HitachiVSPGX00磁盘阵列设备产品说明.docx
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HitachiVSPGX00磁盘阵列设备产品说明
HitachiVirtualStoragePlatformGX00
HDS新一代模块化存储
日立数据系统有限公司
2020年4月
目 录
1.概述
企业需要不断致力于创新和发展，解决复杂的数据管理问题这一需求就变得空前重要。
各种规模的企业都受到数据增长、成本上升和复杂性增加的困扰，并且面临难以满足服务水平协议的问题。
当数据容量、应用和虚拟服务器环境正在迅速激增之时，预算却没有增加。
数据中心必须变得更加高效和简洁，以便有效应对这些挑战。
HDS的软件定义基础架构战略帮助客户应对和解决这些挑战，通过抽象化提供最大的基础架构弹性，通过广泛的数据访问性获得洞察力，通过自动化提供简化、自动的IT运维能力。
通过上述获得软件定义、业务导向的IT服务能力。
软件定义的操作系统能力决定了软件定义存储的功能、稳定性和扩展性。
企业需要的关键存储能力除了传统的可靠性、性能和扩展性这些基本要求之外，更需要灵活性、开放性、适应性和自主优化等关键特性，来帮助企业在激烈的竞争中获得有力的支撑；这些要求不仅适用于企业内的高端存储平台，对模块化甚至入门级存储平台也有相同的要求。
今天HDS将业界一流的企业级软件定义存储、先进的全局存储虚拟化和高效、可扩展的高性能硬件架构完美结合于一体，从而实现持续运行、自助式及策略驱动管理和灵敏的IT，以满足当今新型云计算应用的需求。
配置了HitachiStorageVirtualizationOperatingSystem（SVOS）的HitachiVirtualStoragePlatformGX00系列（VSPGX00系列）是HDS的新一代企业级存储。
VSPGX00系列重新定义了关键任务存储虚拟化，并且重新设定了客户对数据中心的期望值。
VSPGx00系列包括定位于中端的G200，企业入门级的G400/600以及企业级的G800四个型号，与业界最高端的G1000组成完整的产品系列。
产品的定位差异仅表现在硬件扩展性的差异，其功能性上完全相同，并且保持完全的兼容性和良好的软件互通性。
VSPGX00系列产品亮点
∙软件定义基础架构（SDI）：
HDS高端存储的SVOS操作系统被成功应用于全线存储产品中，所有运行SVOS的平台系列统称为VSP，SVOS具备的多租户、存储虚拟化、双活中心、基于硬件的容灾、数据安全、统一存储等特性，这些先进的功能适用于HDS所有存储平台。
未来HDS将SVOS的认证扩展至更多的通用硬件平台，实现更加广泛的软件定义能力。
∙全系列存储虚拟化（UniversalVolumeManager）能够帮助客户构建统一管理、统一调度、统一分配的存储资源池，虚拟化后对前端业务系统实现统一的存储视图，完全屏蔽后端异构存储复杂度。
VSPGX00系列支持所有支持标准FC协议的第三方存储，支持多达64PB容量。
虚拟化后的存储池功能达到与VSP系列相同的业界最高水准。
∙不停机迁移（NDM）功能可以在HDS存储系统（包括被虚拟化的第三方存储系统）之间移动、复制和迁移数据，同时保证应用访问以及本地和远程复制关系的连续性。
实现业务无感知的平台迁移。
∙集成活动镜像（GAD）可以对相距达100公里的双活卷进行预配置和管理，从而实现系统之间和跨站点间的卷可延伸性。
GAD方案实现了存储故障或数据中心级故障下的业务连续性，也就是RPO=0和RTO=0的最高业务等级。
同时GAD方案实现了业务、应用在数据中心间的无缝迁移和灵活调配，实现资源利用率的最大化。
∙全系列的硬件同步/异步容灾，VSPGX00系列不仅支持全系列的同步/异步容灾，而且支持与HUSVM和VSPG1000之间的同步、异步容灾,实现更高的业务连续性和数据安全性。
∙企业级统一存储允许管理员对跨越所有虚拟化内部和外部存储池的大型存储池进行集中管理，无论是为SAN、NAS还是对象存储而部署。
HitachiCommandSuite（HCS）提供了通用管理框架，可以提供块、文件和对象用户的统一仪表板视图。
使用HCS的企业可以通过整合管理将其运营支出降低20%到40%。
