Scale-Out的分布式系統為何離不開SSD/全閃存？如果沒有閃存，Scale-Out為什麼就讓人感覺火候不太夠？而Scale-Out的出現，除了得益于閃存助力，還有什麼其他因素麼？本文冬瓜哥就來分析分析。
本文組織：
- DELLEMC XtreamIO x2簡介
- 說說Scale-Out架構與全閃存
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DELLEMC XtreamIO x2簡介
2018年5月1日，戴爾EMC在DellTechnologies World宣布了最新的計算和存儲産
戴爾在5月8日宣布了對XtremIOX2的一些重要改變，XtremIO X2在其目前的産品線中，其定價減半(55%)，正試圖以一個入門級的系統打入中檔市場。XtremIO X2在其軟體中添加了新功能(提供了将變化資料複制到目标系統的複制方式)，這将減少在進行本地複制時傳輸的資料量。戴爾還宣布，未來版本的XtremIO X2将支援NVMe SCM。
DELLEMC的XtreamIO x2為一款具備橫向擴充能力的全閃存陣列。其相比上一代XtreamIO的提升如下圖所示：
每個陣列單元稱之為X-Brick。每個X-Brick單元可配置18~72個SSD。
上圖為XtreamIO x2全閃存陣列X-Brick子產品外觀圖。每個X-Brick高度為1U，分别由Storage Controller、DAE（SSD擴充櫃）、UPS電源組成，每個控制器為1U雙路伺服器，每個X-Brick配置了4個16Gb光纖通道端口、4~8個10GbiSCSI端口、4個56Gb Infiniband端口（每Controller配置2個）以及2個1Gb的管理端口。
下圖所示為XtreamIO x2的X-Brick架構。每個控制器運作了一個定制化的輕量級的Linux核心，XIOS。為了擷取最高的性能，I/O處理子產品直接運作在使用者态，直接操作底層硬體。節點間互聯采用基于Infiniband網絡的RDMA方式。
XtreamIO x2已經在實驗室環境中實作了八個X-Brick(16個節點)甚至更大的叢集，DELLEMC估計也會很快提供8個X-Brick配置的陣列。從理論上看，8個、16個X-Brick和32個X-Brick并沒有差別，但是涉及到很多測試和實際應用場景，即客戶目前是否需要這麼大的容量和性能。
X-Brick具有非破壞性XIOS軟體及硬體更新、擁有高可靠性的熱插拔更新，且不存在着單點故障。叢集化的XtremIO x2陣列中各個X-Brick可以擁有不同存儲容量;內建了VMware VAAI、vmware多通道I/O支援，資料分卷能夠誇整個系統;擁有豐富的資料保護功能。
XtreamIO x2全閃存陣列将資料分為4KB的散列塊，這些4KB的散列塊完全打散，不按照邏輯位址進行排列存儲，而是根據實體位置進行安置。如下圖所示。
資料天然帶有指紋hash，這也是XtreamIO x2實作重複資料删除的基礎。
其他一些産品也使用了類似政策，但是其資料存儲方式一般都是基于邏輯位址，時間久了之後不可避免的就會産生磁盤碎片化，進而對性能産生影響。 XtreamIO全閃存陣列的政策則是将資料徹底的打亂完全碎片化，基于4KB的資料塊通過指紋來識别、存儲、管理等。一方面可以實作全局磨損均衡，令一方面可以讓重删變得非常容易。
XtreamIO的資料保護機制XDP，通過雙階資料引擎避免了RAID5、RAID6的寫放大外，達到了RAID6的保護效果。
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說說Scale-Out架構與全閃存
分布式系統的發展有三個技術條件，分别為：高速網絡、大容量硬碟、固态媒體。這三者徹底解放了分布式系統的生産力。通俗一點說也就是：網絡快了、盤容量大了、盤速度快了。高速網絡是分布式系統賴以生存的根本，分布式存儲系統早在上世紀中後期就已經形成了理論基礎，但是一直到近幾年，網絡的時延和帶寬才足以支撐分布式系統架構。為了降低成本，業界興起所謂軟體定義，也就是利用廉價白牌機或者标準的機架伺服器，加上分布式存儲軟體管理層，搭建出軟體定義分布式存儲系統，與傳統的SAN存儲系統瓜分市場。而分布式系統的大行其道，極大的促進了固态存儲的需求量，因為為了成本考量，分布式系統中每個節點往往不會連接配接多級JBOD進而靠大量的硬碟形成高并發性能，而是隻靠每個伺服器自帶的少量盤位，加上固态盤來抵消跨網絡通信帶來的時延增加，形成讓傳統機械盤系統望塵莫及的IOPS和時延性能。
是以，固态存儲系統用于Scale-Out分布式系統可謂是非常自然的一種需求。