寶德SSD服務(wù)器應(yīng)用于視頻網(wǎng)站的解決方案
近年來(lái),三網(wǎng)融合趨勢(shì)顯現(xiàn),視頻網(wǎng)站異軍突起,無(wú)論是P2P直播網(wǎng)站,BT下載站,還是本地視頻播放軟件,都將向影視點(diǎn)播擴(kuò)展作為自己的一塊戰(zhàn)略要地。影視點(diǎn)播已經(jīng)成為各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)視頻運(yùn)營(yíng)商的兵家必爭(zhēng)之地,寶德SSD服務(wù)器視頻解決方案局恰恰能提升視頻網(wǎng)站的專(zhuān)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,并從2008年起就在國(guó)內(nèi)SSD服務(wù)器解決方案領(lǐng)域居領(lǐng)先地位。
需求分析
網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)容發(fā)布主要經(jīng)歷了幾種模式:傳統(tǒng)的內(nèi)容發(fā)布模式,CDN(Content Delivery Network)方式,P2P(Peer-to-Peer)方式以及CDN+P2P方式。從目前的現(xiàn)實(shí)來(lái)看,P2P無(wú)疑是目前視頻網(wǎng)站最為廣泛的技術(shù)應(yīng)用,而更有德國(guó)互聯(lián)網(wǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)iPoque稱(chēng),P2P已經(jīng)徹底統(tǒng)治了當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng),其中50-90%的總流量都來(lái)自P2P程序解決P2P技術(shù)問(wèn)題也就成為了網(wǎng)絡(luò)視頻解決方案的核心。
寶德研發(fā)部門(mén)經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的深入研究,推出CDN+P2P技術(shù)相結(jié)合的方法,并提出SSD(Solid State Disk,固態(tài)硬盤(pán))視頻網(wǎng)站解決方案。使用SSD固態(tài)硬盤(pán)代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬盤(pán),發(fā)揮SSD不需要傳統(tǒng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī),沒(méi)有旋轉(zhuǎn)反應(yīng)、磁頭定位和搜索時(shí)間,因此SSD的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間僅為幾十微秒數(shù)量級(jí),而且并發(fā)讀寫(xiě)能力達(dá)到每秒上萬(wàn)次。
設(shè)計(jì)原理
SSD在視頻網(wǎng)站中的應(yīng)用方案應(yīng)該采用當(dāng)今最先進(jìn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù),加上安全有效的方案設(shè)計(jì),構(gòu)造一個(gè)提高系統(tǒng)緩存的視頻網(wǎng)站系統(tǒng)。當(dāng)你為視頻點(diǎn)播安排一臺(tái)服務(wù)器時(shí),關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)就在于每秒隨機(jī)I/O. 你需要添加內(nèi)存來(lái)提高內(nèi)存命中率并減少I(mǎi)/O次數(shù),或者需要添加磁盤(pán)以支持應(yīng)用程序所需的I/O速率。增加內(nèi)存的問(wèn)題在于其線(xiàn)性成本――最新的DIMM成本和最初的DIMM的是一樣的,可價(jià)值卻僅呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)。由于工作量是隨機(jī)的,增加內(nèi)存僅能得到大約按照內(nèi)存平方根比例減少的I/O。所以考慮在成本及IOPS等多種因素后,建議采用SSD硬盤(pán)來(lái)取代普通HD硬盤(pán)。
解決方案
針對(duì)視頻網(wǎng)站需要提高緩存的實(shí)際需求,寶德設(shè)計(jì)了將服務(wù)器的普通硬盤(pán)更換為SSD硬盤(pán)的方案。
相對(duì)傳統(tǒng)硬盤(pán),SSD硬盤(pán)巨大的并發(fā)讀寫(xiě)能力足夠支撐網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)需求,單位業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的性能提升使得設(shè)備投資減少、運(yùn)營(yíng)成本降低和運(yùn)營(yíng)能力提升。經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)硬盤(pán)方案與SSD方案的對(duì)比測(cè)試,使用SSD網(wǎng)絡(luò)視頻解決方案之后,服務(wù)器的帶寬和并發(fā)連接數(shù)及業(yè)務(wù)能力分別提升8倍;每個(gè)節(jié)點(diǎn)可支撐的用戶(hù)數(shù)增加,節(jié)點(diǎn)數(shù)量減少;服務(wù)器資源有效利用率提高,服務(wù)器數(shù)量減少,隨之IDC機(jī)房租用、運(yùn)維成本也相應(yīng)減少,使得整體運(yùn)營(yíng)成本降低60%以上。
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寶德PR2024S-SSD在2U空間內(nèi),提供多達(dá)24個(gè)SAS/SATA熱插拔硬盤(pán)位,支持普通HDD碟式硬盤(pán)和SSD固態(tài)硬盤(pán),最大提供24T數(shù)據(jù)空間,滿(mǎn)足多種大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸、高帶寬和I/O處理能力的高要求;SSD固態(tài)硬盤(pán)具有功耗低、穩(wěn)定性好、運(yùn)行速度快、抗震性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),并且固態(tài)硬盤(pán)運(yùn)行時(shí)散熱也更小、更加安靜。平均故障間隔時(shí)間可達(dá)到200萬(wàn)個(gè)小時(shí),數(shù)據(jù)傳輸速度比傳統(tǒng)硬盤(pán)快30-40倍。SSD硬盤(pán)具有的極高優(yōu)勢(shì),能顯著提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的并發(fā)讀寫(xiě)能力,解決網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用所遇到的硬盤(pán)性能瓶頸問(wèn)題,提供用戶(hù)完美的網(wǎng)絡(luò)視頻體驗(yàn)。固態(tài)硬盤(pán)與普通硬盤(pán)對(duì)比分析(僅作參考):
