一、概述

UUS是我公(gōng)司自主研發的分(fēn)布式統一存儲，采用(yòng)對稱式架構、基于scale-out的橫向擴展設計，可(kě)以基于通用(yòng)硬件構建出大規模分(fēn)布式存儲集群。UUS采用(yòng)底層硬盤管理(lǐ)和上層資源管理(lǐ)兩層虛拟化管理(lǐ)模式，在系統内部把硬盤劃分(fēn)成更小(xiǎo)粒度的數據塊，邏輯磁盤不再是由節點内固定的某些硬盤組成，而是構建在不同設備上不同硬盤中(zhōng)的數據塊之上。與傳統RAID、副本等數據保護技(jì )術各自優點、短闆明顯的技(jì )術特性不同，UUS兼具(jù)各種傳統數據保護技(jì )術的優點，在可(kě)靠性、性能(néng)、空間利用(yòng)率、TCO等各方面均衡。UUS同時提供塊、文(wén)件和對象等多(duō)種數據接口，可(kě)同時适用(yòng)于不同的業務(wù)應用(yòng)場景。UUS數據保護級别靈活，空間利用(yòng)率高，支持存儲系統的快速重構、快速擴容和容量自動均衡，支持大RAID（幾十乃至上百塊盤組成的RAID），系統部署維護簡單。同時UUS作(zuò)為(wèi)海量存儲系統，在系統運維方面也加入了很(hěn)多(duō)特性，更适合雲環境和大規模數據中(zhōng)心部署，為(wèi)用(yòng)戶帶來維護的便利和運維成本的降低。

二、UUS技(jì )術原理(lǐ)

UUS采用(yòng)自主研發的URAID糾删碼數據保護技(jì )術，建立在分(fēn)布式、節點間數據冗餘校驗的基礎上。數據進入系統之後，首先被切分(fēn)成N個數據塊，然後計算出M個冗餘塊，并最終保存在N+M個不同的節點中(zhōng)。

由于同一條帶的數據保存在不同節點中(zhōng)，所以UUS不僅能(néng)支持硬盤級的故障，而且能(néng)夠支持節點級的故障，保證數據不丢失。隻要系統中(zhōng)同時故障的節點數不超過M，系統就可(kě)以持續提供服務(wù)。通過數據重構過程，系統可(kě)以恢複出損壞的數據，恢複整系統的數據可(kě)靠性。

另外，UUS系統還提供一種N+M:K的數據保護方式，可(kě)以支持M個硬盤故障或者K個節點故障。這種保護方式在節點數量少于N+M的小(xiǎo)容量系統中(zhōng)非常有(yǒu)效。

UUS原理(lǐ)示意圖

UUS系統能(néng)夠提供更加靈活的數據保護級别：N+M或者N+M:K，不同的N、M和K的值能(néng)夠通過不同的冗餘配比實現不同的系統安(ān)全級别，用(yòng)戶可(kě)以根據業務(wù)需求進行配置。用(yòng)戶甚至可(kě)以針對不同的數據通過不同的冗餘比采用(yòng)不同的安(ān)全級别，這意味着用(yòng)戶可(kě)以靈活多(duō)變地根據自己的實際需求來設置最适合的可(kě)靠性。

産(chǎn)品特點：

全局數據校驗，節點級故障容錯

UUS系統内部把硬盤劃分(fēn)成更小(xiǎo)粒度的數據塊進行全局化統一管理(lǐ)，組成URAID的是橫跨不同設備的不同硬盤中(zhōng)的數據塊，而非同一台設備中(zhōng)預先指定的某些硬盤整體(tǐ)。在UUS系統中(zhōng)不但特定數量氛圍内的硬盤故障不影響系統正常運行，而且整機設備故障也依然能(néng)夠保證系統的安(ān)全，提供了跨存儲節點的數據保護能(néng)力。

