希捷SSD具备强大的合作社级基因,OCS引发闪存方式新变

原标题:OCS引发闪存情势新变

非易失性快捷存储器协议(NVMe)定义了一种通过PCIe总线访问混合硬盘驱动器(SSD)的新章程,并且推断在将来几年内将会呈指数级增进,与历史观协议(如SATA协议)相比,其更高的性质和较低的延迟具有一定的优势。

固态存储不仅仅改变着存储工业,那种技能正在影响着全套电脑领域。我们曾经观看闪存已经完全改变了费用电子领域,在大概每一种档次的消费电子装置代替旋转磁盘驱动器。

直白以来,西部数据最引以为豪的都是形而上学硬盘产品,其业界老大的身价毋庸置疑。而目前随着固态硬盘的快速发展,似乎势头已经压过了教条硬盘,相比较之下西部数据在SSD方面则很少发声。

闪存领域的技术与制品变化,一贯都揪着存储人的心。

NVMe襄助的积存基础设备不仅可以赢得大规模的配备,而且方今正值进入数据基本领域,平日那一个数量主导仍在使用古板的教条硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)。而NVMe协议已经变为下一代数据基本存储的委托人。为了知道这种演化,回想存储技术的前行进度,并检查在由该协议转换的一部分新的行使工作负荷是老大重大的。

那种热心同样正在向数据宗旨延伸。数据库管理员、系统管理员和使用系统的持有者已经起来意识到固态存储和它所拉动的利益。他们看来了固态存储在性质和能耗方面的优势,但在支撑集团级应用的耐久性上仍抱有疑虑。可是,存储工业正在指出新的闪存控制器,那种控制器可以进步廉价闪存介质的使用寿命和总体性,以便在小卖部级应用环境中替代昂贵的集团级闪存介质。

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——题记

在过去的几十年中,数据存储听从了一种类似于数据测算的情势,那种情势从宗旨主机系统布局中前行出来,衍生和变化成分布式的客户机/服务器系统布局。然后,又赶回到由虚拟化驱动的中心架设,然后回到由基于Web和云统计的应用程序驱动的分布式架构。存储技术又在直接连接的介质和分布式存储区域互联网(SAN)之间摇摆不定,通过相互和串行接口使用SCSI命令集和SATA/SAS协议在CPU和存储介质之间物理位移数据。

SSD的超级应用措施
混合硬盘SSD)提供了一种替代古板硬盘HDD)的实用的、更快的化解方案。选取非常存储的第一步,就是要明了应用程序的囤积质量需求。那一个要求将会控制是固态存储照旧古板的硬盘存储是进一步吻合、尤其的经济的消除方案。

目前,在新加坡国际会议大旨举行的ODCC
2016开放数据大旨峰会希捷推动了新星的小卖部级混合硬盘产品,其中重特大容量60TB的固态硬盘更是成为了“歌手”。据领会,希捷最新推出的产品包含:8TB
Nytro XP7200 NVMe混合硬盘、60TB SAS 混合硬盘和2TB Nytro XM1440 M.2
NVMe混合硬盘等在内的混合硬盘,以及包蕴8TB存档硬盘、公司级硬盘和10TB氦气3.5英寸集团级海量盘等营业所级古板硬盘产品。

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咱们从相对简单的例子入手,逐步延长到复杂的气象。SSD已经涉足的一块领域是数据主导的台式机电脑。台式机电脑的SSD可以提供快捷的起步和完美的习性,并且可以分明增多电池待机时间,因为内置的SSD所成本的电能卓殊小。一些应用程序,像字处理、大图像文档、宏表格、数据库以及摄像等,在应用了SSD的事态下,其响应速度格外快。台式机之间的公文复制速度也格外快。所以,使用机械硬盘的效益不仅显示在应用程序的属性升高上。

其它,在大会现场西部数据还出示了NVMe Over
Fabrics存储系统技术,该技术可已毕百万级的读写操作(IOPS),为主应用程序提供极低的积存延迟。该技术示范将选取于希捷NVMe混合硬盘、存储系统及软件方面。

