天翼云存储资源盘活系统 HBlock，全面释放企业数据价值

9 月 6 日，天翼云与科技媒体 InfoQ 联合举办的以“存储难题新解法，揭秘极/致易用的 HBlock”为主题的线上技术分享会圆满落幕。天翼云国际业务事业部研发专家武志民与存储产品线总监魏玮以“天翼云存储资源盘活系统 HBlock，深挖独创技术亮点与实战演练”为主题，分享了 HBlock 在安装部署、数据可靠性和安全性保障、混沌测试与性能分析等内容。

安装部署超易用，打造企业数据存储底座

随着数字经济的蓬勃发展，数据作为核心生产要素，已成为数字经济发展的重要基石。与此同时，数据规模持续爆炸性增长，数据类型不断丰富，企业对数据处理与分析速度要求越来越高，带来了一系列存储的新挑战。

尽管市场上的分布式存储产品和解决方案层出不穷，但如何提高企业存储资源利用率，同时满足安全可靠、高性能、方便易用、降本增效等需求并不容易。在天翼云最新发布的存储资源盘活系统 HBlock 中，我们看到了分布式存储的全新“解题思路”。

作为天翼云自主研发的业内第一款全用户态的软件定义存储产品，HBlock 采用极简设计模式，相比于传统存储存在建设周期长、安装部署复杂、扩容难等问题，HBlock 安装包只有 170MB 左右，可安装在任何主流 Linux 操作系统上，不依赖于 NTP 服务器，3 个命令行完成安装部署，3 分钟即可建立数据中心级别集群，大幅降低安装部署门槛，同时可以按需扩容，为用户带来极佳的使用体验。

与传统存储软硬一体的模式不同，HBlock 对底层基础设施完全解耦，可以适配存量异构服务器环境，解决了硬件兼容性问题，可将 X86、ARM、龙芯等不同架构服务器上的存储资源进行统一管理，转换成高性能的虚拟存储阵列，通过标准 iSCSI 协议提供分布式块存储服务。

高可用技术架构，保障企业数据安全

通常，人们认为传统集中式存储的软硬件结合模式才具有极高的可用性，HBlock 用出色的技术架构在纯软件上实现了令人刮目相看的高可用性。HBlock 基于 MPIO 的“一主多备”方案，故障场景下支持数据链路自动切换，集群中所有服务都采用冗余模式部署，数据处理过程不依赖任何时钟服务器，使用天翼云自研的分布式租约和心跳机制进行主备切换，从发生故障到故障发现，再到完成服务接管，整个过程几秒内就能完成。在切换过程中，分布式多控制器保证了两个缓存之间的数据是强一致的，确保数据不丢失。

针对不同容量、不同性能表现、不同负载的节点及磁盘组成的集群，数据应当如何分布，由 HBlock 的多因子权重算法来决定：针对空间总量、使用量、使用率的空间因子；针对读写并发数、内存、磁盘负载的负载因子；针对时延、带宽的网络因子。三种因子通过综合计算得出总体权重，用来确定数据存放的节点或磁盘，充分发挥各个部件的性能，同时可避免性能差、负载高的节点及磁盘成为性能瓶颈。

HBlock 还通过灵活的 QoS（Quality of Service，服务质量）特性来保障读写的服务质量。在空间和内存紧张时，会触发一个平滑的降速，同时在管理侧通过告警、系统事件、发邮件等方式通知管理员人为干预，这样可以避免存储资源耗尽导致业务突然中断的问题。HBlock 具有读写分离控制的机制，对于不同的资源，降速的请求是不一样的，空间紧张时降低写速度，内存紧张时同时降低读写速度。扩容后，由多因子权重算法决策平衡方案，负载向新节点倾斜，可灵活配置业务优先或数据恢复优先策略，满足不同需求场景。

HBlock 可以设置节点或磁盘级别的故障域，每个存储卷都可以选择纠删码或副本等不同的冗余方式。可以检测数据静默错误，保障数据完整性。另外，HBlock 是面向混沌环境的设计的，在各种弱电（电源不稳定、时钟抖动、CPU 降速）、弱盘（老化降速、读写失败）、弱网（网卡降速、丢包、错包）等情况下，通过分布式租约、实时感知故障、多因子空间分配、坏盘后快速重构等技术手段确保数据不丢。

高性能实战表现，激活企业数据潜力

HBlock 的存储性能表现优异，单卷 IOPS 可达 15 万次、读写延迟 200 微秒的性能表现完全能够胜任多种业务场景的性能需求，并支持 1024 节点弹性扩展和 PB 级存储资源池。HBlock 之所有具有如此出色的性能，要归功于领先的分布式多控制器架构和智能调度算法，通过多模式写缓存与读缓存的设计来实现高性能。

HBlock 具有 WriteBack、WriteThrough、WriteAround 三种写缓存模式，可以根据不同场景的读写需求来动态调整；同时，HBlock 会根据网络距离和节点负载选择最合适的节点，将数据放在缓存中，避免对磁盘频繁的小 IO 操作，更好地发挥存储介质的性能。

通过与开源 Ceph 的对比测试发现，在 1MB 大 IO、三副本读写的场景下，HBlock 读带宽 300 多兆，写带宽 350 多兆，是 Ceph 的 2 倍以上。随机读、随机写的带宽也是 Ceph 的 1 倍以上。用 4K 小 IO 进行读写，HBlock 性能表现有更突出的优势，单线程读写场景下 HBlock 的读、写、随机写性能均为是 Ceph 的 3-5 倍。即使是在 32 个并发的场景下，HBlock 的性能也是 Ceph 的 1-2 倍。而 EC 更是 HBlock 的优势领域，用 EC2+1 模式代替三副本模式，HBlock 的性能可以达到 Ceph 的 5 倍以上，在空间使用率方面，得盘率由 33.3%翻倍，达到 66.7%，可在提升性能的同时显著降低存储成本。