天翼云将实施SMR技术的国内商业化，或将成为存

标题：天翼云将制作国内SMR技术广告或将在存储市场上取得下一步进展。
1 ??????????SMR技术过去和现在
目前大数据的爆炸式增长，原有的存储容量不能满足用户的需求，SMR（磁性堆叠录音）技术的诞生，垂直磁记录它已经逐渐达到了存储密度相同的限制磁记录技术可以通过叠加SMR技术来提高磁道密度。它是15％-25％，进一步降低了GB单位的成本。目前，SMR磁盘的单磁盘容量已达到14 TB。HDD制造商计划在2018年下半年发布18 TB SMR光盘。它的容量大约是主流企业市场中使用的8 TB SATA / NL_SAS磁盘的两倍。
读取盘上的数据所需要的磁道宽度SMR磁盘比写入数据道所需写入数据时被堆叠作为瓦片层轨道宽度，即通过层迭层的特性更小的使用它。SMR技术通过重叠轨道来减少轨道之间的距离，增加每单位面积的存储密度，并增加磁盘的容量（图1）。
图1 SMR磁盘和普通磁盘磁记录的比较
在未来，但你也可以将SMR技术，以增加容量微波辅助磁记录（MAMR）和磁力辅助磁记录（HAMR）技术，磁盘制造工艺有了很大的改变。可以通过对现有磁盘进行微小修改来实现SMR。目前，SMR产品可在主要磁盘供应商（如希捷和西部数据）的产品线上使用。
2.天一云OOS KVDisker克服了SMR技术的瓶颈
目前，SMR技术应用于中国电信Tianyiyun OOS（对象存储）产品系列，它已经商业化的第五代Tianyiyun OOS的存储产品。与此同时，天翼云计划在第六代国家存储网络（OOS）中大规模使用它。它将成为存储领域创新应用的参考点。
1 SMR技术的局限和挑战
虽然SMR技术可以提高容量并降低成本，但是这种技术应用存在问题和挑战。在轨道重叠之后，它们必须连续写入。出于这个原因，诸如被普遍用在工业中，因为有需要随意改变，不能SMR磁盘上运行EXT / XFS，磁盘文件系统，它是SMR应用的一个大问题。在业界，只有少数国际云计算巨头如Microsoft Azure在技术规模上拥有足够的商用SMR光盘。
中国电信的面向对象存储（OOS）一直在努力降低存储空间的单位成本和功耗。和磁盘提供商。
SMR磁盘的应用存在几个问题。
1.当使用在单元中的管理SMR模式，顺序写入在盘上实现时，更高不需要改变应用层对于随机磁盘固件资源是有限的，其性能的服务请求它不能保证，服务要求几乎是不可能的，只能在写入后应用于未更改的文件数据，不能用于标准的OOS存储。在行业中，有些公司不愿意投入研发来使用上述磁盘来降低成本。结果，性能下降并最终停止。 2.主机管理采用SMR模式，磁盘分为多个区域，区域可以随机写入。主机管理的SMR为主机提供区域管理接口，主机保证顺序写入数据。新管理命令没有兼容的文件系统。您需要更改文件系统或重新开发新文件系统。组织者
3.操作系统内核与HBA卡的兼容性需要严格测试不兼容的系统可能无法识别SMR磁盘。如果使用不兼容的HBA，则磁盘上SCSI命令的顺序可能会失真，并且可能会发生写入错误。
4.垃圾收集（GC）：SMR磁盘需要顺序写入的问题是您不能直接重用已删除的空间，并且需要将有效数据移动到另一个位置以回收空间有一件事。为了使SMR最终可用，正确设计空间分配和恢复算法以减少不必要的数据移动非常重要。
5，数据重建时间：大容量硬盘，如果发生故障，如果磁盘在数据重建过程中损坏，其数据重建时间会很长。如果复制，数据可能会丢失。
2天Wing Yun OOS如何打破SMR技术瓶颈
