华为OceanStor存储系统体系架构介绍

华为OceanStor存储系统体系架构介绍
目录
第1章OceanStor系列存储简介 (1)
1.1产品定位 (1)
1.2 产品特点 (1)
第2章OceanStor存储硬件架构 (2)
2.1引擎 (2)
2.1.1控制器 (2)
2.1.2风扇模块 (2)
2.1.3 BBU模块 (3)
2.1.4电源模块 (3)
2.1.5管理模块 (3)
2.1.6接口模块 (3)
2.2硬盘框 (4)
2.2.1风扇模块 (4)
2.2.2电源模块 (4)
2.2.3级联模块 (4)
2.2.4硬盘模块 (4)
2.3数据交换机 (5)
2.4 SVP (5)
2.5设备线缆 (5)
2.5.1电源线 (5)
2.5.2接电线 (5)
2.5.3网线 (5)
2.5.4串口线 (6)
2.5.5 mini SAS线缆 (6)
2.5.6光纤 (6)
2.5.7 AOC线缆 (6)
第1章OceanStor系列存储简介
1.1产品定位
OceanStor OCEANSTOR85T/OCEANSTOR 18800企业级存储系统（以下简称OCEANSTOR系列存储系统）是华为技术有限公司（以下简称华为）根据存储产品应用现状和存储技术未来发展趋势，针对企业大中型数据中心，推出的新一代（虚拟化、混合云、精简IT和低碳等）存储系统，聚焦于大中型企业核心业务（企业级数据中心、虚拟数据中心以及云数据中心等），能够满足大中型数据中心对海量数据存储、高速数据存取、高可用性、高利用率、绿色环保和易于使用等需求。

OCEANSTOR系列存储系统秉承灵活、可扩展的设计理念，采用创新的Smart Matrix
Architecture，该架构采用多引擎（每个引擎包括两个控制器）的横向扩展体系，可为企业数据中心提供一至八个系统机柜和最多两个硬盘柜，无缝配合企业数据中心高度整合、高效率和可扩展的特点，能够满足数据中心大型数据库OLTP/OLAP（OnlineTransaction Processing/Online Analytical Processing）、高性能计算、数字媒体、因特网运营、集中存储、备份、容灾和数据迁移等不同业务应用的需求。

1.2 产品特点
OCEANSTOR系列存储系统具有高规格的硬件结构，结合多种高级数据应用和数据保护技术，使存储系统具有高性能、高可扩展性、高可靠性和高可用性等特点，满足大中型数据中心对存储系统的各种需求。

第2章OceanStor存储硬件架构
OceanStor系列存储系统是华为针对企业大中型数据中心专门研制的存储解决方案，它由系统柜和硬盘柜组成，其中系统柜包括硬盘框、KVM（Keyboard, Video, and Mouse）、SVP（service processor）、引擎以及数据交换机等，硬盘柜包括8个4U硬盘框。

2.1引擎
OceanStor系列存储系统的引擎是每个系统柜的核心部件，统一采用4U的外形设计，主要包括系统插框、控制器模块、BBU（Backup Battery Unit）模块、风扇模块、电源模块、多种主机接口模块。

每个引擎配置2个控制器，每个控制器由CPU、物理内存、主机接口和级联接口组成。

引擎之间通过数据交换机连接，当其中某个引擎出现故障时，可提供透明的故障切换，自动实现业务负载均衡，确保了业务的连续性。

引擎的部件包括控制器、风扇模块、BBU模块、电源模块、管理模块、8Gb FC接口模块、1Gb iSCSI接口模块、10Gb iSCSI接口模块、10Gb FCoE接口模块、5Gb PCIe接口模块以及6Gb SAS级联模块。

2.1.1控制器
控制器是引擎中的核心部件，主要负责处理存储业务、接收用户的配置管理命令并保存配置信息、接入硬盘和保存关键信息到保险箱硬盘。

2.1.2风扇模块
每个引擎配置3个风扇模块，主要为引擎提供散热功能，保证存储系统正常运行。

风扇模块支持在线热插拔功能。

风扇模块支持16级线性调速，能够根据系统温度信息，综合判断风扇转速，进行智能风速调节。

2.1.3 BBU模块
每个引擎配置4个BBU模块。

当外部供电失效时，为存储系统提供后备电源支持，保证存储系统业务数据的安全性。

BBU模块在系统电源输出正常时处于备份状态，当外部电源断开时，BBU模块能够继续给系统供电。

BBU模块支持失效隔离，当BBU模块出故障时不会影响系统的正常运行。

2.1.4电源模块
电源模块为交流电源模块，可以支持引擎在最大功耗模式下正常运行。

2.1.5管理模块
每个引擎配置2个管理模块，每个控制器1个，主要为存储系统提供管理接口。

管理模块为存储系统提供管理接口，主要包括管理网口0、管理网口1和串口。

管理模块将系统配置数据、告警信息以及日志信息保存到保险箱盘上。

2.1.6接口模块
8Gb FC接口模块提供4个传输速率为8 Gbit/s的FC端口，是应用服务器与存储系统之间的业务接口，用于接收应用服务器发出的数据读写与交换命令。

