您的位置: 网界网 > 存储 > 正文

服务器直连存储的网络化之路

2014年02月07日 20:25:35 | 作者:Jacob N. Gsoedl | 来源:TechTarget中国 | 查看本文手机版

摘要:长期以来被视为次于网络存储的直连存储,最近正重新被人所关注。随着新兴的各类技术的发展,直连存储能够便捷地池化,并作为高扩展性存储资源提供共享。

标签
网络存储
高扩展
服务器直连存储

近年来,传统的存储系统面临着来自新构存储阵列方式的诸多挑战。在传统系统中内通常会封装有专用的存储控制、磁盘、主机接口以及固件,这些组件和协同机制属于技术专利,通常只属于某家阵列供应商。正是由于这些系统代价高昂、架构复杂且缺乏开放性,兴起的可替代方案引发了不少存储用户的关注。

一种变革计算市场,更适合于移动和云计算[注]应用的原动力促使更为开放且更具成本效益的存储平台浮出水面。

在这些挑战传统存储阵列体系架构的方案中,最具前景的产品就是将服务器直连存储网络化为共享存储池的存储系统,也被称为网络化服务器直连存储。这类产品能够利用常见的x86架构服务器和服务器直接连接的磁盘,通过运行在标准服务器上的存储软件[注],将磁盘整合为共享存储池,这样以远低于传统专有系统的价格构成了更为开放的存储平台。目前有越来越多的新兴企业提供网络化服务器直连存储,这也是云服务供应商最喜欢的存储体系架构,不过现在你同样可以在大型的存储供应商产品线中找到它们。

网络化服务器直连存储案例

网络化服务器直连存储的成功有几项原因。最重要一点源于其成本效益。通常来讲,存储阵列采用专利化的硬件和控制器技术对存储流程进行优化,以满足被多台主机同时访问所需求的低延迟和高带宽。存储供应商对于这种产品自然会收取不菲的费用,这也造就了高价格、高利润的存储硬件业务。多核x86服务器、接口和网络日益提速,和私有存储硬件性能的差距在逐步减小并最终消失,而传统存储供应商仍固步自封,保持着高利润的专用存储硬件。运行在x86服务器上的网络化存储系统技术的出现其实只是时间上的问题。

“网络化服务器直连存储使用常见的服务器硬件,价格低廉,而且无需在主机总线适配器(HBA卡)、适配器、磁盘以及其它组件上花费经费”Terri Mc-Clure,ESG公司的资深分析师评论道。

网络化服务器直连存储主要获益于虚拟化技术。存储软件从底层硬件上的去耦合使得存储堆栈能够运行在所有类型的硬件上,包括低成本的通用x86系统以及其直连存储。通过使用虚拟化技术,网络化服务器直连存储有助于通过将未被充分利用的服务器直连存储池化为共享存储资源,提升存储利用率。一些网络化服务器直连存储产品在同一服务器硬件内整合了存储和虚拟机处理,更进一步提升服务器资源利用;这意味着更具成本效益的数据中心,能够减少数据中心硬件,降低电耗并节省占地空间。

网络化服务器直连存储同样更易于管理。存储阵列,尤其是光纤通道系列产品,在部署和管理时十分复杂,需要专业的存储专家的介入。而网络化服务器直连存储则完全不同,其可以由服务器团队代为管理,这表示只需要很少的IT资源,从而减少运营成本。易于管理是网络化服务器直连存储在云服务供应商以及面向消费类的Web 2.0企业中运行良好的另一主要原因。

网络化服务器直连存储的多面化

当前网络化服务器直连存储有诸多形式和来源,不过都有一点共性:使用标准服务器硬件和聚合的服务器直连存储,形成单独的共享存储池。

虚拟存储设备(Virtual storage appliances,简称VSA)在虚拟机中运行存储软件,并且将虚拟机镜像分散部署在一台或多台物理主机上。所运行的主机上的直连存储会被整合,形成共享存储池。不同供应商的VSA产品所能支持的主机数量不尽相同。VMware的vSphere Storage Appliance能够整合最多三台主机的本地存储,形成共享存储资源,通过网络文件系统存取并由vCenter进行管理。HP公司的StoreVirtual VSA,基于LeftHand操作系统,封装了VMware的VSA,能够池化高达16台主机的本地存储,提供共享存储,可经过iSCSI访问。NetApp的Data Ontap Edge其实是一台运行Data Ontap的虚拟机,目前只支持单台服务器节点,不过能够无缝地和其它NetApp存储互操作。

目前VSA的应用规模十分适合用于小型环境,比如中小型企业业务或大企业的分支机构。由于可以部署在现有的服务器上而不必增加存储硬件,这种方案极具成本效益,并且易于部署运维。很显然VSA的应用远不止于中小型市场,而今天的局限性主要是由VSA供应商强加的,旨在保护厂商高利润的高端存储业务——比如NetApp以及一定程度上HP的情况——或者就是为了避免打乱现有生态体系,这妨碍了新的部署,比如VMware。特别是VMware,其VSA和尚未发布的VMware Virtual SAN(vSAN)保持了良好的平衡,避免动摇存储供应商将其存储系统整合到不同的VMware API上。

