高可靠性

XVE作為一款存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，高可靠性是設(shè)計(jì)的重中之重。為實(shí)現(xiàn)所有代碼的可控性，XVE重寫了通用操作系統(tǒng)的硬盤管理模塊，使之成為一個(gè)存儲(chǔ)專用的硬盤管理模塊。它直接和芯片驅(qū)動(dòng)、硬盤交互，按照上層業(yè)務(wù)特點(diǎn)有針對性地處理硬盤的故障。并且，硬盤管理與華為自研的SSD硬盤相結(jié)合，最大化發(fā)揮SSD的性能優(yōu)勢，提高SSD的使用壽命和可靠性。

基于可靠的硬盤管理模塊，XVE針對RAID技術(shù)采用大膽創(chuàng)新，采用了業(yè)界先進(jìn)的RAID2.0+技術(shù)。從所周知，RAID重構(gòu)過程中數(shù)據(jù)沒有可靠性保障，如果在重構(gòu)完成前再出現(xiàn)壞盤就將造成數(shù)據(jù)丟失，不可恢復(fù)；所以對于一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)而言其可靠性的最重要標(biāo)志就是其RAID重構(gòu)時(shí)間越小越好。傳統(tǒng)硬盤重構(gòu)的瓶頸主要在目標(biāo)盤（熱備盤），因?yàn)樗谐蓡T盤將所有數(shù)據(jù)讀出后全部寫入到目標(biāo)盤，目標(biāo)盤寫帶寬就成了整個(gè)重構(gòu)速度的關(guān)鍵，以一塊2TB 7.2K rpm盤為例，重構(gòu)時(shí)平均寫入速度為30M/s左右，完成重構(gòu)時(shí)間長達(dá)18個(gè)小時(shí)。華為存儲(chǔ)RAID 2.0技術(shù)采用虛擬化RAID技術(shù)，消除RAID的重構(gòu)性能瓶頸——當(dāng)一個(gè)物理硬盤故障時(shí)，同時(shí)更多的目標(biāo)硬盤參加重構(gòu)，大大縮短重構(gòu)時(shí)間，從而提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)XVE為了保證數(shù)據(jù)的一致性，XVE支持端到端的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，能夠監(jiān)測到任何偶然的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并自動(dòng)修復(fù)，從而保證了關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)一致性。

作為一款支持Scale-out多控的存儲(chǔ)OS，XVE設(shè)計(jì)了專用的集群管理系統(tǒng)。通過與自研硬件、驅(qū)動(dòng)的緊密結(jié)合，最大化的提高了節(jié)點(diǎn)間故障切換時(shí)間。比如，典型情況下，如果一個(gè)控制器發(fā)生故障，該控制器的IO能在1秒之內(nèi)切換到另外一個(gè)控制器。

高性能

為了追求極致的性能，XVE對通用操作系統(tǒng)的線程調(diào)度、內(nèi)存管理等進(jìn)行了優(yōu)化，使其更適合存儲(chǔ)處理大規(guī)模IO并發(fā)處理的特點(diǎn)。XVE采用統(tǒng)一的IO線程調(diào)度機(jī)制，最大化的減少線程切換帶來的時(shí)延開銷。內(nèi)存管理也繞開通用OS復(fù)雜的內(nèi)存管理機(jī)制，直接在底層實(shí)現(xiàn)專用高效的內(nèi)存管理機(jī)制。為了最大的利用節(jié)點(diǎn)間通信的性能，在底層實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延高帶寬的通信模塊。為了保障系統(tǒng)端到端的QoS，線程調(diào)度、內(nèi)存管理和節(jié)點(diǎn)通信都擁有相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)控制機(jī)制。以上機(jī)制都是XVE為存儲(chǔ)系統(tǒng)量身定做的，基于這些基礎(chǔ)框架，XVE擁有了一個(gè)高性能的基礎(chǔ)。

高效率

XVE作為一款面向海量數(shù)據(jù)、虛擬化環(huán)境的存儲(chǔ)OS，對于存儲(chǔ)資源實(shí)現(xiàn)高效管理和自動(dòng)資源調(diào)配。它支持資源按需分配，數(shù)據(jù)被均勻分布到陣列內(nèi)所有的硬盤上，可以防止局部硬盤過熱，當(dāng)存儲(chǔ)池中的硬盤數(shù)量增加或減少，以及隨業(yè)務(wù)變化硬盤讀寫壓力發(fā)生變化后，系統(tǒng)通過IO記錄智能分析計(jì)算，并自動(dòng)調(diào)節(jié)熱點(diǎn)Extent在同一類硬盤上的實(shí)際存儲(chǔ)位置以確保每一塊硬盤的壓力均衡，從而實(shí)現(xiàn)均衡硬盤磨損，有效降低故障率、延長硬盤壽命。同時(shí)，XVE還可以根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問熱度在不同存儲(chǔ)介質(zhì)之間實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分級(jí)存儲(chǔ)，分級(jí)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，分析出冷數(shù)據(jù)和熱數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)遷移至合適的存儲(chǔ)介質(zhì)。總而言之，XVE是一款針對存儲(chǔ)系統(tǒng)的特點(diǎn)，端到端優(yōu)化、端到端可控的存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。

展望

“深淘灘，低作堰”是都江堰的治水名言，深淘灘是指河道要深淘，深淘的標(biāo)準(zhǔn)是古人在河底深處預(yù)埋的“臥鐵”。歲修淘灘要淘到臥鐵為止，才算恰到好處，才能保證灌區(qū)用水。正如XVE的采用底層虛擬化技術(shù)，對創(chuàng)統(tǒng)RAID技術(shù)進(jìn)行了深刻地創(chuàng)新，為系統(tǒng)的提供堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。低作堰就是說飛沙堰有一定高度，高了進(jìn)水多，低了進(jìn)水少，都不合適，自動(dòng)調(diào)節(jié)流入成都平原的水量。正如XVE的智能資源管理，使得數(shù)據(jù)能自由的流動(dòng)，隨需地?cái)U(kuò)展。“深淘灘，低作堰”看似平平常常、簡簡單單的，但卻是中國古代人民智慧的結(jié)晶，XVE將這個(gè)理念運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，并且安裝了XVE這顆存儲(chǔ)之心的中端、高端存儲(chǔ)產(chǎn)品已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用，在市場上不斷取得客戶的認(rèn)可。相信有一天XVE會(huì)和華為存儲(chǔ)一道取得更大成功，成為國人自主創(chuàng)新的驕傲。

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