基于文件存儲將大行其道

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近年來，由于創(chuàng)建、存儲和訪問信息的方式出現(xiàn)了新的變化，用戶對存儲的需求也隨之變化。據(jù)統(tǒng)計，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)目前已經(jīng)占了總存儲容量的50%以上，預計增長勢頭會繼續(xù)超過結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。在這種不斷變化的形勢下，存儲管理人員面臨的挑戰(zhàn)是讓存儲資源能滿足數(shù)據(jù)和生成數(shù)據(jù)的應用程序的需求，而建立一種動態(tài)的存儲環(huán)境是最終要實現(xiàn)的目標。

基于文件的數(shù)據(jù)需要基于文件的存儲系統(tǒng)，這可能表現(xiàn)為多種形式：文件服務器、網(wǎng)絡附加存儲（NAS）、NAS設備，或者使用文件虛擬化形成的組合體。管理人員在決定采用哪種形式、部署哪種解決方案之前，必須確認其環(huán)境中的使用場合及相關(guān)需求。

以下是基于文件的存儲系統(tǒng)最常見的使用場合，它們對性能、存儲、訪問、安全和容量都有獨特的要求。

針對虛擬服務器的存儲

早在金融危機之前，企業(yè)就在想方設法減少浪費，如提高資源利用率、簡化管理、面向不斷變化的市場提高響應能力等。在許多環(huán)境下，系統(tǒng)的處理能力常常大于應用程序的需求，而為了減少這種浪費，許多企業(yè)采用服務器虛擬化，以此優(yōu)化現(xiàn)有的資源。部署虛擬化不僅提高了設備利用率，還提高了環(huán)境的靈活性和響應能力，為系統(tǒng)和應用程序的恢復帶來了新的選擇。在這種新環(huán)境下，存儲系統(tǒng)不得不具有更強的響應能力和靈活性。

在虛擬服務器環(huán)境下，存儲面臨的主要挑戰(zhàn)是能否配置適當?shù)拇鎯θ萘?，有效管理存儲，以滿足未來對容量增長、性能和可用性等的需要，并且在保護數(shù)據(jù)時符合應用程序的要求。

在部署虛擬化技術(shù)時，每個虛擬機都有自己的文件。該文件可能含有虛擬機鏡像和數(shù)據(jù)，或只含數(shù)據(jù)。隨著虛擬機數(shù)量的不斷增加，管理支持這些虛擬機的存儲系統(tǒng)變得更復雜了。邏輯單元號（LUN）管理、基于性能和遷移考慮的虛擬機放置、容量管理、甚至故障排除都變得費時又復雜。

許多企業(yè)已發(fā)現(xiàn)在基于文件的存儲系統(tǒng)上部署虛擬化技術(shù)可以消除與存儲有關(guān)的許多復雜問題?，F(xiàn)在，無論是虛擬機鏡像還是數(shù)據(jù)，每個文件都可以單獨管理。使用橫向擴展（Scale-out）或向上擴展（Scale-up）的基于文件的存儲系統(tǒng)，以進一步增強系統(tǒng)在一些方面的能力，包括及時配置存儲容量、提高資源利用率、提供適當?shù)男阅芤约案咚降臄?shù)據(jù)和系統(tǒng)可用性。

如今，不是所有虛擬化平臺都能基于NFS或CIFS運行，有些平臺只能在基于塊的存儲系統(tǒng)上運行。在這種情況下，為了方便虛擬機遷移，獲得高可用性，可能需要在服務器集群上部署集群文件系統(tǒng)。

文件服務

為了在管理方面獲得規(guī)模經(jīng)濟效應，并提高資源利用率，許多企業(yè)針對文件和打印服務以及整個網(wǎng)絡共享開展了合并項目。此舉旨在簡化存儲管理，更智能化地管理數(shù)據(jù)，并且提供增值服務，如及時歸檔、數(shù)據(jù)保護和安全性。這類合并項目的一些關(guān)鍵要求包括：使用管理工具，讓管理員在不必增加人手的情況下，能夠管理日益增長的數(shù)據(jù)和存儲系統(tǒng)；及時準確地配置及回收存儲容量；無縫實時地更新和升級；根據(jù)需要，靈活地增加容量、提升性能。這些要視企業(yè)的需求而定，可通過以下方式來做到這一點：

