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DAS存储未死,再次欲获重生

架构师技术联盟2020-03-30 11:41:08


      当我们回顾存储发展形态时,我们会想到DAS是最原始最基本的存储方式,在个人电脑、服务器等低端市场和场景上随处可见。存储的原始形态也来自于DAS,常见的用于连接DAS和主机系统的协议/标准主要 有ATA、SATA、eSATA、SCSI、SAS和FibreChannel等。


      那时,我们放弃DAS走向NAS、SAN和分布式,是因为DAS多用于4台以下服务器的存储直连,作为内置硬盘容量的扩充,DAS存储通过主机适配卡(如SCSI卡、SAS HBA卡、FC HBA卡)直接连接服务器,在灵活性和可靠性上具有很大的局限性,DAS存储通常不具有一些存储的高级功能,如快照、克隆、及容灾功能等。

      那么,为什么DAS如今在大数据、云计算和互联网时代又火起来了呢?

  • 软件定义存储的持续升温,服务器构建存储资源池带动DAS需求。

  • 数据量高速增长催生冷存储需求放量。

  • HPC、互联网+X86硬件需求,追求低成本和按需扩展性,历史原因也给DAS再次重生创造了机会。


DAS市场空间成倍增长

      从市场发货量来看,DAS发货容量逐年快速增长(2015年比20114倍增长)。DAS发货容量在ECB占比逐年拉升(从20117%逐年增长到2015年的14%)。


      DAS存储方案为用户提供提灵活可靠、弹性扩展、经济高效的企业级解决方案。凭借余架构设计、高密度架构设计、12Gbps SAS高速互联等技术,很好的满足了云计算、虚拟化、HPC、备份、归档等各种应用下的DAS需求。最大限度地扩展服务器存储容量,从而帮助用户应对不断增长的数据存储需求。

 

主流存储厂商DAS概况

      在主流存储厂商中,HP、DELL、IBM三家同时销售服务器的厂商有DAS产品,EMC、NetApp、HDS等厂商宣传比较少见。



      其中DELLHP DAS销售占比较高,DELL  DAS发货容量占比达39%,销售额占其ECB14%。但是目前DELL在销售界面有所管控,DELL官网标明DAS产品不支持网上下单,必须致电销售人员。


DAS架构介绍

      DAS产品我们俗称JBOD,只提供存储容量,不提供存储服务和协议,存储服务和协议由与之相连的服务器提供,如我们在HPC方案中常见的JBOD+ Server+ Lustre和GPFS方案,存储服务器由服务器和软件提供。DAS产品一般包含系统插框,硬盘模块、风扇模块、电源模块、级联模块和磁盘。

 


      在软件上,大多数DAS产品都支持独立自管理,客户可以像管理服务器一样管理DAS。 很多产品支持带内管理,同时满足Server带内管理DAS的客户,再组网上支持支持One Server DAS级联 ,也支持支持multi server failover DAS。


JBOD架构的改良 

      JBOD就是一堆堆磁盘,在link topology和control,power supply, cooling, disk faulure detection and isolation, environment monitoring, signal quality 等等存在限制。另外,FCJBOD还存在RAID 控制器间共享链路(FC-AL),隔离弱的劣势。与RAID比较,常见的JBOD只处理物理层和链路层,并不处理FCP和SCSI命令。


      另外,由于JBOD一般在使用中都包含多个磁盘,因此总的存储容量十分巨大,如果一个磁盘的故障就会造成整个设备的故障,可靠性也没有RAID技术高,所以在JBOD方案中,服务器常常会采用软件RAID保证可靠性。

      从主机端来看,采用软件RAID和JBOD的结合与硬件RAID在逻辑上没有任何区别,与硬件RAID相比,只是软件RAID会消耗一部分主机资源。


      为了改良JBOD,出现了SBOD( Switched Bunches of Disks)技术。很多芯片公司和厂商推出交换芯片和对应产品,通过芯片减小数据在FC-AL环的碰撞域,减小仲裁过程,类似交换机的方式实现点对点数据交换,避免了数据在Loop上中继传输。


主流DAS产品

      目前,Supermicro、AIC、Dell、HPE和Promise等厂商都提供DAS方案,Supermicro规格、性能等各方面看,明显高出其他厂商一筹,硬件规格普遍涵盖齐全(支持2U~5U,12~90盘位DAS产品)。


  • 高密DAS产品

      高密DAS支持的磁盘密度更高,Supermicro在4U的高度中可以支持90块3.5 inch的磁盘,并且采用SAS 3.0技术,提供12Gb/s的数据接口。


  • 普通DAS产品

      友商DAS均支持主流标准SES命令,支持带内管理,不支持带外管理。大部分厂商SAS和NL-SAS均支持,HP、DELL、Promise还支持SSD。


      DAS主要是给服务器提供容量,场景没有太大限制,存储数据服务和特性由服务器提供,但是HBA卡信息和服务器OS的版本需要兼容和支持,经统计,HBA最主流的供应商为LSI,其两款产品LSI 9300和LSI 9200,分别是当前市面存量最多的卡,另一款为最新主流发货的卡。


DAS在HPC的应用 

      DAS应该最广泛的场景在于HPC,如Dell, NetApp, DDN等,都提供服务器 SAS JBOD方案。

      以DELL方案为例,采用机架+SAS JBOD, IO节点可支持两台R710(主备)。当配置两个SAS HBA来扩大规模时,需要配置软RAID,  双机HA软件采用redhat组件实现高可用,方案简单易用,扩展性好,且成本低。

      DAS存储更多的依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等),数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁盘,但是可扩展性非常强,很好的满足HPC、互联网和其他新兴应用等场景下的存储要求。

 


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