用户在闪存应用方面特别普遍,以前对于闪存的软件与硬件的联名优化依然存在必然的挑衅不过,随着开放通道SSD的出现,一切都赢得新的改变。

趁着基于闪存技术的混合硬盘(SSD)的产出,古板的SATA/SAS标准协议如同有些落伍,但其当场的勃兴是因为它们通过了执行评释,兼容且无缝集成到存活系统中。随着时间的推迟,即便与数据访问请求和收据相关的长日子的习性延迟,SATA协议仍旧是最常见且资金效益最高的接口标准。硬盘驱动器那一个延迟是有情可原的,因为磁格式必要磁盘旋转和寻道导致延迟,但对于使用内存单元(相对于磁盘旋转和寻道)的基于闪存的SSD,SATA协议的推迟是不可接受的。最终,因为SATA标准协议更新太慢,不或然在根据闪存的蕴藏系统的行使中落实混合硬盘(SSD)的满贯优势。

用在台式PC机上也得以收获一致的益处。例如,使用固态存储启动电脑,是一种分外不难且廉价的升级品质的艺术。在台式电脑上用SSD作为启动盘,通过I/O的增速,可以增加一台旧机器的使用寿命。那对旧的台式机电脑也适用,只要你有确切的SSD接口。

据悉客户须要提供更增加的产品

绽放通道SSD即Open Channel
SSD,简称OCS
希捷SSD具备强大的合作社级基因,OCS引发闪存方式新变。,那是一种特殊的混合硬盘,它不在驱动器的固件中贯彻闪存翻译层(FTL),而是将物理固态存储的田间管理义务转交到电脑的操作系统。

SATA协议的这么些限制使PCI
Express(PCIe)成为存储介质将来的逻辑接口,同时也依据为SATA/SAS标准设计的思想意识SCSI软件栈。PCIe插槽直接连接到CPU(提供类似内存的拜访),并在一个较小的软件堆栈运行(参见图1),PCIe接口可以减掉多少传输延迟,同时增添传统SATA/SAS的带宽。尽管PCIe接口是向阳正确方向迈出的一步,但每一个SSD硬盘都必要自身的专有驱动程序,由于缺少标准,那扩展了复杂和不包容性,因而为SSD厂商开展了越来越多的花费工作。由此,NVMe协议应运而生。

增速数据库的操作
任何索要升级品质或暴跌存储访问延时的应用程序,都以一个应用固态存储技术的好场合。例如,许多数据库操作实际都以一组由许多小的乞请组成的结缘,像表扫描和询问操作,那一个请求会按顺序执行,一个伸手的出口结果是另一个请求的输入。最后结果会在装有的伏乞都完毕后回到给应用程序。在那种场合下,固态存储的行使会显明减少延时更快的周转),给应用程序带来巨大的例外的完好品质和用户感受。

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OCS如此设计,在用户切实接纳上更能表明出SSD质量,落成更多现象的迅猛配置。然而,本质上OCS如故基于Host-Based架构,只是OCS完毕了部分管理控制与特性上的新进步。只是这样的迈入,正好适用现行的用户作答公有云与大数量的前行必要。

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最好的店堂级硬盘驱动器对于逐个请求的平均寻道时间约为2阿秒,而且由于数据爱护的由来,并不是每种存储系统都会动用高速缓存的。所以,固然可以取得和硬盘驱动器相同的性质,使用SSD会提供更好的完整延时,因为它们根本没有寻道时间。设想在运作大批量数据库交易的情状下,逐个I/O都蒙受商家级硬盘的寻道延迟;再想象一下,同样大量扑朔迷离的数据库操作,没有寻道延迟,更快的存储设备,你会意识那就是干什么SSD在用来数据库应用时是那样之好。

西部数据科学和技术闪存产品市场营销与生态系统化解方案老董托尼 Afshary

特别分析OCS的实在设计思路与贯彻的市值,针对应用程序的行事负荷优化,在共享设备上有了具体的增高。选拔新一代NAND芯片也提供了更快、更方便的表达,对于NAND启动也一如既往提供了更便捷的简化设计,用户的闪存应用品质自然尤其收益。