● 部署文件虛擬化。文件虛擬化技術(shù)可以將現(xiàn)有的基于文件的存儲設備合并到單一命名空間，允許后端存儲獨立于目錄和文件夾結(jié)構(gòu)進行管理。文件虛擬化還能在不必遷移用戶的情況下添加容量，容量可能來自文件虛擬化系統(tǒng)抽象出來的任何存儲設備。

●部署向上擴展（Scale-up）系統(tǒng)。該系統(tǒng)可滿足理論上無限的存儲容量，并支持數(shù)量眾多的文件。這通常是高可用性配置中的一臺服務器或雙服務器，后端則使用基于塊的存儲。一些系統(tǒng)可能支持多種存儲系統(tǒng)，以實現(xiàn)分層存儲。要部署這種系統(tǒng)，就需要更換現(xiàn)有環(huán)境中的一切設備。向上擴展的系統(tǒng)還依賴服務器的性能配置，只有當系統(tǒng)中處理器的處理能力擴增后，這種系統(tǒng)才能擴展。

●部署橫向擴展（Scale-out）系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可能是由多個節(jié)點組成的集群NAS，它們共同提供了一個全局文件系統(tǒng)命名空間，以便根據(jù)需要擴展容量和性能。部署Scale-out系統(tǒng)還有一種方式，那就是在現(xiàn)有的文件服務器上部署分布式文件系統(tǒng)。分布式文件系統(tǒng)充當抽象層，可根據(jù)需要添加容量。

數(shù)據(jù)保護

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)和最佳實踐要求數(shù)據(jù)應從生產(chǎn)系統(tǒng)復制到二級系統(tǒng)，那樣就算生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生故障，數(shù)據(jù)還有另一個副本。復制數(shù)據(jù)的方法已存在了很長時間，不過多年來，用于存儲二級副本的介質(zhì)在不斷變化。數(shù)據(jù)保護模式要求每天都要進行增量備份，并定期進行全備份。久而久之，這種方法會帶來同一數(shù)據(jù)的多個副本，這消耗了容量和帶寬，降低了性能。目前，一些數(shù)據(jù)保護軟件已變得更智能化，可在塊一級復制只發(fā)生變化的那部分數(shù)據(jù)，從而減少寫入到二級介質(zhì)上的數(shù)據(jù)量。另一些數(shù)據(jù)保護軟件能夠針對二級存儲系統(tǒng)采用容量優(yōu)化技術(shù)，比如單實例存儲、壓縮和重復數(shù)據(jù)刪除，從而解決冗余問題。

使用基于文件的存儲用于數(shù)據(jù)保護越來越流行，這主要有兩個原因。首先，這種存儲易于部署，使用標準協(xié)議，支持原生復制功能，還可與眾多驅(qū)動器技術(shù)配合使用。其次，它解決了企業(yè)使用基于塊的存儲系統(tǒng)時面臨的一些主要難題，像存儲資源的利用、跨介質(zhì)服務器資源共享、及時為介質(zhì)服務器配置存儲容量等。

歸檔和內(nèi)容存儲

歸檔是基于文件的存儲最自然和常用的使用場合。數(shù)據(jù)歸檔一般是為了滿足法規(guī)遵從的需求，同時為了支持業(yè)務計劃，并為客戶和合作伙伴提供支持。由于這些數(shù)據(jù)有許多是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，而基于文件的系統(tǒng)是很好的解決方案，基于文件的系統(tǒng)具有經(jīng)濟高效、持續(xù)性、無縫擴展性和易用性等特點。

高性能計算

這是橫向擴展和向上擴展的基于文件系統(tǒng)的傳統(tǒng)使用場合。大多數(shù)高性能計算（HPC）用戶對性能都有要求，這意味著系統(tǒng)必須隨著應用程序的需求進行擴展。不過，通常不是所有數(shù)據(jù)都在同一時間被處理，所以，許多HPC用戶能夠得益于擁有動態(tài)存儲分層功能的系統(tǒng)。有了動態(tài)存儲分層功能，系統(tǒng)就能根據(jù)性能特征，跨不同的存儲層轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可從高性能的磁盤介質(zhì)轉(zhuǎn)移到低性能的磁盤介質(zhì)，也可以反過來，這個過程對應用程序和用戶來說是透明的。

