去年5月份，華為正式推出其***一代融合存儲OceanStor V3系列產品，自上市以來，該融合存儲產品就獲得了大量關注，憑借其五大融合特性成為業界的焦點，并且短時間內獲得了巨大的市場成功，在金融、政府、媒資、能源、制造等諸多行業得到廣泛部署和使用。近日，華為又宣布其OceanStor 5500 V3產品在SPC-1測試中獲得了10萬IOPS性能測試成績，取得如此出色成績背后離不開其在硬件架構、軟件功能以及優化算法方面強大特性，OceanStor 5500 V3也一舉將當前中小企業市場的存儲水準提升到新的高度。

5500 V3：SPC-1性能測試突破10萬 IOPS

存儲性能是衡量存儲系統優劣的一個重要指標，它直接決定了存儲系統處理業務的能力。在存儲業界中，存儲性能委員會(Storage Performance Council，簡稱SPC)的SPC-1和SPC-2兩大SAN性能基準測試被廣大廠商和用戶所認可，其對外公布的客觀、權威、公正的性能數據是客戶采購的重要參考數據。華為OceanStor 5500 V3在本次SPC-1測試中取得了10萬IOPS的性能，創造了中端存儲在性能方面的新記錄。

根據華為介紹，本次測試的產品是華為OceanStor 5500V3，配置為雙控制器，384塊2.5寸10K的SAS磁盤，每個控制器擁有48Gb內存，在整個SPC-1存儲測試中并未使用到SSD，最終5500 V3獲得了SPC的10萬IOPS和時延為7.82ms的性能認證。SPC主席Walter先生現場見證和檢驗了華為OceanStor 5500V3的測試環境與測試結果。

華為存儲專家表示：“SPC-1測試主要針對隨機小IO快速響應的應用場景，主要用來度量SAN陣列在OLTP、Database以及Email三種應用場景下的性能表現。”SPC-1作為SPC基準組織制定的、全球權威、業界廣泛認可的SAN性能測試基準，對存儲系統的IOPS性能進行認證，并且要求時延小于30ms。“SPC基準測試能夠牽引廠商產品性能提升，并且對產品設計和開發規范化有一定參考作用，同時還是提升產品競爭力和品牌影響力的良好途徑，也是用戶在競標過程中重要的參考因素。”

毫無疑問，華為OceanStor 5500 V3存儲產品突破10萬IOPS的性能測試結果意味著中端存儲開始買入到新的水準高度，這背后離不開華為在OceanStor V3系列存儲的硬件架構、軟件功能以及優化算法等方面做出的突破性創新。

出色的硬件架構

眾所周知，衡量一款存儲系統的優劣有很大一部分因素在于其硬件架構，這點在過去的高端存儲領域顯得尤為明顯。而和以往不同的是，硬件架構也開始對中端存儲產品產生決定性的影響，過去傳統基于縱向擴展的雙控硬件架構的存儲系統已經在市場中逐漸失去活力和用戶的青睞。尤其是在中端存儲領域，具有橫向擴展能力、靈活的硬件架構已經成為中端存儲的發展趨勢，而華為OceanStor 5500 V3就是具有一款橫向擴展能力的典型產品，其在硬件架構層面上的創新打破了過去中端存儲固定在雙控模式上的思路。

圖一：華為OceanStor V3系列存儲擁有出色的硬件架構。

華為OceanStor V3融合存儲是具有靈活擴展特性的存儲系統，采用了IP互聯架構設計，存儲引擎間通過10Gb以太網交換機進行業務數據交換和鏡像通道。據悉，華為OceanStor V3融合存儲***支持4個引擎，每個引擎包括兩個控制器，控制器之間采用PCI-E 3.0背板互聯設計，由8通道PCI-E 3.0組成雙控之間的高速鏡像通道。

圖二：華為OceanStor V3雙控之間采用PCI-E 3.0高速互聯。

華為OceanStor V3系列融合存儲在集群模式下組網具有兩種方式，即交換組網和直連組網。在交換組網的模式下，多個V3控制框之間通過10Gb以太網連接兩個冗余的數據交換機Data Switch進行數據交換，這種模式最多可支持4個引擎，即八個控制器，像這種IP Scale-Out的擴展方式基于優化的iWARP協議，可直接采用RDMA技術解決以太網延遲高的問題，同時釋放CPU資源;而直連組網模式則是一個網卡上兩個網口分別連接到另一個引擎的控制器，這種模式最多可支持2個引擎，即4個控制器。

圖三：華為OceanStor V3多控組網方式，最多可擴展到八個控制器，像OceanStor 5500 V3這樣的中端存儲能夠做到多控擴展，的確是給中端存儲帶來了革命性的變化。

除此之外，華為OceanStor 5500 V3能夠在只用傳統SAS磁盤、不用SSD的情況下實現10萬IOPS的突破也跟其采用了***一代存儲硬件密不可分。華為統一存儲產品專家董浩表示：“OceanStor V3采用了領先一代的存儲硬件，包括英特爾***一代的六核處理器、內部采用PCI-E 3.0總線、12Gb的SAS硬盤接口等。此外，自研的智能接口卡實現了協議和業務處理的硬件卸載，減少IO對控制器CPU消耗，有效地提升了存儲系統的性能。”