图1 SATA和SAS SSD与PCIe SSD的软件堆栈的相比较

SSD分层
由固体存储技术拿到的天性,并不囿于于数据库应用。那就是为啥大家见到了缓存和支行消除方案须要的充实。半数以上服务器——无论是单独的要么集群的——都因为有大气的运用作业而压力很大,每台服务器都有两样的无暇时刻和空闲时间。假如您把具有数据都位居固态存储上,那你就不须求考虑缓存和支行技术了;但如果你的多寡基本,就如一大半数额主导同样,超过半数脚下利用的数量都封存在价值观的转动硬盘驱动器上,就活该考虑那种技能。

从西部数据近日的表现来看犹如SSD的风声更胜,谈到HDD和SSD的开拓进取,希捷科学和技术闪存产品市场营销与生态系统化解方案经理托尼Afshary表示:大家所做的一切都以按照市场的须要回应的,大家并没有见到古板固态硬盘有市场放缓的情景,因为明日用户数据量是格外大的,仅靠SSD远远不够。客户看到西部数据在死板地宣读硬盘上的出品是充足可观,所以他们也冀望西部数据做出好的SSD。

抱有许多好处,OCS自然会吸引存储业界的关怀。在那此前,2018新春,选拔本身定制的高质量控制器AliFSC,阿里巴巴(Alibaba)生产的OCS,即Alibaba
Open Channel SSD(AOC SSD)
就已在阿里多少基本伊始测试了。

非易失性存储器(NVME)是基于NAND闪存的固态硬盘(SSD)的标准协议和驱动程序。NVMe的接口由行业超越的仓储,网络和服务器供应商(NVMexpress.org)的开放行业联盟开发,升高了根据PCIe的服务器和SSD的非易失性的储存质量,并消除SCSI命令栈和一向连接存储(DAS)与历史观HDD接口相关的瓶颈。它是固态介质特有的新鲜调整的I/O架构,可以去除古板的HDD接口障碍。在概念上,只须求一个驱动程序可以让每一种SSD符合标准。

利用SSD分层技术,用户可以控制哪些时候怎么着数据放置在混合硬盘上。分层可以手工执行,也可以倚重主机或存储控制器上的全自动分层软件推行。分层技术会在合适的时间把特定的紧俏数据迁移到SSD层,同时,在方便的时日再把它们迁移回低速的磁盘层。如若分段是手工执行的,那么管理员必须不停地观察I/O活动,以控制什么时候搬迁哪多少个文件或数量。你只可以人工跟踪你系统中每种文件的拜访频率,从而依照那么些访问确定曾几何时把这几个多少迁入迁出SSD层。对于各类不一样层面的系统,手工执行差不离是不容许已毕的任务,这就需求活动分层软件了。利用机关分层软件,文件和数码的拜会意况会被活动地跟踪,数据迁移根据用户定义的政策,在预订的日子实施。分层技术的行使,使那么些数据已经搬迁到较快层级的接纳受益,且质量的升级换代是即刻而分明的。若是你有三个利用,要求升级品质,而却不可以采取可能没有时间去检查,哪些应用须要升级品质),自动分层化解方案是一个好的取舍。如若您唯有一个行使希望从分层技术中收益,你就不要求活动分层软件了。而大多数持有几十、上百甚至是上千使用系统的数目主题都可应用那种技能得到更高的特性。

这是客户的须要,并不是具有市场都急需新的SSD。有时候古板硬盘HDD可以缓解广大题材,不过客户也有那种新的须求,西部数据愿意无论是客户有哪些的渴求,无论是做云、OEM如故IT最后用户,都给他俩提供一个他们所急需的制品,所以以后才会举行到SSD。

其它,在依照NVMe的OCS产品更新队伍容貌中,闪存专业厂商也专门强调。比如二〇一一年确立的宝存科学技术在去年三月美利坚合众国加州Santa
Clara(圣Clara)的Flash Memory
Summit举世闪存峰会上规范揭晓了团结的Open-Channel
SSD产品,外型为2.5寸物理盘,援救标准化U.2接口,同时也支撑半高半长AIC形态,单盘/卡最高容量近日可达7.68TB

