运维教程-大话光存储(3) 光盘库系统架构剖析

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大话光存储(3) 光盘库系统架构剖析

在上两篇中,《大话光存储(1)光存储基本原理》《大话光存储(2)神秘的激光头及蓝光技术》冬瓜哥为大家讲述了光存储的基本原理,大家应该已经有成竹在胸庖丁解牛的感觉了。然而,有几个问题制约着蓝光系统的使用:

  1. 以目前的蓝光光驱的工艺,读取蓝光碟的速度也不过十几几十MB/s,过慢。
  2. 使用100GB光盘,假设要保存上PB的档案资料的话,则需要超过一万张光碟,如何存放与管理是个大问题。
  3. 数据如何被导入到光盘上,靠手动刻盘么?不现实

必然要有一种系统,能够提供多个光驱,比如8个,甚至更多,让数据并行的写入,提升系统的吞吐量;能够将万张当量的光盘放置在一个狭小可接受的空间内,比如一个标准机柜内,并做到统一编号和管理;必须提供机械装置,能够将任何一张光盘取出放入任何一个光驱,并在刻录完后放回原位;必须提供拥有数据冗余保护,防止一张或者多张光盘同时损坏是数据的丢失;提供易用数据管理软件平台,能够将在线数据迁移到这个系统内部保存,并在需要时能够提取;提供更多细节特性,比如根据预定义策略自动迁移数据等。

能够满足上述要求的系统,就是光存储系统,或者说蓝光存储系统。下面冬瓜哥就为大家介绍一下蓝光存储系统的组成原理和实物图,还有视频分享,不容错过。声明一下,本介绍会以国内唯一拥有全自主研发蓝光存储介质技术以及生产线机械独立自主开发制造能力的企业——广东紫晶信息存储技术股份有限公司所生产的“晶铠”系列大型光存储系统(MOS,Massive Optical Storage)为样例。

大话光存储(3) 光盘库系统架构剖析

值得一提的是,市场上也有一些进口或者OEM国外品牌的蓝光存储系统存在,紫晶的MOS系统则全部是自主研发的,这也是冬瓜哥以紫晶的产品为样本的原因。

大话光存储(3) 光盘库系统架构剖析

上图所示的系统中,每个光盘都有一个很薄的独立托架,每个托架旁边有个钩状把手,机械装置通过将钩状把手拉出来从而将一张光盘拉出。

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在上图所示的系统中,每个托架可容纳12张光盘,也就是12张盘摞起来放在一个托架中,机械装置每次直接将12张盘取出,放到12个光驱中并行读写,因为这12张盘属于一个Raid组,做了数据冗余。整个的桶状装置被称为光盘匣,由成千上万个托架组成。可以转动。

整个光盘托架系统可以旋转,再加上机械手的抓取,二者共同配合从托架中抓取或者放置光盘。

下图则是一个光存储系统的全貌:其包含:机柜顶部的一台服务器、隐藏在后部的多个蓝光光驱及对应的控制模块、光盘托架系统、供电系统组成。

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整个光存储系统的逻辑拓扑如下:用户将数据通过NFS/CIFS协议拷贝到顶置服务器中,服务器可以选择使用本地硬盘,或者SAN等方式提供的存储空间,将收到的数据进行缓存,然后在后台将数据通过以太网发送给光驱控制模块(SBC,Single Board Computer),每个SBC可下挂多个蓝光光驱(ODD,OpticalDisk Driver),ODD通过SATA接口与SBC连接。SBC相当于一台独立的嵌入式计算机,其专门负责将数据写入光驱中,内含蓝光光驱的驱动程序。

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【产品规格简介】

紫晶存储的光存储系统有3个系列:分别为柜式中低端的BD系列(光盘库)、柜式高端的ZL系列(光存储系统)以及桌面式的MHL系列(光存储系统)。BD 系列产品是一种光盘库存储系统,从应用的角度而言,是可以明确感知每张光盘存储的物理边界,每个光盘匣存储的物理边界,以及每台光存储设备的边界。而 ZL 产品系列更侧重于超大规模数据的海量存储及应用,作为存储系统,在使用上,用户可以单纯地将其看作一个整体连续的存储池,从而忽略每张光盘的物理容量和边界;同时在 Scale out 技术支撑下,通过增加物理存储设备能够方便扩展其逻辑存储容量。

所以,BD系统更像是以光盘为边界的光盘管理系统,其上存储的数据格式符合标准格式,可以被任意标准光驱读写。其他来源的标准格式存储的光盘也可以纳入BD系统的管理范围。而ZL系列更像是个比较封闭的光存储系统,其有自己的存储格式,用户感知不到光盘,而只感知到NFS/CIFS目录空间。

BD系列光盘库实物如图所示。

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ZL系列在一个标准机柜内最多可装载 12240 张光盘,存储容量按型号的不同从 180TB 到 1.2PB,属于业界领先水平。支持可32 个光驱并发,支持万兆网传输。提供数据冗余技术,用户可按需要配置冗余级别,实现数据的最高安全化。

ZL系列光盘库实物如图所示。

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下面看一下桌面式的MHL系列。由于是桌面式,冬瓜哥亲手把玩了一下,的确挺有意思。

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大话光存储(3) 光盘库系统架构剖析

MHL是一台4U高度的桌面式光存储系统,其光盘库部分如下面视频所示,可以看到机械手的移动方式。其光盘匣位于机械手两边,可以用一根专用杆抽出,视频中也有介绍,同时还有刚开机之后的自检过程视频。

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总体而言,紫晶光存储系统独特优势:

  1. 较全面的产品线和规格
  2. 业界最高密度
  3. 全自主研发,有明确的产品和战略发展规划,不受其他因素牵制,利于定制化开发。

冬瓜哥认为,整个光存储的生态中,最重要的是软件部分,以及与上下游适配的工作。紫晶存储的光存储产品在硬件方面已经非常强了,在软件和生态建立方面,据悉已经有了明确的规划,冬瓜哥非常期待光存储能够为存储系统领域诸如一股新鲜的力量并持续发展下去。

在下一篇中,冬瓜哥想分享一下针对目前光存储的生态、场景方面的思考,敬请期待。

作者:冬瓜哥

文章出处:大话存储

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本文固定链接: http://kua0.com/2019/01/03/运维教程-大话光存储3-光盘库系统架构剖析/

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