统一存储的统一存储设备类型
虽然之前用户可以通过NAS网关将SAN磁盘阵列的空间分离出来进行文件读写,从而实现多协议支持,但是这种方式并不经济,用户需要承担NAS网关额外的建设和管理成本。因此,对于用户来说,最重要的是在单个存储设备上同时支持多种协议,这已经成为当前主流统一存储系统的标准功能。
目前,统一存储系统需要支持FC、iSCSI、FCoE等块协议,以及CIFS和NFS这两种最常见的文件协议。此外,越来越多的统一存储在协议支持上变得越来越广泛,甚至一些厂商在统一存储中加入了对对象存储数据的支持。
但是,统一存储对多协议的支持最终需要在管理软件中体现出来。如果管理软件不能统一,即使在硬件层面上可以支持多种协议或多种接口,也不能真正统一。环顾行业内各大厂商的存储系统,有些厂商的统一存储产品还在整合统一管理软件(有些产品还在一个统一的界面下有两个管理软件,通过Link切换到对应的管理软件),但是管理软件的统一必然是未来的趋势,已经成为统一存储的必要标准之一。
图HDS的统一存储产品HUS的统一管理平台Hitachi Command Suite,可以通过统一管理平台管理不同类型的数据存储。精简配置是一种技术,它使用虚拟化技术来减少物理存储的部署,以便最大限度地提高存储空间的利用率。它的原理非常容易理解。为了确保应用程序的存储容量足够,用户通常会部署比他们当时实际需要的物理空间更多的应用程序。但在应用的实际运行过程中,部署的存储容量可能没有得到充分利用,根据用户的实际使用情况,诞生了自动瘦配置技术。
图3:精简配置模式和传统存储容量配置模式之间的比较。
事实上,精简配置技术曾经是高端存储系统的“专利”。然而,随着越来越多的高端存储功能下移,精简配置技术逐渐出现在中端存储系统中。作为之前中端存储系统的替代品,统一存储自然集成了这一技术。
图4:精简配置技术已经成为统一存储的标准配置技术。
精简配置技术之所以成为统一存储的标准配置技术,是因为服务器虚拟化逐渐普及,推动了精简配置技术在以前的中端存储和现在的统一存储中的应用。在服务器虚拟化环境中,每个虚拟机都有自己的引导卷和数据卷,引导卷的容量由操作系统和引导软件决定。通过使用自动精简配置技术,可以大大减少虚拟机的各种数据,从而为用户节省大量存储空间。此外,固态硬盘在存储系统中的逐渐普及也在推动精简配置的发展。固态磁盘没有磁盘碎片的问题,这使得精简配置技术更容易在固态磁盘上运行。
图5: HP 3PAR的精简配置技术是精简配置技术的典型示例。
除了基于数据块的精简配置技术,基于文件系统的精简配置技术也受到了广泛关注。2002年,自动引入了基于文件系统的精简资源调配技术,大多数NAS供应商都提供了此功能,包括EMC、NetApp、HDS和Symantec。这些产品配备了基于文件系统的精简资源调配技术,用户可以在部署该技术后自动扩展文件系统。
事实上,随着统一存储的逐渐普及,精简配置技术无疑已经成为统一存储的标准配置功能。随着服务器虚拟化应用的不断增加和非结构化数据的快速增加,精简配置技术将使统一存储更具竞争力,更好地满足用户的应用需求。自从SSD被存储厂商逐渐纳入存储系统后,SSD的诸多优势受到了用户的关注。速度快、抗震、能耗低的优势是用户趋之若鹜的原因。然而,固态硬盘昂贵的价格是用户使用的一个障碍。在这种背景下,自动分层技术应运而生,它允许热数据存储在SSD上,非热数据存储在廉价的存储介质上。可以说,在没有自动分层技术的情况下,给存储系统添加SSD是没有意义的。
图6:自动分层技术将随机I/O转移到高性能介质(闪存)上,减轻了机械磁盘的I/O负担,从而大大提高了存储系统的I/O性能。
事实上,当自动分层技术首次推出时,它也是高端存储系统的“专属”。与精简资源调配技术类似,随着越来越多的高端存储功能向下迁移,许多中端存储系统都具有自动分层功能,现在市场上基本上所有主流的统一存储产品都具有自动分层功能,包括EMC VNX系列、IBM V7000 Unified、HDS HUS系列、NetApp FAS系列等等。
目前,存储系统中的自动分层技术主要有两种方式。一种是基于迁移的自动分层技术,可以将数据迁移的过程自动化,根据数据的“冷热”程度,自动调整迁移到相应的存储介质。典型代表是EMC VNX的FAST VP技术。另一种是基于缓存的自动分层技术,使用固态硬盘作为缓存,将热数据放入高性能介质,并在磁盘上保存副本。典型代表就是NetApp的闪存缓存技术。
图EMC VNX FILE中使用了FAST VP自动分层技术。
图8: NetApp的PAM技术(现更名为Flash Cache)。
随着各大厂商技术的不断提升,很多厂商往往可以同时为用户提供基于缓存和迁移的自动分层技术,让用户有更多的选择。自动分层技术已经成为统一存储的标准功能。压缩或重复数据消除技术由于Data Domain的兴起,这种技术或概念在备份领域得到了广泛的认可。用户充分利用重复数据删除的概念,减少数据存储空间,提高存储利用率和容灾效率。其实早在几年前,重复数据删除最流行的时候,业界就在讨论重复数据删除或者压缩技术进入主存储的可能性。当时已经有厂商在尝试这种可能性了。随着时间的推移,压缩或重复数据删除技术逐渐成为主存储系统的一项功能,特别是在今天的虚拟机应用中,大量的虚拟机实际上存在大量的重复数据,压缩这些数据将有利于提高存储系统的空间利用率和存储效率。
说到存储系统的重复数据删除或压缩技术,就不得不提到NetApp很久以前推出的A-SIS重复数据删除技术。NetApp将这一技术应用于过期的FAS产品,并且因为它集成到了其统一管理系统DataOntap中,所以所有FAS产品都可以享受这一技术的好处。
图NetApp FAS系列重复数据删除的工作原理。
图10:NetApp A-SIS重复数据删除技术的处理流程。
除了NetApp之外,其他供应商也一直在主存储重复数据删除或压缩技术方面努力。在NAS平台之前,EMC拥有分别基于Avamar和RecoverPoint的重复数据消除或压缩技术。为了弥补其统一存储VNX数据块级重复数据消除技术的不足,EMC在2011的下半年向RecoverPoint代码库添加了数据块级重复数据消除技术。IBM已经将在线实时压缩技术Storwize STN集成到其统一存储平台V7000 Unified中,该平台使用户能够在最初创建数据时优化数据,并在将数据写入磁盘时压缩数据。戴尔还计划将其压缩技术Ocarina集成到其统一存储平台中。
可以预见,压缩或重复数据删除技术已经受到大多数厂商的重视,并逐渐成为统一存储的标准配置之一。良好的压缩或重复数据删除技术可以提高统一存储平台的效率。