隨著社會數(shù)據(jù)化發(fā)展，極大的數(shù)據(jù)量和非線性數(shù)據(jù)的增加，使得數(shù)據(jù)中心也處在不斷更迭的發(fā)展變化中，特別是超大型的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，它需要能滿足多種商業(yè)模式(SaaS，PaaS或IaaS)以及應(yīng)用的存儲架構(gòu)，而國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭正通過采用創(chuàng)新方案引領(lǐng)發(fā)展潮流。

兩種部署模式：節(jié)點與整機架

在技術(shù)不斷演進(jìn)的今天，數(shù)據(jù)中心的存儲硬件架構(gòu)有兩種主流的部署模式：單節(jié)點部署模式與整機架的部署模式，這兩種模式派生出的體系結(jié)構(gòu)具有顯著的不同。

首先，單節(jié)點部署模式的節(jié)點單位資源不共享，整個設(shè)計理念是基于簡潔的設(shè)計，通過增加節(jié)點數(shù)目來實現(xiàn)幾乎是無限的可擴(kuò)展性;而整機架模式則是把整個機架當(dāng)成一個部署設(shè)備，以實現(xiàn)機架級的資源池化。

其次，對于節(jié)點模式而言，數(shù)據(jù)中心用戶會非常關(guān)心這一臺服務(wù)器的性能是否最高，功耗是否最低，成本是否最低等等。而在整機架部署的模式，數(shù)據(jù)中心用戶除了關(guān)注這個節(jié)點每一個服務(wù)器本身之外，還要考慮整個資源池的配置靈活度，怎么樣去實現(xiàn)這樣的靈活度，以及如何提供足夠的互聯(lián)帶寬來支撐這種解耦合。通常來說，對于業(yè)務(wù)模式相對單一的互聯(lián)網(wǎng)公司例如優(yōu)酷這樣的視頻網(wǎng)站來說，他們會更關(guān)注單節(jié)點部署的模式，而對于像騰訊、阿里巴巴這種業(yè)務(wù)模式多樣化的公司而言，傾向于通過資源池化進(jìn)行整機架部署。

然而這些不同，最終具體體現(xiàn)在組成服務(wù)器或整機架的芯片、器件和板卡差異化需求。 針對節(jié)點模式，為了覆蓋各種不同的應(yīng)用，就會出現(xiàn)有多種種類的服務(wù)器節(jié)點，包括：有的是計算很強，可能需要SSD，但是數(shù)量存儲容量不一定很大;或者是存儲容量非常多，計算的性能并不是那么高等。針對整機架模式，因為存儲資源和計算資源已經(jīng)解耦合了，這極大減少了服務(wù)器的類型，僅有的類型差異也僅限于計算性能或者內(nèi)存這些因素不同，而存儲作為一個變量就從服務(wù)器設(shè)計中剔除了。但是，整機架部署涉及到更復(fù)雜的系統(tǒng)級的體系結(jié)構(gòu)，也就是說整機架部署的復(fù)雜度要遠(yuǎn)高于節(jié)點模式，有賴于數(shù)據(jù)中心用戶、ODM\OEM以及PMC這樣的方案提供商之間的協(xié)同合作。

◆單節(jié)點模式部署

在目前主流的單節(jié)點部署中，由于服務(wù)器的應(yīng)用場景多樣化，導(dǎo)致服務(wù)器的多樣性，各種不同類型、型號、盤片數(shù)量等。為了應(yīng)對這樣的多變，PMC推出了高端口數(shù)的IO控制器以及擴(kuò)展器，以覆蓋數(shù)據(jù)中心、OEM/ODM所需密度。另外，為了幫助數(shù)據(jù)中心用戶實現(xiàn)降低功耗，降低成本，PMC將芯片、擴(kuò)展器件做到最低的成本，最低的功耗，最高的端口密度。更重要的是，通用的硬件和軟件設(shè)計，幫助OEM/ODM實現(xiàn)各種各樣的產(chǎn)品種類。

因為如果每一個不同類型的服務(wù)器都要不同的硬件設(shè)計方案，不同的驅(qū)動，不同系統(tǒng)去測試，對于OEM\ODM的研發(fā)周期以及相應(yīng)投入的成本都非常高，而PMC作為方案供應(yīng)商，根據(jù)多年與OEM和ODM的合作經(jīng)驗，也非常關(guān)注這個問題，并通過保證SAS/SATA高端口數(shù)、智能化HBA、簡化IOC，支持多種RAID以及更多創(chuàng)新設(shè)計等，將產(chǎn)品系列作為一個組合，而具備通用的硬件和軟件設(shè)計，為OEM/ODM提供設(shè)計上的便利。