当连接的设备传输速率低于FC端口速率时，FC端口将自动适应传输速率，以保证数据传输通道的连通性和数据传输速率的一致性。

1Gb iSCSI接口模块提供4个传输速率为1 Gbit/s的iSCSI端口，是应用服务器与存储系统之间的业务接口，用于接收应用服务器发出的数据读写与交换命令。

10Gb iSCSI接口模块提供4个传输速率为10 Gbit/s的iSCSI端口，是应用服务器与存储系统之间的业务接口，用于接收应用服务器发出的数据读写与交换指令。

10Gb FCoE接口模块提供4个传输速率为10 Gbit/s的FCoE端口，是应用服务器与存储系统之间的业务接口，用于接收应用服务器发出的数据读写指令。

5Gb PCIe接口模块提供2个传输速率为5 Gbit/s的PCIe接口，是引擎与数据交换机之间的业务接口，用于引擎之间交换控制流和数据流信息。

6Gb SAS级联模块提供了2个传输速率为4 ×6 Gbit/s的mini SAS级联端口，用于级联引擎和硬盘框。

引擎的SAS级联模块通过mini SAS电缆与存储系统的后端硬盘框连接。

当连接的设备传输速率低于级联端口速率时，级联端口将自动适应传输速率，以保证数据传输通道的连通性和数据传输速率的一致性。

2.2硬盘框
OCEANSTOR系列存储系统包括2U SAS和4U SAS两种规格的硬盘框，它们是硬盘柜的核心部件。

2U和4U 硬盘框由系统插框、电源模块、风扇模块、级联模块以及硬盘模块组成，是存储空间的载体。

硬盘框的部件包括风扇模块、电源模块、级联模块以及硬盘模块。

2.2.1风扇模块
风扇模块为系统提供散热功能，支持在线热插拔。

风扇模块支持16级智能调速，能够根据系统温度信息，综合判断风扇转速，进行智能风速调节。

2.2.2电源模块
电源模块为交流电源模块，可以支持硬盘框在最大功耗模式下正常运行。

2.2.3级联模块
级联模块用于实现硬盘框与引擎或硬盘框与硬盘框的通信，每个级联模块提供1个级联端口“PRI”和1个级联端口“EXP”。

2.2.4硬盘模块
硬盘模块为存储系统提供存储容量，实现对业务数据的存储和系统保险箱的
作用。

2.3数据交换机
数据交换机具有高带宽、低延迟的特点，是各个引擎之间相互连接和通信、实现控制器间控制信息流和业务数据流交换的关键设备。

在OCEANSTOR系列存储系统中，数据交换机由SVP统一管理。

仅在系统柜1上配置了两个数据交换机，两者采用Active-Active的工作模式，提高了系统的I/O性能。

2.4 SVP
SVP与KVM配套使用，是OCEANSTOR系列存储系统管理、配置、维护等的核心部件。

其上安装了OCEANSTOR系列存储系统所需的维护、管理等工具，可以在本地或远程轻松完成全套的管理、配置、鉴权等一系列工作。

2.5设备线缆
存储系统使用的设备线缆包括电源线、接地线和信号线缆。

2.5.1电源线
电源线是PDU（Power Distribution Unit）电源线缆。

电源线为机柜内的设备供电，一端连接到引擎或硬盘框的电源接口，另一端连接到PDU。

2.5.2接电线
接地线用于将存储设备接地，可以提高操作存储系统时的安全性。

2.5.3网线
存储系统中连接1Gb iSCSI端口和连接管理网口时需要使用网线。

2.5.4串口线
串口线缆用来连接引擎串口到维护终端。

串口线缆一端为RJ-45接口，用于连接到引擎串口；另一端为DB-9接口，用于连接到维护终端端口。

2.5.5 mini SAS线缆
存储系统中连接级联端口需要使用mini SAS线缆。

2.5.6光纤
存储系统中连接8Gb FC端口、10Gb iSCSI端口或10Gb FCoE端口需要使用光纤。

2.5.7 AOC线缆
AOC（Active Optical Cable）线缆用来连接存储系统引擎控制器的PCIe接口至数据交换机。

AOC线缆一端连接到存储系统引擎控制器的PCIe端口，另一端连接至数据交换机。