∙全线支持HitachiAcceleratedFlash（FMD）存储采用获得专利的数据中心级设计和机架优化的外型尺寸，单系统最大支持超过1800TB的全闪存容量。
它可以支持每个单个磁盘每秒100,000次8KBI/O的可持续性能，且具有始终如一的快速响应速度。
∙日立基础架构管理平台（HID）：
采用HitachiInfrastructureDirector可以提高IT团队的生产力，它可以提供策略驱动的自动化统一管理功能，包括物理存储和虚拟存储机创建、预配置、迁移、优化和报告等。
∙异构工作负载整合：
利用先进的多租户功能和服务质量管理可以提高虚拟机密度。
同时，通过横向扩展以涵盖多供应商物理控制柜可以延伸资源池化功能。
VSPGX00系列的硬件架构继承了HDS企业级产品一贯的100%可靠性、高性能以及无瓶颈的整体优化设计。
其硬件创新包括：
∙HDS第8代基于PCI-E3.0的交换总线架构。
∙双向FC/iSCSI端口支持，传统的端口只能设置为接收或发送数据端，在VSPGX00系列中，光纤或iSCSI端口能够同时工作在接收和发送数据模式，这样不经能够大幅度提升端口利用率、降低端口消耗，而且能够有效帮助客户节省带宽资源和网络资源的消耗成本；
∙无与伦比的多平台连接性，广泛的支持8GB/16GBFC通道，10GBiSCSI光纤和铜缆的主机连接协议。
∙12Gbps的后端SAS3.0总线提供强大的后端吞吐能力；
∙最新提供的高密度磁盘柜在4U空间中容纳60个LFF或SFF驱动器或240TB的容量，提供业界领先的存储密度。
∙灵活的数据中心布置可以允许主控制柜机箱（和连接的驱动器机箱）与二级控制柜机箱之间的安装距离达到50米。
这种功能可以充分利用数据中心的空间，并有效降低机房的承重和散热热点。
2.
VSPGX00系列技术的技术优势
2.1永续运行
当今的企业需要，对于业务连续性的要求越来越高，要求7x24小时在线，而存储设备，不管是中端存储还是高端存储，都有一个生命周期，通常是3-5年时间，在产品生命周期到了之后，设备要面临着更新换代，如何避免替换、更新设备而导致的业务中断，如何简化设备替换流程和缩短实施周期，是摆在IT部门的一个极大的挑战。
实现零恢复点（RPO=0）和零恢复时间目标（RTO=0）是一个全新的云计算应用需求。
消除维护窗口可以最大限度提高生产力。
由业务驱动的不停机迁移和多数据中心解决方案可以确保在维护数据访问以及本地和远程复制处理的同时，实施必要的变更或技术更新。
通过VSPGx00具有的GAD全局存储虚拟化功能，存储真正成为了一个虚拟设备，不再依赖于具体的物理设备，类似于服务器的虚拟化一样，成为了一个存储资源池；在存储物理设备更新换代的过程中，虚拟的存储设备永远在线，业务永远在线。
VSPGx00具有的永续运行的特点，是针对上一代高端存储VSP的增强。
通过VSPGx00的永续运行功能，客户可以实现在产品的整个生命周期，以及生命周期结束之后，产品更新换代的过程中，均保证7x24小时的永续运行，保证业务不受存储更新换代的影响。
2.2高度灵活的基础架构
VSPGx00具有多维的扩展能力，不仅具有传统的纵向扩展，还能够纵深扩展、集群扩展。
此外，VSPGx00还可以扩展FMD超高性能闪存磁盘，以及NAS功能扩展。
没有任何一种其他企业级存储产品能够在单一平台中同时支持这多种扩展特性。
●纵向扩展（ScaleUP）–在单一存储单元中动态添加计算资源、连接和容量，满足不断增长的需求，从而使开放环境获得最佳性能。
纵向扩展ScaleUP示意图
●纵深扩展（ScaleDeep）–通过对新的以及现有的外部存储系统进行动态虚拟化，扩大存储价值，并将先进功能扩展至多供应商存储环境。
提供了存储架构深层次的扩展，将需求量不大的数据移至外部存储层，优化第1层资源的可用性，实现数据的分层存储，同时简化对外部存储的管理，对现有生产设备实现利旧。
纵深扩展ScaleDeep示意图
●集群扩展（ScaleCluster）:
通过VSPGx00的集群扩展功能，可将2台VSPGx00通过GAD功能扩展，这两台VSPGx00虽然物理上是独立的两台设备，但从主机层面看起来，就是同一台设备，任何一台设备的故障，对主机业务无任何影响，实现RTO和RPO均为0.
