云存儲自動分層系統(tǒng)的部署及解決方案

人們的生活越來越離不開互聯(lián)網(wǎng)，近兩年云計算、云存儲在網(wǎng)上盛傳，的中最重要的莫過于自動分層系統(tǒng)，不遠的將來這些系統(tǒng)將幫助云存儲邁向主流，即將填補市場的空缺。

自動分層系統(tǒng)(Automated Tiering System，ATS)可以在不同存儲層之間遷移數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)是動態(tài)的就會被遷移到靠上的存儲層，最終保存在某種固態(tài)盤(SSD)中。自動分層系統(tǒng)有很多種，其中影響最小也是最安全的使用方式就是將其作為保存動態(tài)數(shù)據(jù)的緩存。

緩存類型的自動分層系統(tǒng)將動態(tài)數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)機械存儲中拷貝到基于高速內(nèi)存的緩存(RAM或者閃存固態(tài)盤)中。在這種拷貝模式中，自動分層系統(tǒng)被用作一個大型的讀取緩存，幾乎不保留數(shù)據(jù)的唯一副本。即使當(dāng)他們通過緩存入站寫入的寫入加速器，保留唯一數(shù)據(jù)副本也僅僅需要幾分鐘的時間。在這些模式下，這些系統(tǒng)可以幫助云存儲技術(shù)為更主流的存儲要求提供服務(wù)。

云存儲系統(tǒng)也分為幾種形式。比較常見的一種是作為NAS存儲型的“價值層”，具有極高的成本效益和高度可擴展性。但是這種成本效益和可擴展性通常是以犧牲性能為代價的，使得基于云的存儲系統(tǒng)無法被更多地用于主流的存儲資源。很多用戶和提供商希望能夠更廣泛地部署云存儲，并利用自動分層系統(tǒng)來填補這個空白。

然而，當(dāng)被用于更主流的用途時，云存儲系統(tǒng)將帶來一個挑戰(zhàn)，那就是他們通常是軟件解決方案，有時候采用了提供給用戶的通用硬件和磁盤驅(qū)動器。這使得成本降低下來，因為數(shù)據(jù)集被分布到多個類型的存儲硬件中?，F(xiàn)在主要的存儲制造商都將精力放在了交付用于他們一級存儲平臺的自動分層系統(tǒng)上，在提升性能的同時控制住成本。然而一級存儲并不常用于云存儲部署中，而且主要的存儲制造商也都堅持在他們的低端存儲系統(tǒng)中提供自動分層系統(tǒng)技術(shù)，防止這些性能升級的系統(tǒng)影響到他們的一級存儲市場。

平衡性能差距和異構(gòu)存儲要求有一套來自致力于在外置存儲設(shè)備上交付自動分層系統(tǒng)的存儲提供商的自動分層系統(tǒng)解決方案。然后可以將這種解決方案放置于云存儲網(wǎng)絡(luò)的前端，不過這時候你可能要面對用戶或者應(yīng)用如何訪問數(shù)據(jù)的一些挑戰(zhàn)。

自動分層系統(tǒng)解決方案部署就緒之后，所有網(wǎng)絡(luò)傳輸都將通過這個系統(tǒng)。自動分層系統(tǒng)設(shè)備會對存儲傳輸進行分析，然后根據(jù)它的訪問特性，將動態(tài)數(shù)據(jù)塊保存在高速存儲層中——通常是RAM或者SSD，也可能是高速SAS。因為對這些數(shù)據(jù)的讀取操作來自于高速存儲區(qū)，因此可以快速地交付給用戶或者應(yīng)用。

在基于NAS的云存儲中，有很多種應(yīng)用實例是要求有更高的性能。首先是安裝一個比傳統(tǒng)NAS成本更低、可擴展性更高的NAS云存儲系統(tǒng);一個內(nèi)部私有云存儲系統(tǒng)。在這種應(yīng)用實例中，不可避免地需要比云存儲系統(tǒng)本身設(shè)計交付更高的性能。向云存儲前端添加自動分層系統(tǒng)往往可以解決大多數(shù)性能問題。

第二個使用實例就是更經(jīng)典的“云存儲提供商”模式。如果一個提供商的某些用戶擁有一些突然變得非常動態(tài)的數(shù)據(jù)，那么這些數(shù)據(jù)就可以被遷移到自動分層系統(tǒng)中。盡管這些數(shù)據(jù)的大多數(shù)請求可能是從一個速度較低的連接訪問這些數(shù)據(jù)，但是1000個用戶的訪問合起來就可能導(dǎo)致存儲方面的瓶頸。

大多數(shù)云存儲系統(tǒng)是“松散集群的”，這意味著單個節(jié)點的性能會成為瓶頸，因為數(shù)據(jù)并沒有像和緊密配對的集群一樣被分布到節(jié)點中。結(jié)果是，如果一個文件被頻繁訪問，那么每次它只能從一個節(jié)點被讀取。解決方法就是，將這個文件拷貝到集群中的多個節(jié)點，然后改變應(yīng)用以了解還有誰需要這個文件。除此之外，如果對這個文件的訪問頻率降低下來，則需要找到這個文件的冗余副本并進行刪除。在大多數(shù)情況下，最后一個步驟很少發(fā)生，這就導(dǎo)致大量的空間浪費。這樣就要求存儲管理員付出更多額外的管理時間。

另外一個更簡便且更有效的解決方案就是添加自動分層系統(tǒng)。系統(tǒng)分層系統(tǒng)會將訪問頻繁的文件(或者文件片段)遷移到RAM或者基于固態(tài)盤的緩存區(qū)中。然后，當(dāng)文件被頻繁訪問的時候，系統(tǒng)就會從高速存儲區(qū)提供這個文件。這種方法不需要對環(huán)境進行變動(或者變動有限)，當(dāng)文件被頻繁訪問的時候可以被識別出來并遷移到高速存儲中。然后，隨著訪問頻率降低，文件將被自動遷移到緩存中。因此，存儲就變成可自主管理和自主調(diào)節(jié)的存儲。

自動分層系統(tǒng)解決方案通常被用于加速高端NAS。這些系統(tǒng)已經(jīng)擁有高速磁盤子系統(tǒng)和多個高速網(wǎng)絡(luò)連接。高端NAS被用于交付機械驅(qū)動器所能提供的最佳性能。在更換整個存儲陣列之前，自動分層系統(tǒng)往往被作為最后一種解決方法。

另一方面，NAS云存儲系統(tǒng)并不一定具有和傳統(tǒng)NAS相同的性能水平。正如前面所說，重點往往是成本削減和可擴展性，以犧牲性能為代價。隨著云存儲環(huán)境的擴展——或者隨著云存儲被更多地用于主流應(yīng)用中，原始存儲性能的欠缺迫使存儲經(jīng)理考慮選擇更傳統(tǒng)的解決方案。他們可以考慮的選擇之一就是不限制存儲的自動分層應(yīng)用。這兩種技術(shù)的結(jié)合將提供更高的性能，同時保持了成本和可擴展性方面的優(yōu)勢。
 

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