云对运行于各类传统IT架构上的工作负载进行完全收编的目标。

在未来的信息技术行业的国产替代中,华瑞指数云将持续发力,不满足于提供同质化的替代,而是基于创新的下一代产品进行颠覆性的换代,夯实信创产业发展底座,为信创产业注入新动能和面向未来的想象空间,实现生态共赢。