NVMe包容的混合硬盘(SSD)可以提供高达10倍的依照SATA协议的SSD的读取质量,从而在更少的配备上运行更严酷的应用程序工作负荷,并使物理硬件的体积更小。最初用于高品质和大容量负荷(溢价开支)的依照NVMe的混合硬盘(SSD)今后得以在头里为基于SATA标准的SSD预留的数目主导的其余世界服务,并且还创办了被广大利用的计量和存储的同舟共济。

固态缓存技术
别的一种技术叫做SSD缓存技术。数据缓存到SSD中是由主机软件或存储控制器决定的,这种技能会把数量复制一份到SSD缓存中,无需从用户和使用软件所确定的原本地方迁移数据。缓存技术格外不难管理,因为拥有的决定都以由缓存软件或控制器做出的。缓存技术把热点数据调入缓存举办访问以加快应用程序的走访,质量随着越来越多的数目进入缓存而日益得以升任。大家把那种渐渐的个性提高叫做“热身”只怕“爬升”,其发生会不停几分钟或数钟头,那正视于设备和I/O操作的多寡。依据设备的不一致,缓存的数据可以使只读的或读写均可的。SSD缓存技术沿用了好多与内存缓存技术,甚至是总括机内部缓存技术一样的缓存算法。某些SSD缓存解决方案不仅仅缓存那些明明的热门数据,而且还会先行获取其临近数据,缓存软件认为依据其I/O格局,那有的数据也会化为热门。半数以上缓存化解方案让管理员决定怎么着文件或卷可以进入缓存使性能升高,所以你可以祛除某些特定的多少以免止其阻塞缓存。假使你以为一大半仍旧持有的应用程序都能拿到质量的升级换代,你就应该考虑动用SSD缓存技术了。

西部数据拥有公司级基因

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NVMe和混合硬盘

接纳分支和缓存技术,SSD可以使更加多容量获得品质的晋升。对于那二种方案,你不可能不统计出需求有些的SSD容量。在半数以上景观下,认为只要求总磁盘存储空间的3%或至多10%的SSD容量既可收获属性的肯定升级。

西部数据的店铺级SSD已经特别稳定了,因为许多客户对于把团结公司数量放在SSD上早已觉得卓殊放心。事实上在公司级SSD上西部数据比任何集团做的更好,因为在商店级市场上西部数据高管的野史已经尤其长了,过去那一个硬盘,这个囤积方案都以和OEM和云供应商同盟很多年的结果,所以客户会更为倚重西部数据,因为商家的基因、公司文化极度适合在小卖部级市场腾飞SSD。

趁着Alibaba等互连网巨头与业内存储厂商的递进,让OCS开放通道固态盘的更新应用得到了空前的推进。

NVMe协议将PCIe闪存存储扩充到新的级别。它是特地针对非易失性固态存储架构优化的。它抱有精简的内存接口,命令集和队列设计,极度适合当今的杜撰操作系统。其余,它直接连接到CPU(通过PCIe总线,)可简化存储设备堆栈,并提供比古板SATA/SAS协议更快的习性。由此,所有重大的服务器成立商都落到实处了对基于NVMe的U.2固态硬盘(2.5英寸格式)的辅助,那使其出货量拉长,并将很快当先SATA混合硬盘。

SSD的数据压缩
减去技术是此外一个因为固态存储技术得到新风貌的话题。因为SSD技术一般比古板硬盘技术进一步高昂,在只关怀每GB的价钱的景况下,进步SSD技术所牵动的法力的一种艺术就是在把数据存放到SSD此前开展数据压缩,由此而消耗更少的SSD宝贵的长空资源。如今,随着电脑质量的升级,费用一些外加的CPU处理能力进行数据压缩,然后再囤积在较便捷的存储设备,从而使得所有性能的升官。那就须求考虑收缩是发出在主机上仍然发生在存储系统上。某些存储已经可以进行削减了,数据在进入存储系统的时候立刻展开压缩处理,所有的缓存、SSD或磁盘设备只雅观到压缩后的多寡,那样就足以占据更少的容量了。

新产品天性、容量双购销两旺

一样是注意开放通道固态盘革新领域,各家也有各家的拿手好戏。对此专业闪存厂商来说,基于NVMe的Open-Channel
SSD产品,更为强调3D TLC NAND
Flash技术,尤其是可观定制的店家级ASIC控制器。公司级ASIC控制器的冲天定制,对SSD质量与稳定的表现影响颇大。

