存儲(chǔ)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種存儲(chǔ)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]不同的應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)資源的容量、帶寬、每秒進(jìn)行讀寫操作的次數(shù)(Input/outputPer Second，10PS)及可靠性有不同的需求，這給存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。目前的存儲(chǔ)系統(tǒng)通常有以下幾種實(shí)現(xiàn)方案:本地存儲(chǔ)，磁盤陣列+全閃存陣列，混合磁盤陣列。其中，本地存儲(chǔ)是在服務(wù)器本地配備存儲(chǔ)資源，但是由于不同磁盤的尺寸、形態(tài)、接口各異，需要針對(duì)不同應(yīng)用設(shè)計(jì)不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)，可擴(kuò)展性差，無法池化共享。磁盤陣列+全閃存陣列以及混合磁盤陣列方案中，需要經(jīng)過映射或抽象，并在前端以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol，IP)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network, SAN)或者網(wǎng)狀通道(Fibre Channel，F(xiàn)C) SAN形式對(duì)外提供存儲(chǔ)資源，在靈活性、帶寬及成本等方面都存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0004]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提高靈活性，提高存儲(chǔ)資源的訪問速度，并降低成本。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出的存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括:計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和PCIe網(wǎng)絡(luò)；其中，所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)和所述存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)在物理上分離設(shè)置，分別連接到所述PCIe網(wǎng)絡(luò)上，以及，所述PCIe網(wǎng)絡(luò)與所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)和所述存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)在物理上分離設(shè)置，且，所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，所述存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和所述PCIe網(wǎng)絡(luò)都是可擴(kuò)展的。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提出的存儲(chǔ)系統(tǒng)，通過將計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)物理分離，二者通過獨(dú)立設(shè)置的PCIe網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，且這些組成部分是可擴(kuò)展的，可以提高靈活性；直接通過PCIe網(wǎng)絡(luò)將存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)分配給計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，可以提高存儲(chǔ)資源的訪問速度，并降低成本
[0007]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0008]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0009]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提出的存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中一種PCIe網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0011]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中另一種PCIe網(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0012]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例提出的存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中一種資源分配的示意圖；
[0014]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中另一種資源分配的示意圖；
[0015]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中另一種資源分配的示意圖；
[0016]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中另一種資源分配的示意圖；
[0017]圖9是本發(fā)明實(shí)施例中另一種資源分配的示意圖；
[0018]圖10是本發(fā)明實(shí)施例中另一種資源分配的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的模塊或具有相同或類似功能的模塊。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0020]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提出的存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該存儲(chǔ)系統(tǒng)包括:
[0021]計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)11、存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)12和PCIe網(wǎng)絡(luò)13 ;PCIe是PC1-express的簡稱，PCI 是外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)(Peripheral Component Interconnect, PCI)。
