揭開2011年存儲領域新技術的神秘面紗

如今，我們看到的新技術有固態硬盤存儲技術、容量優化技術、自動分層技術以及還有專為虛擬服務器定制的存儲系統。也許我們可能已經能想象的出未來企業級存儲技術會發展成怎樣的模式，但相信對新技術的期待仍會為它們蒙上一層神秘的面紗。

固態緩存

自從上世紀50年代開始，磁盤就開始成為企業級數據存儲的基本組成部分之一，而如今我們討論的是固態存儲設備將如何替代這些老古董。雖然如今的快速閃存記憶體只有十年的歷史，人們就已經開始被它所能提供的性能深深吸引了。實際上，傳統的磁盤并不會很快的被替換掉，但快速閃存很可能會以一種單獨組件的形式存放于企業級存儲設備中，以體現其性能上的優勢。

傳統磁盤在其大容量方面以及順序讀寫的性能方面十分擅長，而這卻無法滿足現代工業流程改變帶來的新的需求。如今的虛擬層以及基于數據庫的應用對快速隨即訪問上有了較高的需求，而這些并不是傳統磁盤上的機械臂和磁頭擅長的項目。最好的企業級存儲陣列將使用內存提升其隨機I/O方面的性能，但隨之帶來的昂貴的成本又讓人們望而卻步。

儲存性快閃記憶體相比較而言，非常合適于這樣的需求。他們在隨機讀寫請求的處理方面獨有優勢。最快的企業級快閃記憶體在讀性能方面可以和動態隨機存儲記憶體相媲美。雖然在成本上相比內存有著較大的優勢，然而和相同容量的磁盤相比，成本上仍是相對較高的。出于多方面因素的影響，固態硬盤的部署速度開始減緩，并且也沒有任何跡象表明將會替代磁盤在容量需求大的應用上的地位。

閃存找到了一個合適自己的位置，它們合適于在基于傳統磁盤的存儲系統上做緩存使用。超高速緩存技術不同于分層存儲技術，因為它不會使用固態內存作為數據永久存儲的位置。與之不同的是，這項技術能將對讀寫方面的請求重定向到固態內存中以達到性能上提升的效果，尤其是對于隨機I/O更為有效，但最終會將所有的寫請求應用到磁盤上。

主要的一些廠商比如EMC公司和NetApp公司將閃存放置到它們的存儲陣列里并用專業的控制卡軟件加以管理以使得它是以緩存的方式工作而不是存儲設備。NetApp公司的閃存緩存卡能實現將內部PCI總線用于它們的設備上，EMC公司Clariion存儲的FAST緩存依賴于通過SATA連接的固態硬盤。兩者實際上都是在利用現有的控制卡以提升它們各自在緩存技術上的算法。

Avere和Marvell以及其他的一些公司采用的不同的策略。以擴展性NAS設備聞名的Avere公司將應用放置于現有NAS陣列和客戶端之間。Avere公司的創始人兼CEO Ron Bianchini這樣描述他們的技術：“事實上不會有任何一種單純的技術能合適所有的需求，因此我們設計的這套設備集成了最好的RAM、flash和磁盤。” Bianchini表示，Avere公司的FXT設備將會幫助使用了NAS設備的廠商訪問延遲降低50倍。

Marvell公司獨一無二的DragonFly虛擬存儲加速器卡可以放置在服務器自身內部。DragonFly虛擬存儲加速卡使用了快速的非易失隨機存儲讀取器和連接SATA的固態硬盤作為緩存存儲空間，但最后數據都會被寫入存儲陣列里。Marvell公司的產品市場總監Shawn Kung表示，“我們的這塊產品專注于隨機寫上，并且這是一個全新的產品領域。DragonFly可以最多以10倍的速度提升虛擬機上I/O速度，并在整體成本上可以幫助降低50%或者更多。” Marvell計劃在今年的第四季度發布他們的成熟產品。

以大型企業級存儲陣列聞名的EMC公司同樣也加入了服務器端緩存技術的競爭。EMC Symmetrix產品的首席戰略官Barry Burke說，“EMC公司的‘閃電計劃’將會把自動分層方面的能力擴展到VMAX以及VNX產品的用戶上。” EMC公司在最近的全球大會上宣布了這項計劃并準備今年晚些時候實施。
 

為虛擬化定制的存儲設備

驅動高可用性磁盤進步的源動力之一是服務器虛擬化的發展。虛擬層將多個虛擬機共享單一硬件平臺成為可能，這樣做的副作用是會給服務器I/O帶來壓力。與傳統的緩慢卻可預見的順序數據流不同的是，一個繁忙的虛擬服務器環境就像是隨機讀寫的水龍頭。

“混合型I/O數據流”的現狀改變了廠商對開發存儲系統控制器以及緩存戰略的之前的想法，他們依然習慣于快速更換思路以適應需求的發展。雖然部署SSD固態硬盤和閃存緩存會起到一些幫助，但對于虛擬機環境來說，對其他的方面也有著不同的要求。虛擬機環境需要的是極度的靈活性，快速存儲分配以及虛擬服務器之間動態負載遷移成為了評判其靈活性方面相關的兩項指標。比如像VMware這樣的廠商，正在非常迅速的將虛擬層和服務器管理集成在一起，包括針對陣列推出的vStorage API(VAAI)。

