Quantum Myriad新世代物件與檔案儲存系統典範

隨著非結構化資料應用型態的轉變，新一代的分散式儲存平臺紛紛以基於全快閃儲存架構的高I/O效能為訴求，Quantum日前推出的Myriad平臺，也正是這類新世代物件與檔案儲存系統的一員。

Quantum在臺灣可說是個「既熟悉又陌生」的廠牌，該公司成立於1980年，迄今已有40年以上歷史，可說是當前最資深的儲存廠商之一。Quantum最初是以機械式硬碟產品起家，在1994年時曾一度成為當時全球最大的硬碟製造商，也是當時臺灣消費者最熟悉的硬碟廠牌之一，40歲以上的IT用戶大多還會對Quantum硬碟產品留有印象。但Quantum在2000年代初期退出硬碟業務，轉向備份、歸檔儲存，以及影像儲存管理領域，也自此淡出消費IT產品市場。

經由2000年代前後的一系列併購，Quantum成為主要的磁帶、備份儲存伺服器與物件儲存系統供應商之一，近來還開始進軍視訊監控儲存應用。

而我們這裡介紹的Myriad平臺，便是Quantum針對物件與檔案儲存應用推出的新產品，目前正進入早期用戶部署階段，預定今年第3季正式發布。

兼顧擴展性與效能的非結構化資料應用新需求，帶動全新儲存平臺問世

早期的非結構化資料應用，大多是相對靜態的大量資料保存、歸檔，因而早期針對非結構化儲存應用的物件與檔案儲存平臺，也都是以擴展性，以及資料可用性與耐久性為主要訴求。但近年來出現了一系列需要高I/O效能才能支撐的非結構化資料應用，例如巨量資料分析、AI、機器學習等，連帶也對於儲存平臺有了不同於以往的要求：不僅須具備高擴展性，也必須提供高效能。

Quantum旗下原本已有ActiveScale這個歷史悠久的分散式物件與檔案儲存平臺，然而，誕生於2010年的ActiveScale，屬於上一代的物件儲存平臺，主要針對資料歸檔與大容量儲存應用，擁有強大的擴充性，也兼具物件與檔案儲存服務能力，但效能表現便有所欠缺，面對Pure Storage、VAST Data與StorOne等廠商的新一代分散式物件與檔案儲存平臺，產品競爭力有所不足，而這樣的態勢也促使Quantum另起爐灶，發展了Myriad這個全新平臺。

Myriad儲存平臺的基本特性

Myriad是能原生支援物件與檔案儲存服務的分散式平臺，可支援NFS、SMB、S3等主要的檔案與物件傳輸協定，也支援Nvidia的GPU-Direct傳輸協定，以及Quantum自身的專屬用戶端傳輸協定。

在資料保護與可用性方面，Myriad提供N+2 Erasure Coding資料保護機制，可以承受2臺磁碟或節點的失效，在基本的5節點組態下，提供3+2的Erasure Coding保護架構，隨著節點數量增加，保護架構也將自動調整為4+2、5+2到10+2不等。

Myriad也能提供快照、Clone、遠端複製、Inline重複資料刪除，以及壓縮，具備完整資料服務功能。

在部署方面，Myriad採用軟體定義架構，可安裝在標準的x86伺服器上，並分為3種節點，提供前端網路管理的負載平衡節點（Load Balancer Node），用於提供儲存空間的NVMe儲存節點（NVMe Storage Node），以及用於系統部署、擴展與更新的部署節點（Deployment Node）。

其中作為核心的是NVMe儲存節點，除了提供儲存空間，也負責運行Myriad軟體。而每個Myriad儲存叢集，需要至少2臺扮演負載平衡節點的交換器（有Layer 3管理功能的100GbE交換器），1臺部署節點，以及5或10臺儲存節點，其中的儲存節點可擴展到上千臺的規模。

至於Myriad叢集的管理，則是透過單一IP位址登入的圖形管理介面來執行，這個管理介面提供了自動化的運作狀態偵測、系統修復與擴展功能，也能結合Quantum的雲端AI管理平臺，提供即時監控與資源使用分析等進階功能。