另外，VSPGx00还可实现FMD超性能闪存盘的扩展，
当前市场上的闪存主要如下使用：
将闪存存储作为一个单独的设备加入SAN，包括大部分新兴闪存设备供应商的产品，这样的存储的功能简单，无法满足企业级的功能要求，且引入新的设备必然增加管理节点，同时这些全闪存产品不具备闪存和机械磁盘无缝融合的能力，用户要手工将非热点数据迁移至低成本介质，维护成本高。
其次是将闪存作为存储二级Cache，这种方案因为与存储cache的协同和调用机制的不同，闪存利用率通常低于10%，导致资源浪费；
另外是采用服务器Flash卡，这种方案的优势在于性能高、延迟低，但是因为卡插在服务器扩展槽内，无法在集群环境中保证数据一致，因此使用场景仅限于HPC、Web2.0、VDI等少数环境中，在大规模数据库、数据仓库中难以有效部署。
在现有的企业级存储中使用SSD，目前所有厂商都有支持，但是现有存储平台未对闪存技术优化，所以不能支持大容量闪存部署，且普通SSD盘在性能、可靠性和成本方面均有不足。
HDS的方式是在存储中加入高性能的闪存磁盘，不需要更改应用部署方式、不需要在功能上取舍即可获得全闪存的全部好处。
采用HDS的超高性能闪存盘具有如下优点：
专利的闪存控制器:
拥有145项专利技术的闪存控制器，是HDS闪存硬件技术的核心
对比SSD中使用的单核控制器，该控制器提供5倍的性能、4倍的系统带宽、持续的写性能、两倍以上的寿命以及更低的成本。
容量和存储密度，具有更高的性价比，单块FMD闪存盘容量为1.6T或3.2T。
此外，VSPGx00也支持机柜的灵活摆放。
VSPGx00既可以安装在HDS配置的原厂机柜中，也可安装在19寸标准机柜中（HDS提供对第三方标准机柜的要求）。
此外，由于数据中心设备占地空间日渐紧张，传统存储扩容时，通常要求扩容的机柜要尽量紧挨在一起摆放，这就需要一个连续的空间；VSPGx00支持机柜分开摆放，即不同的机柜可放置在同一个机房的不同位置，甚至可分布在不同的机房，但仍为同一台设备。
存储控制器与磁盘扩展柜的线缆最大可允许的安装距离达到50米，这样就给数据中心设备摆放提供了极大的灵活性。
HitachiCommandSuite是一款集成软件管理套件，具有先进的数据和存储管理功能，可以在一个通用管理框架下精简和集中所有管理操作。
包括管理SAN、管理NAS以及管理VSPGx00虚拟化后的第三方存储。
HCS涵盖了所有关键功能管理领域，例如配置、性能、分析移动性和复制等，可以简化所有管理任务，同时促进实现未来的自动化功能。
HCS可以改进所有HDS存储环境的管理、运行、预配置、性能和故障恢复能力。
通过实施高效的虚拟化存储和服务器管理实践，企业只需少量人力资源即可有效地管理其IT基础架构，同时为未来增长构建可持续的坚实基础。
HCS与VSPGx00相结合可以将易用性、工作流、可扩展性和集成能力提升至全新水平，实现具有突破性意义的效率，同时能够帮助IT部门充分利用领先的HDS全局存储虚拟化技术。
此外，可通过HitachiDynamicTiering（HDT）软件，进行自动化的数据和文件分层，可以管理内部和外部数据，包括多供应商数据。
HDT的资源池可以在正确的时间将正确的数据放置在正确的位置，并且可以高效利用高性能闪存存储。
而通过HDT扩展的HitachiReal-TimeTiering（HRT）高级功能，可以针对突发性I/O压力高峰，快速将“热”数据迁移至闪存介质（SSD或FMD），以提高HDT对于瞬间I/O高峰的读写响应速度。
HitachiTieredStorageManger利用标准和定制的策略和配置文件来控制HDT的自动化行为。