功能強大的軟件架構體系

事實上，對于存儲系統而言，在經歷了一個硬件比拼的時代后，早已步入到軟件決定競爭成敗的新時代。過去中端存儲往往是簡單比較容量、性能等參數指標，而隨著越來越多高端存儲軟件功能下移，中端存儲系統在軟件架構以及軟件功能方面的競爭力顯得異常重要。當前市場上很多傳統的中端存儲系統在軟件層面存在著歷史包袱過重，軟件架構和功能簡單堆疊等突出問題，直接后果就是軟件堆棧過于復雜，嚴重影響了存儲系統的整體性能和用戶體驗。華為OceanStor V3通過統一的存儲操作系統OceanStor OS進行構建，包括存儲系統端軟件、維護終端軟件和應用服務器端軟件，這三部分軟件緊密配合，從在軟件層***限度發揮存儲系統的性能與效率。

圖四：華為OceanStor V3軟件架構示意圖。

在基于OceanStor OS的統一操作系統下，華為的一些軟件功能架構充分實現了性能的關鍵性突破。比如RAID 2.0+軟件架構，與OceanStor V3存儲系統可謂是天然結合，徹底改變了過去傳統中低端存儲的RAID方式，極大提升了數據存儲和重構的速度。

圖五：華為OceanStor RAID 2.0+塊虛擬化技術。

OceanStor V3通過RAID 2.0+塊虛擬化技術將存儲系統中每一塊硬盤都進行細顆粒度的數據塊切分，然后通過細顆粒的數據塊構建各種RAID組，這種分布式、打散化的方式能夠讓數據均勻分布到存儲池的所有硬盤上，大幅提升了存儲資源的管理效率。在數據重構方面，眾所周知，傳統硬盤重構的瓶頸主要是在熱備盤，所有成員盤將所有數據讀出之后全部寫入到熱備盤，這種方式決定于熱備盤的寫帶寬速度，猶豫機械硬盤的物理限制，這種多對一的重構存在熱點、重構時間長等缺點。而OceanStor V3的RAID 2.0+技術則是分布式、均勻負載的數據存儲方式，所有在數據重構之時，也是多對多的重構，大幅縮短數據重構時間(1T數據重構僅30分鐘，為業界普遍10小時的20倍速度)。

圖六：OceanStor的Cache分層設計，大幅提升Cache存取效率。

華為OceanStor的Cache分層設計讓一層Cache靠近主機應用側，用于緩存用戶熱點數據并感知應用，從而提供靈活的預取策略;二層Cache額靠近盤端，提供元數據和數據緩存，實現寫數據的聚合及排序，保證高效的系統刷盤。此外，像SmartPartition緩存優化技術可以通過對系統核心資源的分區，保證關鍵應用的性能。管理員可以針對不同的應用配置不同大小的緩存分區，系統將保證該分區中的緩存資源被該應用獨占，并根據業務實際情況實時動態調配不同分區中的前后端并發，從而保證位于該分區的應用性能。SmartTier自動分級技術則能夠幫助用戶在合適時間將合適數據放置在合適的存儲介質上，可以設置為高、中、低三個檔次的遷移速度，很好地滿足用戶在分級方面的存儲需求。

這些僅僅是華為OceanStor OS操作系統中的部分軟件功能，在出色的硬件架構基礎上，華為存儲強大的軟件架構和功能能夠讓硬件更加充分的發揮性能優勢。像華為OceanStor 5500 V3這樣的中低端存儲產品同樣擁有強大的軟件架構體系和功能，突破10萬IOPS的記錄也就“不足為奇”了。

核心優化算法：精、準、快

與過去采用非標準化的硬件不同，存儲系統在幾年前就開始邁入X86標準化硬件的時代，英特爾多核處理器成為存儲系統控制器中的***。自此，存儲系統也進入了多核時代，針對英特爾多核處理器優化也必然成為存儲系統發展的趨勢。從市場上看，主流存儲廠商無一例外都非常看重針對英特爾多核處理器的優化工作，因為存儲系統的硬件更新帶來了高性能，但是沒有優秀的算法和優化技術，高性能并不意味著能夠做到低延遲，延遲如果過高，同樣將嚴重影響到存儲系統的整體性能和效率，幾乎等同于在浪費性能出色的硬件資源。華為OceanStor V3系列存儲格外重視對英特爾多核處理器的優化，在并行處理、高效內存訪問、負載均衡等方面進行了全面的優化，實現了核心優化算法的精、準、快。像OceanStor 5500 V3能夠在10萬IOPS的性能情況下將時延控制在8ms以內，華為的核心優化算法可謂是功不可沒。

“英特爾CPU發展趨勢就是多核多線程，因此程序設計就面臨著任務調度均衡問題，程序并行度，CPU Cache失效等問題，這需要存儲系統在關鍵算法方面提升并行處理能力、硬件處理能力以及內存訪問效率。”董浩表示道。

圖七：華為OceanStor V3采用的高性能IO調度算法。

華為的IO調度算法在統一的IO調度框架中，讓每個調度線程綁定固定的CPU核心，減少CPU之前切換帶來的延遲影響，降低線程調度開銷，實現高效內存的訪問和核間動態負載均衡，獨特的IO流程異步化及免鎖設計保證了多核效率及系統的高可擴展性。資源控制算法通過每個LUN可使用Cache的額度管理、并發和CPU調度管控，降低性能波動，保證IO均衡平穩運行。

圖八：華為OceanStor V3的Cache優化算法。

總體而言，華為OceanStor 5500 V3作為一款具有時代精神的中端存儲產品，在硬件架構、軟件架構與功能、核心優化算法等方面都具有開創性的創新，在不使用SSD的情況下突破10萬IOPS、達到低于8ms的性能表現其實是有其背后深厚的技術實力作為支撐。與高大上的高端存儲局限在某些領域不同，中端存儲面對著廣泛的市場用戶群，華為OceanStor 5500 V3將中端存儲的水準提升到新的高度，必然引起一場中小企業存儲市場發展的新變革風潮，最終也將惠及到廣大用戶。