Quantum Myriad基本架構

Myriad由3種節點組成：（1）用於叢集部署與升級的部署節點，（2）運行Myriad軟體與提供儲存空間的NVMe儲存節點，（3）提供與用戶端環境介接的負載平衡節點。

圖片來源：Quantum

實現高效能分散式儲存的關鍵：NVMe搭配RDMA打通內外I/O傳輸

若要使分散式儲存系統實現高效能，關鍵在於打通內部與外部的I/O傳輸通道，首先，透過NVMe全快閃儲存架構，來為儲存節點提供低延遲、高IOPS的內部I/O，再結合RDMA網路來連結各個節點，提供高頻寬、低延遲的跨節點I/O。

在這樣的架構之下，Myriad的每一臺儲存節點，都是基於NVMe SSD的儲存架構，可以保證個別儲存節點的I/O效能。各個NVMe儲存節點再透過100GbE RDMA網路互連，藉由這種高頻寬、低延遲的跨節點傳輸通道，讓Myriad的儲存節點之間，可以高效率地執行跨節點存取與負載均衡，任一臺儲存節點都能存取叢集其他節點的NVMe SSD，就如同存取本身的SSD；而所有前端寫入I/O，也都會均衡分散給每一臺儲存節點承載。

與同類產品的對比：無共享叢集架構結合軟體定義部署

為了瞭解相近類型產品之間的差異，我們整理一份比較表，對象是Quantum的Myriad與既有的ActiveScale，以及2款新一代平臺：Pure Storage FlashBlade、VAST Data Universal Storage等的基本架構特性。

相較於ActiveScale這類上一代平臺，Myriad等新一代平臺最大不同之處，便是內部與外部I/O架構的差異。在節點內部I/O方面，ActiveScale仍採用SSD+硬碟的混合架構，且SSD只是作為快取，而Myriad等新一代平臺都採用全NVMe快閃儲存架構。在節點外部I/O方面，新一代平臺都是基於100GbE RDMA網路，而ActiveScale則是非RDMA架構的乙太網路互連。

不過，Myriad、FlashBlade與Universal Storage這幾種新平臺雖然具有相似的I/O架構，但是，在叢集架構與硬體需求方面存在關鍵差異，這也形成這些產品各自的特色。

在叢集架構方面，Myriad與FlashBlade都屬於較常見的「無共享」叢集架構（shared-nothing），每臺節點都擁有獨立的記憶體與儲存空間，能獨立回應前端的I/O存取需求。而VAST Data則採用截然相反的「解構與共享一切」（disaggregated shared everything，DASE）叢集架構，由運算節點與儲存節點等2種節點組成叢集，透過這2種節點的組合，來回應I/O存取需求。

對比兩種架構，「無共享」較為單純，用戶只需部署與管理1種節點，而「共享一切」架構則相對複雜，但擴充較具彈性，可視需要個別擴充運算與儲存節點，單一節點失效的影響也較小，只會損失該節點角色的運算或儲存資源。相對的，無共享架構的單一節點失效時，就會同時損失該節點的運算與儲存資源。

而在硬體組態需求方面，FlashBlade則是基於Pure Storage專屬的刀鋒模組與儲存模組，是完全的專屬硬體架構，VAST Data對於硬體也有特殊要求，例如，必須搭配原廠認證的SCM與QLC儲存模組。相較下，Myriad是單純的軟體定義架構，只需標準的伺服器與NVMe SSD即可，部署門檻相對低了許多，但相對地，也不像前2者可結合特殊硬體提供最佳化效能。

從另一方面來看，Myriad這種基於通用硬體打造的高效能叢集架構，也可視為新一代分散式物件與檔案儲存平臺的標準範本，不使用特殊或專屬硬體，採用通行的無共享叢集架構，都是這個領域最通行、門檻最低的架構，可作為比較同類平臺時的基準。