智能文件分层和自动化迁移功能可以实现动态的、基于策略的分级存储管理。
软件可以自动进行数据放置，从而提高性能并降低成本。
它还可以简化运行，降低成本并高效利用闪存，即使在采用较大的磁盘时也可获得较出色的性能。
2.4统一存储
PB级规模的文件共享挑战
企业都在寻找更好的方式，处理不断增长的海量文件数据和应用程序，无论它们是人为生成还是机器生成。
不断上升的成本、实施数据保护的复杂性以及满足服务水平协议要求面临的困难，都是企业通向成功的障碍。
尽管数据容量、应用多样性和虚拟服务器环境都在迅猛增长，但预算却维持不变。
数据中心必须具有更高的效率、成本收益和可靠性，才能成功应对这些挑战。
在如今的环境下，企业需要高效、高度可扩展和高性能的存储系统，同时降低总体拥有成本。
根据IDC的统计数据，非结构化数据将是未来几年最主要的数据增长来源，年均增长量从2010年的16.4EB到2015年的79.8EB（1EB=1000PB）。
届时非结构化数据在数据总量中占比77%。
相对而言，结构化数据的增长速度仅为非结构化数据的50%，所以非结构化数据将成为数据调整增长的发动机。
数据中心转向通用的统一存储平台来寻求解决方案成为最佳选择。
业务优势
HDS统一存储系统可以提供高性能，高空间利用率和优异的经济性。
当您的文件共享需求增长时，HDS统一存储系列产品将会根据您的业务和技术需求进行扩展，从而提高生产力，推动收入增长，改善质量，并且加快投产时间。
HDS统一存储采用硬件加速的混合内核架构，能够高效整合多种应用，满足企业级存储需求，简化企业存储管理工作，同时不会降低性能和可扩展能力。
与此同时，多级别的虚拟化克服了大规模文件系统管理的复杂性，并且可以支持常用的商业应用程序，尤其是在VMware和Citrix环境之中。
特点
HDS统一存储借助新一代存储VSPGx00与HNAS4000系列文件服务引擎的强强联合，为统一存储树立了新标杆。
使用了兼容各项标准的对象文件系统，具有丰富的特性、可靠性和极大的灵活性。
主要特点包括：
■实现了VSPGx00和最大可扩展至八节点的HNAS4000文件服务引擎的高度集成，提供了优异的性能和高可扩展性。
■在SAN存储虚拟化的基础上，进一步提供了NAS存储的虚拟化能力，进而实现了统一存储的全面虚拟化，进一步巩固了HDS在存储虚拟化领域的领先地位。
■基于硬件加速网络协议单节点支持高达2GB/秒的负载吞吐量，以及每节点超过140,000次IOPS。
■具有可扩展性，可支持高达32PB的可用容量，256TB的文件系统池，达到最大可用容量的大型单一命名空间，以及多达数万个并行用户。
■重复数据删除采用硬件加速SHA-256计算引擎，可以提供高性能，并且能够节省高达90%的容量，重复数据删除自动调节功能可以在较高的文件共享工作负载下，最小的性能影响。
■智能文件分层和自动迁移支持基于动态策略的分级存储管理（HSM）。
■先进的企业级虚拟化框架可以提供自动精简预配置和虚拟服务器功能。
■并行支持NFS、SMB、光纤通道和iSCSI，消除存储孤岛。
■提供无限制的文件克隆，支持可写快照，同时高效利用容量。
■基于对象的WAN远程复制。
■HitachiContentPlatform支持在线归档、重复数据删除和内容感知的压缩，它是我们云基础架构服务的基础。
2.5无中断数据迁移
根据Gartner的统计信息，平均三分之二的企业IT预算用于维持现有的IT基础架构的运行，所以加速创新来减少运维成本对保持企业竞争力具有重要作用，CIO们为此面临着巨大压力。