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除此以外一个缓解方案,下面已经提及,就是全闪存阵列。那将变得进一步广阔,大的仓储厂商二〇一八年启幕跟进由一些初创公司所指点的可行性。我们全然可以期待看到从大的蕴藏厂商在当年揭穿其闪存阵列。很可能在不久的将来,全闪存阵列会具备当今硬盘驱动器系统一样的上进功效,包涵像自动精简配置,重复数据删除和越来越多的东西。

产品方面,2TB Nytro XM1440 M.2
NVMe混合硬盘专为加快企业数目读取速度而设计,为读取密集型应用和交集使用举办了优化,存储密度是在原先的M.2
NVMe环境下的两倍,每沃特t耗电下可提供高达每秒30,000次的读写操作(IOPS),以细小耗电完毕了高品位的测算质量,进步存储密度同时下跌数据基本的贮存空间占用量及能源消耗;希捷60TB
SAS混合硬盘的存储密度是当前新一代固态硬盘的2倍,容量则是日前最大容量的4倍,选择单一主控设计,提供近来闪存产品最低的每GB花费。

如前文所述,阿里OCS拔取的是AliFSC闪存控制器,那么宝存科技(science and technology)应用了哪个人家的闪存控制器呢?就是底下那款中度定制的合营社级ASIC控制器。

表1 典型SSD硬盘的接口规范

8TB Nytro XP7200 NVMe
混合硬盘配备了一个用来进行高速数据传输的PCIe接口、八个处理能力为同类硬盘4倍的单独控制器,可以满意当下数量主导在应对数据增进时仍可以急忙访问和拍卖数据的超大规模需求。

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表1出示了应用超过的希捷SSD硬盘(括号内)举办相比较的SATA,SAS,PCIe和NVMe的SSD介质的卓著规格。基于NVMe标准的SSD硬盘可提供最佳的IOPS(每秒I/O操作),带宽质量以及最高容量范围。

在那个强大的产品组合下,营造了西部数据全新的SSD集团级存储阵营,大家得以见见更高质量、更大容量都已经被西部数据所刷新,足见其精锐的技术实力。SSD将改为未来供销社级市场不可或缺的要害组成部分,更大容量的制品正在向大家走来!

在针对公司级和数据中央级PCIe NVMe SSD主控制器中,慧荣Silicon
Motion的SM2270控制器一经推出就备受业界关心。SM2270的封装尺寸仅21×21毫米,最大特征就是单芯片内置了多少个ARM
Cortex-R5双核处理器,将前端直接整合在芯片内部,已毕了可以协助PCI-E 3.0
x8的更宽前端。

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表2 SATA与PCIe与NVMe的习性比较

此外,我看看I/O路径优化方面,Host
FTL可以直接得到到底层每块NAND的气象,间接控制总体I/O路径,达成完全的I/O隔离,由此那就更有益于应用程序控制I/O路径完成更佳的品质,实际表现出来的Open
Channel SSD读质量会更高。

表2相比了依照其高级主机控制器接口(AHCI)与PCIe协议和NVMe标准的SATA协议的显要特性

既是读质量更高,那么就更适用于大数据场景下集团用户、互连网用户、云厂商的使用。借助OCS可以帮助用户查询读取数据的快慢就更快了,这样可以加速大数额挖掘、分析和观看的进度,提高大数量处理的频率。

多少大旨的NVMe与SATA

前程依照用户对于云、大数据等世界的急需暴增,OCS所牵动的裨益一定会吸引闪存格局出现新的变动。

与SATA协议比较,NVMe协议提供更好的带宽和IOPS品质,同时加上较低的推迟。它还是可以为主存储设备提供可伸张性,而尚未电池帮助的RAID或HBA卡的血本或复杂。使用基于NVMe的蕴藏与基于SATA的储存的优势涵盖了各类工作负荷,如以下的议论所示。

除此以外,值得关怀的是:在店铺级用户最为关切的闪存盘/卡的推移、掉电珍视和寿命方面,闪存专业厂商生产的Open-Channel
SSD也不无更高的统筹,那也是按照用户长时间的利用带来的结果。(Aming)回去乐乎,查看越来越多