虽然应用SMR磁盘存在许多技术问题，但我们可以通过行业领先产品的趋势看到未来硬盘开发的方向。即使技术，以进一步增强磁性密度HAMR，SMR技术变得主流，只要大于所述写入数据的数据的读出宽度的宽度，SMR技术始终存在。同时，SSD还需要类似的机制来减少闪存颗粒的消耗，因此对应于SMR的“顺序照明”可能是未来的趋势。自2015年以来，OOS一直在研究和开发由主机管理的SMR。 中国电信天翼云OOS是，通过产品的设计和R＆d的优势删除了大量的优化和软件层，它同时克服了SMR的技术限制已经解决了技术更新带来的不利影响。通过在容量的增加所提供的优点，不仅增加了单个机器的存储容量的上限，有可能避免读/写效率和瓶颈的瓶颈。读/写性能
与此同时，随着中国电信OOS，天翼云系列类似于SMR盘兼容，我们设计KVDisker文件系统的关键值存储系统的特点结合起来。它有效地降低了风险，并参照SMR技术相关的问题，它就能以实现基础上，SMR技术在行业内盘的主要应用的技术和应用完全集成。KVDisker是由中国电信天翼云OOS自主研发团队全面开发的技术。它不依赖于任何标准文件系统（如EXT / XFS），它直接读写磁盘。除上升和开源软件没有使用支持SMR盘供应商之间的关系的下降，该代码已被充分研究，它没有任何厂家的任何外部支持。天翼云OOS + D还帮助磁盘厂商找到并解决了磁盘固件错误，两种产品的质量也有所提升。
图2显示了KOSisker在OOS系统中的位置。
（1）对象层分析协议并保存对象的属性。
（2）Ostor层负责保证对象冗余。 （3）KVDisker负责读写磁盘。对于更高层服务，KVDisker直接提供键值API。它可以轻松访问现有的OOS系统。对于较低层磁盘，KVDisker直接管理PMR和SMR磁盘而无需文件系统。
图2. KVDisker在系统中的位置
总之，KVDisker解决了SMR磁盘应用程序可能出现的磁盘速度问题的兼容性问题，性能问题，垃圾收集效率问题和优化问题。
SMRTianyi技术云设计和解决方案面临问题和挑战
1.无法控制的表现
从元数据，数据和空间分配三个方面读取，写入，替换和恢复的效率得到全面提高。
2.新型磁盘的兼容性问题
联合磁盘提供商执行大量测试。对于测试问题，应用程序层分配空间以确保发送指令的顺序，以避免由不正确排序的SCSI指令引起的问题。
高效的垃圾收集
根据算法动态选择回收区机制，可以大大减少GC移动的数据量，并最大限度地减少业务影响。
数据重建时间很长。
在重建数据时，通过参与整个组来极大地提高重建速度，从而最大限度地减少数据丢失的可能性。
5.可靠性
（1）完整的数据安全验证，确保数据的可靠性和数据的一致性。（2）在时间内查找并纠正错误，以便验证错误的结果有效地保证数据的可靠性。
2.1兼容性
天翼云美，尽管我们进行了主要的HBA卡的严格测试，用于将SCSI命令的问题受到干扰，该指令的顺序依次分配空间给应用层已经保证被转移。
2.2表现
在性能方面，天翼云计算有三个维度，数据和元数据的空间，这种的分配由阅读，写作，发布和搜索的效率全面提高。
1.元数据：在大规模的文件系统，KVDisker元数据，时间戳，数据的位置的完整元数据结构进行比较，并且只保存需要的数据，诸如验证值。由于KVDisker元数据很小，因此可以大大提高恢复速度。
2.元数据存储：文件系统的元数据存储在磁盘上的几个地方，文件KVDisker元数据路径是缓慢的被整齐地存放在磁盘的传统领域。在某些测试环境中，替换效率是文件系统的10倍。
3，读取元数据：KVDisker只需要一个读取元数据的请求，它不需要查找目录来提高读取效率。
4，空间分配：KVDisker顺序分配空间最大化顺序盘的高速写入功能，提高写入速度。
5.数据读：KVDisker发送SCSI命令直接读取命令，并且在平行于长数据的多个SCSI命令的发送，并且使大部分的磁盘请求队列的优化读取速度我会的。