由于数据持续的增长，IT部门不断地在处理与变更相关的需求，包括存储扩容，存储集中，存储整合，设备更新换代，满足互操作性要求等等。
在IT设备平均四到五年的生命周期中，数据迁移将会多次发生。
数据迁移带来的挑战
■迁移项目开销通常是企业设备采购成本的两倍，以平均四年的设备使用寿命计算，每年的迁移项目开销为设备采购成本的50%左右
■企业存储数据迁移开销可能达到每TB一点五万美元
■数据迁移过程平均每台服务器需要四到六小时，其中70%的时间用于规划，30%用于执行
■迁移过程通常需要停机窗口，还包括存储网络重新配置以及服务器重新启动等
■企业在数据迁移期间最担心的两个问题是迁移过程超时影响业务，以及相关的费用超过了预算，而导致超时及超预算的主要原因是人员经验不足
HDS解决之道
借助HDS无中断数据迁移（NDM），用户将告别停机窗口。
无中断数据迁移的技术核心是在HDS新一代存储系统VSPGx00中引入了虚拟存储的概念（vDKC）。
虚拟存储实际上是物理存储中的一组逻辑资源，虚拟存储的信息包括了虚拟的设备序列号、WWN、SSID，以及数据卷LDEV地址信息，由于源存储及目标存储中的虚拟存储使用了完全相同的信息，因此，服务器不会察觉到所使用的资源实际上是分布在不同的存储设备中。
借助虚拟存储的概念，数据源存储设备的ID被完整地复制到数据目标存储设备上，而服务器无法察觉存储设备物理身份的变化，这一过程对任何操作系统、虚拟机监控程序，服务器、服务器的路径管理软件，服务器集群软件以及存储网络连接等都是透明的。
不仅如此，NDM相比同类产品对源数据卷的不同类别支持具有局限性问题，比如：
数据迁移不支持数据克隆卷、数据快照卷、远程复制卷等等，NDM可以支持将具有复制关系的数据卷进行完整迁移，迁移后复制关系得到保留，用户无须因为数据迁移而不得不重新建立数据复制关系，而且重新完成数据的初始复制，从而能够满足多样的存储环境，大幅压缩迁移所消耗的时间。
在大型企业中，一台服务器通常连接多台存储设备，NDM帮助客户实现了迁移过程的无中断和简化，相对业内用于数据迁移的平均人力开销和费用，可大幅节省90%甚至更多。
比较优势
HDSNDM
存储虚拟化
复制技术
基于服务器方式
停机窗口
无
<30分钟
2到3小时
2小时（2次中断）
停机次数
无
1
2
2
服务器性能影响
无
无
无
高
服务器集群支持
是
否
是
是
技术投入
中
高
高
低
结论
数据迁移在数据中心里是高概率任务，不仅需要投入相当的资源，而且伴随着不小的风险，实际上IT部门可以参考最佳实践经验并借助创新技术来减少投入、降低风险。
HDSNDM就是这样的创新技术，用来帮助客户实现目标、保持竞争力。
2.6VSPGx00水平扩展的基础架构
VSPGx00创造性地将虚机的概念引入存储，在一台物理存储内允许用户按照业务和应用的要求定义多个VirtualStorageMachine（VSM）,VSM与一台存储类似，具备自己的存储ID，设备序列号和端口WWN，通过VSM的定义，能够有效提高存储资源利用率，并实现最大的架构、业务的灵活性。
VSPGx00通过VSM实现了GAD功能，GAD（Global-ActiveDevice）是利用VSP的虚拟控制器功能来实现VSPGx00的水平扩展和设备双活（业务全部在线）。
如上图所示，主机识别LUN是通过控制器ID来识别，VDKC是VSPGx00上虚拟出来的一个虚拟控制器，它可以将多台存储底层的物理控制器虚拟成一个控制器，这样主机通过虚拟控制器访问后端磁盘资源时始终和一个控制器ID交互，无论后台存储如何变化，主机都不会有感知，从而实现了业务永远在线，双活等特性。