[0022]其中，所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)11和所述存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)12在物理上分離設(shè)置，分別連接到所述PCIe網(wǎng)絡(luò)13上，以及，所述PCIe網(wǎng)絡(luò)與所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)和所述存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)在物理上分離設(shè)置，且，所述計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，所述存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)和所述PCIe網(wǎng)絡(luò)都是可擴(kuò)展的。
[0023]計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以是一個(gè)或者多個(gè)，存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以是一個(gè)或者多個(gè)。計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)可以具體是PCIe主機(jī)(PCIe Host) ο
[0024]傳統(tǒng)的本地存儲(chǔ)方案中，通常將將中央處理器(Central Processing Unit,CPU),機(jī)械硬盤(Hard Disk Drive，HDD)，固態(tài)硬盤(Solid State Disk, SSD)等集中在單一的物理機(jī)箱中，其無法靈活擴(kuò)展變更以滿足不同的應(yīng)用需求。
[0025]本實(shí)施例中，通過將計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)物理分離，二者通過PCIe網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，由于計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)，PCIe網(wǎng)絡(luò)是相互獨(dú)立且可擴(kuò)展的，可以提高靈活性。
[0026]傳統(tǒng)的磁盤陣列+全閃存陣列或者混合磁盤陣列，其后端連接SAS、SATA接口的HDD和SSD，以及PCIe接口的SSD，經(jīng)過抽象后，對(duì)外提供邏輯磁盤的訪問服務(wù)。前端接口一般為IP SAN或者FC SAN，出口帶寬有限，不能充分發(fā)揮SSD的高性能。IP SAN網(wǎng)絡(luò)延時(shí)較高，而FC SAN成本較高。
[0027]本實(shí)施例中，直接通過PCIe網(wǎng)絡(luò)將存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)分配給計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)，中間沒有額外的存儲(chǔ)協(xié)議轉(zhuǎn)換開銷，且互聯(lián)帶寬非常高，可以降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的高速訪問，并且可以降低成本。另外，直接將存儲(chǔ)資源暴露給計(jì)算資源，更易于與現(xiàn)有的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)融合集成。計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)可根據(jù)自身需求來靈活使用存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)，更高效的利用存儲(chǔ)資源。如將部分存儲(chǔ)資源作為主存儲(chǔ)資源，另外部分SSD作為緩存(cache)，并可根據(jù)自身需求來定義cache策略，真正實(shí)現(xiàn)軟件定義的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
[0028]另一實(shí)施例中，所述PCIe網(wǎng)絡(luò)包括:
[0029]第一級(jí)PCIe交換機(jī)，所述第一級(jí)PCIe交換機(jī)包括:至少一個(gè)PCIe交換芯片和一個(gè)管理模塊。
[0030]可選的，所述PCIe網(wǎng)絡(luò)還包括:
[0031]至少一個(gè)的其他級(jí)PCIe交換機(jī)，所述其他級(jí)PCIe交換機(jī)包括:至少一個(gè)PCIe交換芯片；
[0032]所述其他級(jí)PCIe交換機(jī)與所述管理模塊連接；以及，
[0033]所述其他級(jí)PCIe交換機(jī)內(nèi)的PCIe交換芯片與所述第一級(jí)PCIe交換機(jī)內(nèi)的PCIe交換芯片連接，和/或，不同的其他級(jí)PCIe交換機(jī)內(nèi)的PCIe交換芯片互相連接。
[0034]本實(shí)施例，PCIe網(wǎng)絡(luò)可由一級(jí)或多級(jí)PCIe交換機(jī)按照一定的拓?fù)潢P(guān)系連接組成。
[0035]例如，參見圖2，第一級(jí)PCIe交換機(jī)可以稱為PCIe TOR,PCIe TOR內(nèi)可以包括多個(gè)PCIe交換芯片(用PCIeX表示)以及一個(gè)管理模塊(用Mgmt CPU表示)。PCIeX具有PCIe交換能力，能夠交換計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)與存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，Mgmt CPU負(fù)責(zé)PCIe網(wǎng)絡(luò)的配置管理。
[0036]又例如，參見圖3，PCIe網(wǎng)絡(luò)中還可以包括多級(jí)PCIe交換機(jī)。在多級(jí)PCIe交換機(jī)場景下，PCIe網(wǎng)絡(luò)內(nèi)也僅存在一個(gè)Mgmt CPU。Mgmt CPU可以連接到不同級(jí)的PCIe交換機(jī)內(nèi)的PCIe交換芯片上。
[0037]本實(shí)施例中，通過采用一級(jí)或多級(jí)PCIe交換機(jī)構(gòu)建PCIe網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)的不同需求靈活構(gòu)建不同的PCIe網(wǎng)絡(luò)。
[0038]另一實(shí)施例中，所述存儲(chǔ)資源節(jié)點(diǎn)包括:
[0039]磁盤，所述磁盤具有的接口包括如下項(xiàng)中的至少一項(xiàng):串聯(lián)連接SCSI(SerialAttached SCSI，SAS)，串聯(lián)增強(qiáng)技術(shù)連接(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)，PCIe ;其中，SCSI 是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 (Small Computer System Interface) o
[0040]存儲(chǔ)控制器，一端連接所述PCIe網(wǎng)絡(luò)，另一端連接所述磁盤。
[0041]其中，當(dāng)磁盤的接口是SAS或SATA時(shí)，磁盤的形態(tài)可以具體是機(jī)械硬盤