聯(lián)想超融合存儲系統(tǒng)是一款自主研發(fā)，面向?qū)ο蟮姆植际酱鎯ο到y(tǒng)。通過將所有硬盤池化管理，大幅度的提高并發(fā)I/O；采用虛擬存儲控制器，更加靈活智能的管理；利用無單點原則，水平擴(kuò)展的分布式架構(gòu)，構(gòu)建了一個高性能、易擴(kuò)展、高可靠的超融合存儲系統(tǒng)。

分層持久存儲

超融合是指在同一套單元設(shè)備（x86服務(wù)器）中不僅僅具備計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲和服務(wù)器虛擬化等資源和技術(shù)，而且還包括云管理軟件，數(shù)據(jù)重構(gòu)，多副本，快照技術(shù)等元素，而多節(jié)點可以通過網(wǎng)絡(luò)聚合起來，實現(xiàn)模塊化的無縫橫向擴(kuò)展，形成統(tǒng)一的資源池。與傳統(tǒng)存儲方案相比，超融合存儲彌補(bǔ)了傳統(tǒng)存儲橫向擴(kuò)展能力不足的問題。

眾所周知，相較于傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤，SSD 具有很好的彈性，并提供對數(shù)據(jù)的快速訪問，但其擁有寫入次數(shù)限制。結(jié)合兩者的優(yōu)缺點，聯(lián)想超融合存儲系統(tǒng)采取SSD+HDD的混合存儲方式，將所有物理服務(wù)器上的硬盤組成一個存儲資源池。其中所有機(jī)械硬盤組成存儲容量層，SSD閃存盤組成存儲性能層，兩者一起構(gòu)建了分層持久存儲。（TPC：Tiered Persistence Store）

聯(lián)想超融合存儲把混合存儲成本效益最大化，最大限度地提高性能。LHS從數(shù)據(jù)中分離出元數(shù)據(jù)，為實際的數(shù)據(jù)提供關(guān)鍵信息，并將元數(shù)據(jù)存儲在高性能設(shè)備中（SSD），這種方式大大加速了元數(shù)據(jù)的讀取和寫入操作。

SSD存儲了一些關(guān)鍵的組件，包括：LHS Home（VSC虛擬存儲控制器核心）、Metadata（元數(shù)據(jù)）、OpLog（寫緩存）、Cache（緩存）和Persistence Store（持久存儲）。下圖展示了SSD的存儲分解：

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HDD只作用于持久存儲，分解更簡單：

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數(shù)據(jù)分片存儲

聯(lián)想超融合系統(tǒng)利用分片機(jī)制來解決單個服務(wù)器不能滿足的大量數(shù)據(jù)存儲和大吞吐量的系統(tǒng)讀寫等問題。分片是一種水平擴(kuò)展方式，把一個大的數(shù)據(jù)集分散到多個服務(wù)器上，所有的服務(wù)器將組成一個邏輯上的數(shù)據(jù)庫來存儲這個大的數(shù)據(jù)集。分片對用戶是透明的。

數(shù)據(jù)從虛擬機(jī)的文件系統(tǒng)寫入物理存儲設(shè)備時，分片機(jī)制會涉及到如下概念：block、object。block?是一塊磁盤當(dāng)中最小的單位，其大小取決于不同的操作系統(tǒng)。一個object由n個連續(xù)的block組成,并被保存在磁盤上。

下圖展示了文件寫入物理存儲設(shè)備時各部分的組成關(guān)系：

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如上圖，虛擬機(jī)上的文件系統(tǒng)寫入物理存儲設(shè)備時，文件被磁盤的最小單位block所劃分，n個連續(xù)的block又組成一個object，并直接存入磁盤。

數(shù)據(jù)多副本機(jī)制

聯(lián)想超融合存儲使用復(fù)制因子（RF：Replication Factor）來保證當(dāng)節(jié)點或硬盤失效時，數(shù)據(jù)的冗余度和可用性。當(dāng)數(shù)據(jù)寫入本地TPS時，數(shù)據(jù)被同步復(fù)制到另1個或者2個節(jié)點（取決于RF設(shè)置），當(dāng)這個操作完成后，此處寫操作才被確認(rèn)（Ack），以此來保證數(shù)據(jù)至少存在于2個或3個獨(dú)立的節(jié)點上，保證數(shù)據(jù)的冗余度。

多副本機(jī)制

在同一集群中可以為不同的工作負(fù)載配置不同的容錯等級（RF1/2/3…）。當(dāng)RF=1時，表示系統(tǒng)中僅有1個副本，則系統(tǒng)不能承受任何節(jié)點或硬盤故障；當(dāng)RF=2時，表示系統(tǒng)中有2個副本，即系統(tǒng)可以承受一個節(jié)點或硬盤故障；同理，RF=n時，表示系統(tǒng)中有n個副本，即系統(tǒng)可以承受n-1個節(jié)點或硬盤故障。

聯(lián)想超融合存儲具有硬盤/節(jié)點/機(jī)柜的感知能力，以此來保證最大的可用域，盡可能的把多個副本分散到多個硬盤/節(jié)點/機(jī)柜，提供硬盤級、節(jié)點級、機(jī)柜級的高可用。一般來說，隨著集群規(guī)模的增長，具有多個機(jī)架時，才會提升到機(jī)柜感知，盡可能的把副本分散到多個機(jī)柜。

聯(lián)想超融合存儲還具有系統(tǒng)自我修復(fù)能力，無需運(yùn)維人員介入。當(dāng)發(fā)生節(jié)點或硬盤失效時，且RF>1時，可用數(shù)據(jù)塊會重新在所有節(jié)點間進(jìn)行復(fù)制，以滿足RF的設(shè)置。

原文發(fā)布時間為：2016年12月6日

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