一些橫向擴展和向上擴展的基于文件的存儲系統(tǒng)配備智能分層、容量優(yōu)化、自動精簡配置、基于知識的數(shù)據(jù)管理和標準組件，這些技術(shù)為滿足上面討論的幾種主要使用場合的需求提供了一條途徑，根據(jù)解決方案及其架構(gòu)的不同，有些解決方案對特定的使用場合來說更合適。

如果存儲需求是不斷變化的，那么滿足需求的環(huán)境也應不斷變化。無論資源部署在企業(yè)內(nèi)部，還是由服務提供商提供，關(guān)鍵是在需要時能以所需的形式得到這些資源。

想選擇一款合適的解決方案，關(guān)鍵是要明白對自己企業(yè)來說什么最重要。不同的解決方案在復雜性、性能、可擴展性和支持服務等方面各有不同。

鏈接一：橫向擴展NAS與向上擴展NAS

橫向擴展（Scale-out）是指能夠通過為集群增加節(jié)點來擴展基于文件的系統(tǒng)，這跟快餐店通過增加收銀員數(shù)量來增強接單能力一樣。Scale-out NAS其命名空間通常涵蓋多個節(jié)點，允許通過命名空間中的任何一個節(jié)點來訪問數(shù)據(jù)。

向上擴展（Scale-up）是指通過把現(xiàn)有硬件換成更快的組件來擴展基于文件的系統(tǒng)，這跟快餐店通過把現(xiàn)有的那位收銀員換成手腳更快的收銀員和更快的收銀機來增強接單能力一樣。命名空間通常涵蓋一個節(jié)點，或涵蓋能形成集群的兩個節(jié)點。

鏈接二：基于文件的存儲與“云”

文章中討論的購置存儲系統(tǒng)的使用場合主要有兩種方式，一是為了供內(nèi)部使用而購買（私有云存儲），二是將存儲作為服務向提供商訂購（公共云存儲）。

在公共云情況下，存儲資源根據(jù)容量和合同中約定的服務級別來付費。物理存儲資源放在提供商管理的數(shù)據(jù)中心中，由用戶通過網(wǎng)絡來訪問。一些提供商在數(shù)據(jù)中心里部署了通向云的網(wǎng)關(guān)，比如允許應用程序通過NFS或CIFS等標準協(xié)議來訪問云的NAS網(wǎng)關(guān)。一些提供商允許借助NFS或CIFS，通過網(wǎng)絡來訪問；另一些使用專有協(xié)議，允許用戶連接到自己的資源。這些情況下的存儲還可以作為應用程序的一部分來提供。一個例子就是數(shù)據(jù)保護、復制或歸檔，在這些情況下，軟件用來將數(shù)據(jù)從企業(yè)轉(zhuǎn)移到云端。

私有存儲云要復雜一些。如果云提供商所提供的存儲容量每GB成本低于內(nèi)部配置架構(gòu)，那是由于規(guī)模效應，因此，提供商能更有效地部署、配置及管理存儲容量。但較低的購置和運營成本也是每家企業(yè)都需要的，現(xiàn)在假設企業(yè)同樣能在內(nèi)部獲得規(guī)模效應，這意味著部署的存儲容量可以根據(jù)業(yè)務部門的需要來按需配置。在這種情況下，IT部門成了業(yè)務部門的服務提供商。從某種意義上來說，IT部門就是私有存儲云供應商。

現(xiàn)在的問題是，企業(yè)的存儲管理人員如何能獲得這些成效。答案是并非易事。私有存儲云可能基于文件，也可能基于塊，但占用大部分存儲資源的是文件，而生成這些文件的應用程序和用戶有不一樣的需求。在理想情況下，最好是采用針對所有使用場合而設計，并滿足性能、安全、容量和訪問等方面要求的基于文件的存儲解決方案，這將是最終的動態(tài)數(shù)據(jù)中心，但從現(xiàn)今的市場看，做到這些并不容易。

另一種方法是為盡可能多的使用場合部署盡可能少的存儲解決方案，其存儲系統(tǒng)具有下列特性和功能：

●無縫可擴展性，能夠增加容量及提升性能，停機時間為零；

●100%的可用性，即一直可用，包括計劃維護期間；

●最優(yōu)化的容量利用率；

●可管理性，讓盡可能少的管理員能夠支持越來越多的存儲容量；

●節(jié)能技術(shù)，比如高密度、低功耗、智能化的冷卻設計可降低運營成本；

●互操作性，標準組件和協(xié)議便于及時升級和采用下一代技術(shù)。