關(guān)鍵指標(biāo)
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SSD(SLC單級(jí)單元)
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SSD(MLC多級(jí)單元)
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普通硬盤(pán)
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讀速度
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<250MB/s
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<200MB/s
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<65MB/s
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寫(xiě)速度
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<170MB/s
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<70MB/s
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<65MB/s
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延遲
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<75us
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<75us
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<75ms
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4K 隨機(jī)寫(xiě) IOPS
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>4K
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>4K
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<150
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客戶(hù)收益
1)提升讀寫(xiě)能力。SSD硬盤(pán)讀速度能夠大于250MB/s,寫(xiě)速度能夠大于170MB/s,存取時(shí)間小于75us;IOPS(512byte random read)達(dá)到了35000次,每秒的I/O次數(shù),是傳統(tǒng)硬盤(pán)無(wú)法比擬的,完全能夠應(yīng)付頻繁的數(shù)據(jù)寫(xiě)入。由于閃存是有壽命期限的,因此 SSD采用了動(dòng)態(tài)平均寫(xiě)入技術(shù),使每一個(gè)塊都達(dá)到了擦寫(xiě)10萬(wàn)次的要求,進(jìn)行24小時(shí)不停擦寫(xiě),可以達(dá)到至少8年的時(shí)間。SSD顯著的高IOPS指標(biāo),目前服務(wù)器只要被密集訪(fǎng)問(wèn)困擾,把傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)更換成SSD,服務(wù)器的并發(fā)響應(yīng)速度提升了50~100倍。
2)節(jié)省成本。普通磁盤(pán)有較大容量而缺乏IOPS,因此,隨機(jī)IOPS密集型的工作負(fù)載中,隨機(jī)IOPS就成為了采用傳統(tǒng)磁盤(pán)的制約因素。而SSD擅長(zhǎng)IOPS。當(dāng)支持你的IOPS需求所需的磁盤(pán)成本大于能夠支持該應(yīng)用需求的SSD的費(fèi)用時(shí),固態(tài)硬盤(pán)更具成本效益。如果文件非?;钴S,I/O寫(xiě)操作頻繁,具有恢復(fù)日志和撤銷(xiāo)片段,那么SSD就是不錯(cuò)的選擇。如果在數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境中,恢復(fù)日志和撤銷(xiāo)片段影響了當(dāng)前磁盤(pán)的I/O性能,此時(shí)利用RAM就能迅速提高I/O性能,實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。
3)環(huán)保降噪。傳統(tǒng)機(jī)械式硬盤(pán)在數(shù)據(jù)讀寫(xiě)過(guò)程中,從尋道到定位數(shù)據(jù)都要借助電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行,從而耗費(fèi)大量的電量,15000轉(zhuǎn)硬盤(pán)功耗在18W。SSD固態(tài)盤(pán)在運(yùn)行當(dāng)中數(shù)據(jù)可以經(jīng)過(guò)I/O總線(xiàn)直接存儲(chǔ),不需要復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng),功耗極低,功耗在0.35W。
4)確保穩(wěn)定。SSD固態(tài)盤(pán)的抗沖擊可以達(dá)到1500G,抗震動(dòng)可以達(dá)到5G(7~2000HZ)。SSD低功耗和抗震動(dòng)從物理上確保了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,在SSD內(nèi)部集成ECC校驗(yàn)單元,可以進(jìn)行4bit/512Bytes,確保了在進(jìn)行大量數(shù)據(jù)交換或傳輸過(guò)程的正確性。此外,SSD支持各種RAID模式。內(nèi)部集成類(lèi)似UPS功能,在突然斷電的情況下,內(nèi)部可以存留幾秒中的電流,將未寫(xiě)完的關(guān)鍵數(shù)據(jù)寫(xiě)入閃存中,確保了斷電引起的數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象,大幅提升服務(wù)器存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能