2.3垃圾收集 目前，市场SMR磁盘大小相同，每个256 MB。要恢复区域中的数据，首先需要读取有效数据，然后编写非活动区域，最后更新元数据。在SMR盘的情况下，如果你给在性能设计的稳定造成严重影响的合理性和垃圾收集算法的系统，并写入数据时，将发生垃圾收集的延迟。GC可以引起写入放大，合理选择GC区域，减少移动数据总量，提高系统性能，降低功耗。 底层系统很难确定哪些数据是冷的，哪些数据是热的。一般来说，写作时间越长，删除数据的可能性被认为是低，企业的高层，你可以知道记录的部分的生命周期。在容器用户（容器或容器）到期后删除它并注册系统。已到期的定期删除到期日期的数据，在垃圾回收的存储文件数据将避免尽可能多的对象，用户将确保你至少节约了一会儿.KVDisker是，同样的数据到同一生命周期的同一区域。这有助于区分冷数据和热数据。
KVDisker设计了一种机制来动态选择回收区域，并根据使用的容量和系统容量决定是否同时执行G??C和GC。在该地区的有效数据速率GC数据移动的数据，因为写在这取决于写入时间或生命周期的不同区域，热数据和冷数据被分离。GC传输的数据量大大减少，对业务的影响也减少了。
2.4速度慢
磁盘容量增加后，当磁盘磁盘损坏在离线的时间再次发生，并有可能是数据丢失发生OOS被关闭，整个集群的光盘将参加磁盘重建。数据。此外，KVDisker快速移动，盘的脱机速度由特定测试环境显著改善，这样可以加快至少50％。
2.5可靠性
KVDisker的设计考虑了数据安全验证和设计数据，索引和寄存器的验证，并且可以及时检测错误。
根据磁盘的物理特性，某些扇区可能不清晰。在时间限制内的相应记录没有找到，的情况下不能被修复，则有可能该数据会丢失KVDisker已经根据数据的存储位置的分类设计了索引。通过遍历位置索引，使用磁盘的连续序列的高速读取功能，以验证磁盘上的数据的完整性，可以发现错了及时的记录。
KVDisker设计修复回调接口，用于通知的最上层的应用程序，以便固定它在回叫方法用于读取审计错误和错误数据。在产品缺陷的情况下，可以大大减少磁盘更换的频率，可以减少系统上的负载，并且可以减少工作量。
在原子KVDisker的操作中，由于部分数据不具有密钥的这个函数和残留值比正常文件系统更好，确保没有数据的一致性被阻塞时冲突的数据已经被处理它会。这不仅简化了编程，还提高了并行处理的效率。
3. KVDisker应用场景
应用实施例1种方案：由视频监视产生的数据的量是巨大的，需要大量的存储空间，数据被周期性地除去。
应用2场景：云中的磁盘和文件数据需要大量空间，删除频率较低。
SMR盘非常适合存储大量数据，需要使用定期清除或低去除率SMR盘，可以减少您要使用的服务器，机架空间和功耗。
2017年，中国电信，其中一部分是由该地区的服务器（在设备中进行管理）管理来实现基于SMR磁盘上的云存储集群，它使用了在KVDisker的倡议。它与一般的6 TB磁盘相同。8T SMR硬盘能够33％，以减少服务器的数量，6T磁盘和磁盘8T的功耗基本相同，还可以节省约33％的功耗。KVDisker支持的主机管理SMR运行良好，进入了一个大型商业阶段。 目前，也有传统的磁盘供应商已经发布了基于XR的SMR 14T盘，因为只有空气的1/7氦密度，以及磁盘的能耗是风太大阻力低它会减少。此外，与常用于工业中使用的一般8T磁盘相比，它会以增加单个磁盘的计算机机房的能力，空间，和低功率消耗接近光盘。如图3所示，使用14T SMR磁盘可节省约40％的机架空间，并将能耗降低43％。
图3.普通8T磁盘和14 TSMR磁盘的比较
凭借可见的期望，SMR技术仍然难以实现大规模应用。中国电信天翼云的OOS产品专注于为用户提供最好的服务，创新将有助于未来的存储技术发展。
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