如上图所示，GAD能实现双活数据中心，应用数据在两端同时写入2台存储，另外还需要一个quorum设备做仲裁判断，仲裁盘可以是VSPGx00内部磁盘，也可以是通过VSPGx00虚拟化的外部磁盘。
部署后应用层面有cluster进行高可靠连续性保护，数据层面有GAD进行高可靠连续性保护。
双活数据中心在数据读取时可以分开读取，即本地主机读取本地存储数据，降低延时，提升应用响应速度。
3.VSPGx00软件包
3.1SVOS（存储虚拟化操作系统含UVM存储虚拟化软件）
SVOS基本操作系统
基本操作系统包含HitachiDeviceManager（设备管理），HitachiDynamicProvisioning（精简供应），HitachiDynamicLinkManagerAdvanced（多路径管理，无限并且包含VMware），HitachiInfrastructureDirecotr（webGUI管理），VirtualPartitionManager（虚拟分区管理）,ResourcePartitionManager（资源分区管理）,HitachiUniversalVolumeManager（存储虚拟化）。
HitachiStorageVirtualizationOperatingSystem软件可统一并简化存储任务，从而优化运行效率和存储资源利用率。
StorageVirtualizationOperatingSystem是一套适用于所有日立存储系统的通用管理工具，可提供以前日立软件提供的各种特性：
DeviceManager、DynamicLinkManagerAdvanced、InfrastructureDirecotr和ResourceManager实用程序包。
它包括HitachiDynamicProvisioning软件，以增加对自动精简预配置的支持，从而提高管理能力、性能和容量利用率。
StorageVirtualizationOperatingSystem的主界面是HitachiInfrastructureDirector软件，它提供了直观易用的图形用户界面，可以集中管理VSPGx00系统。
HitachiInfrastructureDirector主界面示意图
这款软件还包含完整的命令行界面（CLI）,利用DeviceManager软件，StorageVirtualizationOperatingSystem可提供用户视图、逻辑视图、物理视图和主机管理视图，以便对主存储和二级存储进行预配置并实现存储池统一管理。
它还可以对磁盘、端口和管理员进行多级安全管理，其报告功能可根据服务器或应用或实际存储类别利用率进行容量分析。
●DeviceManager为所有日立物理和虚拟存储系统提供了单一管理点，可作为集成其他系统的接口。
●DynamicProvisioning提供自动精简预配置，以便简化预配置操作、自动优化性能并节省存储空间。
●DynamicLinkManagerAdvanced通过集中管理提供先进的SAN多径配置。
●StorageNavigator支持存储系统维护功能。
●PerformanceMonitor提供直观图形界面，帮助规划性能配置、平衡工作负载、分析和优化存储系统性能。
●ResourcePartitioning支持VirtualStorageMachine管理。
●基于存储系统的实用程序包括：
LUNManager/LUNExpansion,Vi
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