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云存儲(chǔ)自動(dòng)分層系統(tǒng)解決方案的部署

2012/03/05

　　在以下的模式下，這些系統(tǒng)可以幫助云存儲(chǔ)技術(shù)為更主流的存儲(chǔ)要求提供服務(wù)。自動(dòng)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的緩存。緩存類型的自動(dòng)分層系統(tǒng)將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)機(jī)械存儲(chǔ)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(dòng)分層系統(tǒng)被用作一個(gè)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(shí)間。

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

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

　　平衡性能差距和異構(gòu)存儲(chǔ)要求有一套來自致力于在外置存儲(chǔ)設(shè)備上交付自動(dòng)分層系統(tǒng)的存儲(chǔ)提供商的自動(dòng)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(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的前端，不過這時(shí)候你可能要面對(duì)用戶或者應(yīng)用如何訪問數(shù)據(jù)的一些挑戰(zhàn)。

　　自動(dòng)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(gè)系統(tǒng)。自動(dòng)分層系統(tǒng)設(shè)備會(huì)對(duì)存儲(chǔ)傳輸進(jìn)行分析，然后根據(jù)它的訪問特性，將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)塊保存在高速存儲(chǔ)層中--通常是RAM或者SSD,也可能是高速SAS.因?yàn)閷?duì)這些數(shù)據(jù)的讀取操作來自于高速存儲(chǔ)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(chǔ)中，有很多種應(yīng)用實(shí)例是要求有更高的性能。首先是安裝一個(gè)比傳統(tǒng)NAS成本更低、可擴(kuò)展性更高的NAS云存儲(chǔ)系統(tǒng);一個(gè)內(nèi)部私有云存儲(chǔ)系統(tǒng)。在這種應(yīng)用實(shí)例中，不可避免地需要比云存儲(chǔ)系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)交付更高的性能。向云存儲(chǔ)前端添加自動(dòng)分層系統(tǒng)往往可以解決大多數(shù)性能問題。

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

　　大多數(shù)云存儲(chǔ)系統(tǒng)是“松散集群的”,這意味著單個(gè)節(jié)點(diǎn)的性能會(huì)成為瓶頸，因?yàn)閿?shù)據(jù)并沒有像和緊密配對(duì)的集群一樣被分布到節(jié)點(diǎn)中。結(jié)果是，如果一個(gè)文件被頻繁訪問，那么每次它只能從一個(gè)節(jié)點(diǎn)被讀取。解決方法就是，將這個(gè)文件拷貝到集群中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后改變應(yīng)用以了解還有誰需要這個(gè)文件。

　　除此之外，如果對(duì)這個(gè)文件的訪問頻率降低下來，則需要找到這個(gè)文件的冗余副本并進(jìn)行刪除。在大多數(shù)情況下，最后一個(gè)步驟很少發(fā)生，這就導(dǎo)致大量的空間浪費(fèi)。這樣就要求存儲(chǔ)管理員付出更多額外的管理時(shí)間。

　　另外一個(gè)更簡便且更有效的解決方案就是添加自動(dòng)分層系統(tǒng)。系統(tǒng)分層系統(tǒng)會(huì)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(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)從高速存儲(chǔ)區(qū)提供這個(gè)文件。這種方法不需要對(duì)環(huán)境進(jìn)行變動(dòng)(或者變動(dòng)有限)，當(dāng)文件被頻繁訪問的時(shí)候可以被識(shí)別出來并遷移到高速存儲(chǔ)中。然后，隨著訪問頻率降低，文件將被自動(dòng)遷移到緩存中。因此，存儲(chǔ)就變成可自主管理和自主調(diào)節(jié)的存儲(chǔ)。

　　自動(dòng)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(gè)高速網(wǎng)絡(luò)連接。高端NAS被用于交付機(jī)械驅(qū)動(dòng)器所能提供的最佳性能。在更換整個(gè)存儲(chǔ)陣列之前，自動(dòng)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(chǔ)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(diǎn)往往是成本削減和可擴(kuò)展性，以犧牲性能為代價(jià)。

　　隨著云存儲(chǔ)環(huán)境的擴(kuò)展--或者隨著云存儲(chǔ)被更多地用于主流應(yīng)用中，原始存儲(chǔ)性能的欠缺迫使存儲(chǔ)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(chǔ)的自動(dòng)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(shí)保持了成本和可擴(kuò)展性方面的優(yōu)勢(shì)。

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