此外，PMC也會與數(shù)據(jù)中心客戶直接合作，這也是因為數(shù)據(jù)中心用戶經(jīng)常會面對很多應(yīng)用場景，由于時間所限，其定制周期非常短，這就需要板卡級的產(chǎn)品，而PMC也可以為這方面提供很多選擇。

◆整機架模式部署

為單節(jié)點部署提供通用平臺方案的同時，PMC也看到了整機架部署的發(fā)展趨勢。早在兩年前，PMC就提出并推動了FDIO的概念，也就是目前業(yè)界基本上都認(rèn)為的一個共同的發(fā)展方向——機架級解耦合。

在機架級進(jìn)行解耦合后，就實現(xiàn)了計算、內(nèi)存、存儲的資源池化。那么在配置的時候，數(shù)據(jù)中心用戶只要考慮CPU、硬盤/SSD數(shù)量，然后通過軟件策略來實現(xiàn)資源配置，重新組合計算、存儲，以匹配應(yīng)用需求。當(dāng)然，PMC認(rèn)為第一步是從靜態(tài)的解耦合開始，主要是為了減少服務(wù)器的類型，這樣數(shù)據(jù)中心用戶至少在機架設(shè)計的時候，只是關(guān)心CPU和內(nèi)存，以及在組裝這個機架的時候，可以擺放多少個盤進(jìn)去，以實現(xiàn)CPU和盤之間，這種物理資源的任意配比。然后，第二步通過在云平臺或者云操作系統(tǒng)和資源管理層進(jìn)行整合之后，數(shù)據(jù)中心用戶可以動態(tài)地進(jìn)行物理資源的綁定，也就是說這個不再是一個簡單的一對一的關(guān)系，而是根據(jù)業(yè)務(wù)以及這個節(jié)點的故障情況動態(tài)地調(diào)度這個業(yè)務(wù)，實現(xiàn)最優(yōu)的TCO。

較之于vSAN等軟件實現(xiàn)手段，PMC提出的解耦合著力在硬件層面的實現(xiàn)，這就導(dǎo)致了性能有較大差異。目前SAS每個連接都是12G一個HBA出口就是8個端口即96G的帶寬，但是如果是軟件形式放在以太網(wǎng)上，就是算是部署萬兆網(wǎng)卡，也有10倍的差別，更不要說這些協(xié)議對CPU的額外開銷。

當(dāng)然，解耦合也帶來一系列其他的好處，比如說當(dāng)盤從服務(wù)器里頭挪掉之后，機械設(shè)計可以得到優(yōu)化，服務(wù)器本身就做得更小。針對于空間有限的數(shù)據(jù)中心用戶而言，就可以在同樣的空間里擺放更多的服務(wù)器。同時，這樣也極大地減少了不同業(yè)務(wù)類型所需要不同的服務(wù)器種類，在做整體數(shù)據(jù)中心的硬件資源管理時就會比較簡便。此外，還可以實現(xiàn)共享啟動盤等復(fù)雜的數(shù)據(jù)保護(hù)，不會因為啟動盤損耗，導(dǎo)致節(jié)點丟失，而且當(dāng)操作系統(tǒng)集中化后，也給管理和升級帶來了便利性。另外，這樣也可以實現(xiàn)工作負(fù)載的任意遷移等，這些模式都可以帶來一系列TCO的改善。

這樣的設(shè)計其實從兩年前PMC剛提出來時，發(fā)展到今天已經(jīng)可以實現(xiàn)了。PMC認(rèn)為利用今天非常成熟的SAS技術(shù)，至少在機架內(nèi)，任意資源任意規(guī)模的解耦合其實已經(jīng)可以實現(xiàn)。大體設(shè)計為，多個服務(wù)器節(jié)點，而這些服務(wù)器其實已經(jīng)沒有硬盤了，它們之間通過SAS HBA連到一個SAS Switch上面去，再連到一系列提供盤資源的高密度JBOD，這個構(gòu)架非常簡單，利用了基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的SAS分區(qū)技術(shù)，可以實現(xiàn)以盤為單位的資源動態(tài)分配，在系統(tǒng)設(shè)計上實現(xiàn)每一種資源類型的性能和密度優(yōu)化。采用SAS主要是因為各個部件都非常成熟，目前所有服務(wù)內(nèi)都采用了這種技術(shù)，而且這些器件都是久經(jīng)考驗的，PMC只是在控制平面和系統(tǒng)設(shè)計上做了不同的實現(xiàn)。

目前，PMC正在和產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴一起在推動這個構(gòu)架的實現(xiàn)，包括和天蝎計劃的主要廠商一起合作。但PMC的終極理想并不在于此，更遠(yuǎn)景的來看，這樣的SAS的Fabric是否能演進(jìn)成PCIe的Fabric，現(xiàn)在PMC也是在做研發(fā)工作，希望不遠(yuǎn)將來可以將這些更終極的方案介紹給大家。