(1)古板的店家数据库工作负荷

权利编辑:

为了扶助扩大数据库,并避免服务器蔓延或硬件资源利用率不高,Microsoft SQL
Server,Oracle DB和Oracle
MySQL可以利用SATA协议的12倍的NVMe带宽,其延期降低50%。例如,具有SATA存储器的单个数据库服务器遭到SATA设备质量的I/O等待条件的限量。结果是系统操作较慢。一个科普的消除方案是采购另一台服务器并分担工作负荷,或将一台服务器分配给后端库存,另一台服务器将其分配到订单输入中。然而这个种处境下,都亟待三个软件许可证。

采取NVMe混合硬盘(SSD)替换基于SATA协议的SSD或HDD可以将I/O等待时间压缩50%,从而使数据库工作负荷可以在单个服务器上运行,并且只须要一个软件许可证。单个主题数据库应用程序只怕费用数万泰铢,而不少软件许可证恐怕占整机拥有资产(TCO)和总运营花费(TOC)的60%上述。但是,NVMe提供了交互式商业智能(BI)工作负荷所需的带宽和品质,以及协理诸如联机事务处理(OLTP)等事务性工作负荷的最高IOPS。

(2)内存数据库的办事负荷

Apache
斯Parker和任何内存数据库(IMDB)应用程序(依赖主内存举办多少存储)通过持久存储的囤积组件更改和扫描数据集,那一个数据集的范围一般大于组合的集群存储器。在那种状态下,各种NVMeSSD提供的较高带宽足以以CPU速度提供DRAM内存重载和相关数据扫描。

在选拔SATA协议的图景下,要求RAID0配置中的几个驱动器,在平均故障间隔时间(MTBF)和重建时间之内创制挑战。在8个磁盘RAID0系统中的单一故障意味着节点总是失效,必须重新加载;可是,重新加载节点会将受影响的系统内置“降级形式”中,只怕更糟的是在完全重建节点时,或许让它们截至运行。

(3)物联网工作负荷

NVMe也分外适合整合各样数据源,尤其是从较新的工业物联网(IoT)工作负荷发生的数据源。例如,一个工厂可以将数千个传感器以每秒数千次将数据传输到NoSQL数据库(如Mongo
DB或Cassandra),每秒数百kB。NVMe的高等带宽对于将那几个资源集成到数据库中是非同寻常的,同时提供丰盛的带宽和IOPS来施行分析。

物联网设备(例如自主驾驶小车,无人机,工厂/农场机械和配备,以及监控摄像机)也采访大量的数额。根据调研机构Gartner集团的商量,到2020年,每辆车子的连年和独立自主小车数量流量大概高达280PB,即每年2.8亿GB。有效处理那些数量的唯一办法是通过车载(An on-board)闪存存储和所有NVMe设备的路边网关。不过,尽管使用那种基础设备,大批量独立驾驶的“车队”也亟需将拍卖后的多寡推送到云端举行仓储和剖析,从而创立了一个数额海啸,由此必要通过简单的NVMe堆栈完毕带宽,IOPS和低顺延。

(4)机器学习的劳作负荷

机器学习可以有效地采纳基于NVMe的装备,尤其是即将帮衬直接内存访问(DMA)增添,使一些硬件子系统可以单独于CPU访问主系统内存。那种访问使得CPU不仅可以更快地读取数据,而且可以更快地实践更高优先级的职分,例如馈送图形处理单元(GPU)阵列。SATA接口具有较低的GPU利用率,因为数量从多少个SATA驱动器传送到DRAM内存,然后采纳主机CPU进入GPU。这几个进程会招致品质上的不同,尤其是当GPU阵列数据不足时。

美高梅4858官方网站,末尾的思维

正如人们过去所感受的测算和存储架构的没落和流动一样,人们正在经历多少主旨的另一波转变。可是,与过去的协议不相同,NVMe作为集中化和分散化之间的桥梁,提供了此前不可知的左右逢源和甄选。因而,人们要求每天关怀NVMe将透过总括的前程进行导航,从而落成强大而多职能的系统,并将其当做数据主旨变革代理人的应当的地点。

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