數據保護靈活，空間利用(yòng)率高

傳統數據保護方式僅能(néng)容許一塊或兩塊硬盤同時失效，UUS在數據保護級别方面更加靈活，可(kě)以容許系統内更多(duō)的硬盤同時故障而不影響在線(xiàn)應用(yòng)。用(yòng)戶不但可(kě)以根據實際需求自行設定，而且可(kě)以根據不同數據設定不同的安(ān)全等級。在提供高可(kě)靠的同時，UUS系統同時實現了高空間利用(yòng)率（見空間利用(yòng)率計算表格），使得在同樣數據量的情況下，實際部署的硬件數量最小(xiǎo)化，大幅降低機房空間、系統功耗、制冷能(néng)耗等需求。

高速重構，系統高可(kě)用(yòng)

硬盤容量已經從幾十GB、幾百GB增長(cháng)到了6TB，這使得傳統RAID的重構延長(cháng)到了幾十個小(xiǎo)時。在重構過程中(zhōng)，傳統RAID處于非冗餘的降級狀态，并且此時的業務(wù)和重構雙重壓力導緻硬盤故障率上升，意味着極大的數據丢失風險。

基于底層塊級精(jīng)細化虛拟化統一管理(lǐ)的URAID使數據均勻分(fēn)布在所有(yǒu)硬盤上，重構時把需要重構的數據均勻寫到所有(yǒu)硬盤上，克服了傳統RAID重構時重構數據向單個硬盤（熱備盤）寫入的性能(néng)瓶頸，消除重構熱點，重構速度由以天計變為(wèi)分(fēn)鍾級，降低了整個RAID失效概率，提升了存儲系統的可(kě)靠性，降低數據丢失風險。

故障自修複，系統更可(kě)靠

URAID技(jì )術面向硬盤進行了多(duō)重可(kě)靠性設計，包括：硬盤自動巡檢、故障告警、故障自動修複等多(duō)種可(kě)靠性保障。磁盤巡檢中(zhōng)發現的警告盤（即将故障的硬盤），可(kě)自動進行數據遷移，等到有(yǒu)一定數量的故障盤後，批量進行處理(lǐ)維護。

針對不可(kě)修複的硬盤局部故障，URAID可(kě)以隻針對硬盤的故障數據塊進行重構，進一步縮短重構時間，降低數據丢失風險。

優化IO路徑，性能(néng)出衆

UUS采用(yòng)全内核設計，數據進入UUS存儲集群後不再反複在内核和用(yòng)戶态之間拷貝，直接從内核寫入磁盤，簡化IO路徑，提升存儲效率。UUS還提供自動慢盤檢測功能(néng)，對影響集群性能(néng)的磁盤進行離線(xiàn)檢測，該檢測不影響業務(wù)運行。

人性化運維，保證系統持續運行

UUS作(zuò)為(wèi)經常大規模部署在數據中(zhōng)心的海量存儲集群，為(wèi)保證運維的簡便性，降低運維過程可(kě)能(néng)出現的風險提供了很(hěn)多(duō)特性。UUS允許在符合槽位或者型号的規則時自動将磁盤加入存儲池；支持磁盤被誤拔後不會第一時間觸發全局重構，而是給出告警延時重構；設計節點維護狀态，保證節點在計劃内維護時離線(xiàn)不會導緻系統重構或崩潰；允許在系統故障超過冗餘限制時仍能(néng)進行讀寫操作(zuò)等。

靈活易用(yòng)，簡化應用(yòng)對接

Scale-out設計，存儲系統性能(néng)和容量可(kě)以随節點數量增長(cháng)達到線(xiàn)性的擴充。全系統使用(yòng)基于x86架構的服務(wù)器，基于自身I/O路徑優化，UUS對計算資源使用(yòng)率極低，使得存儲節點可(kě)以承載更多(duō)類型的業務(wù)。多(duō)數基于Linux的應用(yòng)，都可(kě)以方便的嵌入到UUS系統中(zhōng)，降低了用(yòng)戶IT系統的硬件需求，簡化了網絡部署，同時，由于應用(yòng)于存儲系統合一，也降低了數據I/O性能(néng)對網絡的依賴。

産(chǎn)品規格：