從“9.11事件”之后大量的企業因為數據丟失而宣告破產可以看出數據的重要地位。存儲系統的出現，尤其是高端存儲系統的出現使得數據存儲變得專業化，存儲系統可以為用戶提供更高性能、可用性和可靠性的數據存儲功能。本系列文章，從高端存儲系統的發展趨勢講起，進而對浪潮高端存儲系統所涉及的關鍵技術和關鍵特性，使讀者對浪潮高端存儲系統軟件有一個整體的認識。
浪潮新一代高端存儲系統軟件由基礎操作系統、核心IO處理子系統、高可用監控子系統、管理子系統四部分組成，其中核心IO處理子系統又分為存儲池層、緩存層、IO調度和數據復制層、存儲協議服務層。通過層次化和模塊化設計，隔離各層內部處理邏輯和業務，為實現系統可靠性和可擴展性提供良好基礎。
基礎OS：系統高效能和可靠性的基石
基礎OS提供內存管理、進程管理、文件系統、設備驅動，浪潮高端存儲系統軟件對基礎操作系統進行了精簡和優化，打造出更適合于存儲系統IO流處理的操作系統，其中就包括對SCSI設備子系統的優化：優化處理磁盤SCSI命令異常返回值，識別壞扇區、傳輸故障等不同狀態，從而執行相應修復措施，有效提高磁盤使用率和可靠性。
核心IO子系統：層次化的系統存儲服務核心
IO子系統實現對后端數據存儲資源(磁盤)的組織管理、保護、緩存和按照開放存儲協議標準(FCP/iSCSI)提供訪問服務，是該系統核心部分。從建立在磁盤設備之上的存儲池層到主機存儲協議層，核心IO子系統分為：存儲池層、緩存層、IO調度層和數據復制、存儲協議服務層。
存儲池層: 大容量虛擬化存儲資源服務層
存儲池層將磁盤數據分塊，按負載均衡、離散分布原則進行組織，當單個盤失效時，智能計算熱備塊在池中的分布，使用多塊成員盤進行重構，大大提高壞盤重構速度，避免傳統單盤寫入性能瓶頸造成RAID重構時間過長帶來的數據可靠性風險。在可靠分布式RAID基礎上，將數據進一步分塊虛擬化，形成邏輯卷，支持元數據多副本保存和跨控制器鏡像保護，保證數據可靠性。該虛擬化支持將數百塊磁盤組成一個存儲池，容量可達到PB級別，并實現自精簡、分級等高級功能，當容量擴展時，支持數據塊重新離散分布和負載均衡，為客戶提供高效的存儲空間使用率和高可擴展性。
緩存層: 性能和數據安全性的核心保證
緩存層提供了IO數據的全局緩存和跨控制器鏡像功能，并為保證局部LUN訪問性能進行分區緩存。該層實現數據智能預讀取、數據緩存、和集中順序寫入存儲池，是保證和提高系統IO性能的關鍵。全局緩存使任意存儲池可使用系統所有緩存，并根據各引擎本地存儲資源訪問壓力調整緩存分布，保證系統整體性能。緩存分區功能則為指定存儲資源分配固定緩存，保證關鍵業務的性能。
IO調度和數據復制層：實現多引擎聯合以及跨物理部件數據保護容災
IO調度層接收來自存儲協議服務層的讀寫命令，根據LUN數據緩存所在的控制器進行調度轉發，以及提交給數據復制模塊，實現多控融合和數據復制容災保護。IO調度層將數據復制功能(快照、克隆、鏡像和遠程復制)的流程高度抽象和統一化，實現多功能并發調度處理，提高在多重復制保護時的并發，降低處理響應時間，保證主機IO業務的性能穩定性。
而數據復制子模塊，從IO調度層接收IO事件，實現快照、克隆、鏡像和遠程復制等數據復制功能，提供跨磁盤、跨磁盤柜、跨系統等高級數據保護功能。在性能方面，數據復制功能涉及數據的大量讀寫轉移，帶來更大的IO壓力，本系統實現依賴快照、克隆，任意數量快照克隆情況下對源卷寫操作只需一次復制拷貝，并且支持將快照克隆目標卷建立在不同于源卷的存儲池上，有效降低數據復制保護對系統業務性能的影響。
存儲協議服務層：提供可靠數據服務和適應各主機應用
該層面向主機服務器客戶端，提供存儲協議服務層提供SCSI SAN服務，配合多控制器和多引擎硬件系統，本系統提供了多達數十上百的主機端口進行訪問;通過實現數據讀寫、集群鎖定、SCSI任務管理、ALUA(非對稱邏輯單元訪問)、擁塞處理、故障異常處理反饋等功能，配合客戶端多路徑軟件、集群軟件，實現對數據最優鏈路訪問性能和可靠性。
高可用監控子系統：監管系統健康狀態和業務連續性
該子系統建立在控制器之間冗余可靠的互聯通信基礎上，形成對系統所有控制器和引擎的狀態監控，統一協調處理處理磁盤鏈路失效、控制器失效等異常事件，并為系統維護如更換部件、控制器提供支持。該子系統全面監控冗余部件、存儲資源和服務健康狀態，對異常事件狀態進行自動處理，并記錄日志和告警以通知管理員及時檢查和處置，其中對于磁盤失效、JBOD鏈路失效、單控制器失效等單點故障，系統可通過冗余部件進行自動修復，保證業務和數據可靠性。
管理軟件子系統：統一易用性管理的接口
管理軟件子系統是本系統管理的接口，在現代企業IT設施日益增多，管理工作量和復雜度日益提高的情況下，系統的管理維護效率與系統的服務質量密切關聯。本系統實現統一界面和終端管理，簡化系統管理和提高維護效率，并擴展支持標準SMI-S、OpenStack等統一管理協議和接口。該管理軟件子系統由管理客戶端、管理服務器、管理代理組成，采用面向對象思想，統一所管理對象邏輯和方法，實現集中系統管理和監控，使客戶使用本系統進行配置管理和維護的易用性大大提高。
浪潮新一代高端存儲系統軟件提供完整的基礎數據復制保護功能、可靠而虛擬化的存儲池、以及自精簡、分級等高級特性，結合高規格硬件，聯合多控制器和引擎提供高性能、可靠性，以適應當今企業級應用需求。