虛擬服務器環境是一個適合創新的好平臺，一些新興公司踴躍的加入了這一行列。有一家名叫Tintri的公司，開發了一款適合VMware的存儲系統，它包含了傳統的SATA硬盤、快閃記憶體以及在線重復數據刪除技術以滿足虛擬服務器在性能以及靈活性上的需要。Tintri的CEO Kieran Harty說，“傳統意義上的存儲系統管理的是LUN、卷組或者層級，這些層面對虛擬機來說并沒有本質上的意義。Tintri 的VMstore則是一款完全不同的產品，它管理的部分包含虛擬機和虛擬磁盤，我們設計的初衷就是為了滿足虛擬化環境上的需求。”

除了剛才我們說的Tintri公司開發了一款基于VMware環境的存儲設備，還有IO Turbine公司的Accelio，這是一款利用服務器上PCIe閃存卡或者固態硬盤的平臺，開發的一款針對VMware存儲的加速軟件。IO Turbine公司的CEO Rich Boberg表示，“Accelio的問是可以讓更多的應用部署在虛擬機環境上而無需過分考慮傳統存儲設備I/O上的性能限制。” Accelio這款產品能夠自動的將來自外部的I/O請求上的壓力轉移到閃存上，從而減小了現有存儲陣列上的壓力。

存儲容量優化

并非所有的數據存儲創新都聚焦于性能方面的考慮。數據本身爆炸式的增長也成為了許多環境中所面臨的挑戰，刪除數據不總是可以被接受的答案。分別被Dell和IBM收購的Ocarina和Storwize是兩個專注于數據壓縮和單一實例存儲的存儲應用，現在人們越來越開始關注容量方面的優化。

降低存儲容量有著多個方面的意義，不管是對數據復制、備份恢復或者是主存儲數據空間來說都可以減小以降低成本。Dell公司的文件系統及優化部門的市場經理Mike Davis表示，Ocarina的技術非常靈活，他們正將這一技術嵌入到現有平臺上。“這是一個端到端的戰略，我們正在試圖了解應該如何將這些新的技術從存儲平臺上應用到云上甚至到服務器層面。”

重復數據刪除技術同樣在主存儲市場得到了應用。一旦應用在備份歸檔設備上，如NetApp、 Nexenta系統、 Numbus數據系統、Permabit公司，就會有其他公司將這項技術也發展到陣列和其他設備上。 NetApp公司的云部門負責人Val Bercovici說，“NetApp公司的重復數據刪除技術過去稱之為A-SIS，是同時為主存儲以及輔存儲設備設計的，能同時滿足主存儲的性能和高可用性以及輔存儲容量優化備份、歸檔以及災難恢復方面的需求。”NetApp公司將重復數據刪除技術集成到存儲軟件里，并對外聲稱在I/O數據流上沒有延時。
 

自動分層存儲

對于大型企業級存儲廠商來說，一項重要的創新就是將傳統固定的陣列系統轉型到自動分層存儲設備。一些小規模公司3PAR和Compellent公司是這項技術的發起者，他們現在分別被HP和Dell兩家公司收購。EMC、HDS以及IBM公司也在他們的產品里增加了這項功能。

像Nexenta這樣的新興公司也加入這項技術的推廣行列，他們的CEO Evan Powell表示，“NexentaStor能很好的發揮固態硬盤的優勢并將其應用到存儲資源池里，并能實現自動訪問固態硬盤的數據塊。”他隨后又說，Nexenta公司的軟件平臺可以允許用戶使用自己的固態硬盤，這樣的話可以幫助用戶降低使用這項技術的成本門檻。

EMC公司將虛擬空間分配技術以及自動分層技術應用到整條產品線。公司全球市場首席技術官Chuck Hollis表示，“EMC使用了全新的閃存技術并將其應用于性能提升以及成本節省上。最重要的是，搭建的過程比較簡單并易于管理。”

與高速緩存類似，自動層級存儲最大程度提升了數據存儲系統的性能并以同樣的幅度降低了容量上的成本開銷。他們將訪問較頻繁的數據存放到轉速較快的磁盤或者固態硬盤上，分層存儲可以無需耗費成本全部配置成快速訪問設備，同時獲得較快的速度。與此同時，自動分層存儲還可以優化能源和空間上的配置以達到高效性，因為它能夠將用的不頻繁的文件移動到轉速相對較慢但空間較大的磁盤里。

存儲上的創新

企業級存儲廠商需要維護他們產品的兼容性、穩定性、良好的性能評估并提升他們在技術方面的水準。雖然小公司在推出比如存儲空間優化、虛擬化存儲訪問等新技術方面會有敏捷性方面的優勢，但大公司這方面做得確實也不錯。他們將固態高速緩存和自動分層存儲應用于服務中并勇敢的向其他領域一并拓展。不管是自我創新或者通過并購的方式，創新都永遠會在企業級存儲領域繼續下去。

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