融合存储系统。为了最大化服务器资源,一部分新兴企业应运而生,所提供的产品能够在单台服务器硬件中整合存储和虚拟机处理。想法在于将一部分底层主机的计算资源划拨给存储任务单独使用,将剩余的资源留给虚拟机。除了服务器资源利用率提高,相比多服务器节点的组合,易于管理和低成本也是将存储和虚拟机处理整合在单独系统中所带来的好处。缺点在于,将存储和虚拟机整合在单台系统中会限制扩展能力,而且增加了虚拟机处理和存储处理之间相互干扰的可能性。

现在有少部分供应商提供融合虚拟化技术和存储的产品。Scale计算机的HC3在其多节点横向扩展服务器网络附加存储上运行开源的Red Hat KVM虚拟化管理程序,针对中小型企业市场。Nutanix的存储堆栈作为额外的服务和虚拟机并行运行,将存储从屋里服务器节点中虚拟化,构成统一的横向扩展融合存储池,定位于中小型和企业级市场。SimpliVity OmniCube横向扩展NAS具备实时重复删除和压缩功能,同样能够承载虚拟机,其定位于中小型和企业级市场。通过增加虚拟机处理,融合存储系统确实将网络化服务器直连存储的价值定位提升到新的水平。

分布式文件系统。即使NAS市场为大型存储供应商所控制,开源的分布式文件系统使得其余供应商能够在通常的x86服务器上运行NAS系统。一个合适的例子是Red Hat存储服务器,其基于GlusterFS好像扩展NAS文件系统(+本站微信networkworldweixin),Red Hat在2011年时收购Gluster时获取该技术。另一案例是Oracle的Zeta文件系统(ZFS),其最早由Sun公司开发,现在应用于Oracle的ZFS Storage 7000系列中;ZFS是一款开源软件,产品化的厂商包括Nexenta,其ZFS产品作为软件定义存储[注]的方式。

“Nexenta使用ZFS,并将其管理软件销售给用户以创建NAS存储或NAS网关”位于斯迪尔沃特的StorageIO公司的创始人和资深分析师Greg Schulz说。类似的,Apache的Hadoop分布式文件系统运行在常见的服务器上,并且支持各种方式、少量到上千台的服务器节点,来创建大型共享存储池。

基于分布式文件系统的网络化服务器直连存储产品可以是海量文件的高性价比存储方案。舍弃更成熟的NAS产品而选择更新的方式必然会有挑战,但这已经通过显著的成本节省以及产品化的特性得以抵消,这些恰恰是传统NAS系统所无法比拟的。

对象存储。对象存储在许多方面类似于横向扩展NAS,只不过其管理的对象有唯一的识别符。除了NAS的文件系统属性,对象能够支持丰富的元数据。对象存储通常通过HTTP API进行访问,比如REST,并且数据冗余的实现通过将对象多次存储在不同的节点上完成。

为了满足云存储市场的需求,对象存储设计能够分布式运行在不同的服务器节点上,并可以通过简单地增加额外服务器节点进行扩展。换句话说,对象存储直接是设计用于网络化服务器直连存储的。对象存储极其适合内外部应用程序存储文件级的内容。但其不适合交易型系统,诸如数据库和交易型处理应用。当许多Web 2.0企业现在创建其专有的对象存储时,对象存储产品,比如Caringo的CAStor,EMC的Atmos,Hitachi的Content Platform以及NetApp的StorageGRID已经面市了很多年。

随着Windows存储空间(WSS),服务器信息块(SMB)3.0的增强,支持数据重复删除和自动精简配置,Windows Server 2012以此创立高端、网络化的服务器直连存储系统。通过在WSS内整合故障切换功能,Windows Server 2012可以在多台服务器节点上构成集群式存储空间。Clustered Storage Spaces整合少量的服务器,通常2台或4台,以及和所有服务器相连的一组串列SCSI(SAS)JBOD磁盘柜。存取访问会经过Cluster Shared Volumes统一为单独的命名空间,可以被所有服务器节点访问,且没有服务器、JBOD磁盘柜以及虚拟磁盘的数量限制。ESG实验室在2013年1月的报告中总结道存储的高效性、灵活性、新特性和改善的特性的透明度,使得高性能,高性价比的Windows Server 2012成为各类业务最简单的选择。

软件定义基础架构服务的趋势

低成本、资源高利用率以及简便的管理是网络化服务器直连存储平台良好的开端。飞速增长的非结构化数据以及内部到云端的无缝扩展的需求是重要推手,进一步扩大网络化服务器直连存储的市场。从长期角度看,虚拟化以及软件定义基础架构和数据中心的趋势将引发底层硬件上更进一步基础架构服务的去耦合。在未来虚拟机、网络、存储、安全和其它基础架构服务全部运行在共享物理硬件组件之上,网络化服务器直连存储只算是其中的一小步。

参考资料

1.云计算:(Cloud Computing)描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。云计算是继1980年代大型计算机到...详情>>

2.软件定义存储:如同云计算的概念刚刚出现时一样,也没有一个确切的定义,但软件定义存储普遍代表了一种趋势,那就是软件和硬件的分离。对于数据中心用户来说,只需要通过软件来实现对自身...详情>>

[责任编辑:存储 chai_shasha@cnw.com.cn]