集群存儲技術(shù)所要面臨的問題

　　如果您的存儲數(shù)據(jù)量不大，或者對存儲性能要求不太高，而現(xiàn)有的NAS或SAN又恰好可以滿足應(yīng)用需求，您可能不會注意到集群存儲正在中國市場上悄然興起。

　　對于互聯(lián)網(wǎng)、流媒體、高性能計算、能源等數(shù)據(jù)密集型、高并發(fā)訪問的行業(yè)用戶來說，容量與性能的線性擴展是必須的，而對于傳統(tǒng)的存儲方式來說，這卻是不可逾越的鴻溝。

　　由若干個存儲系統(tǒng)組成的集群，其性能和容量等屬性可通過集群的方式得以疊加和擴展，不但有效解決了高性能的文件共享問題，同時兼顧了數(shù)據(jù)的高可用性及文件系統(tǒng)的高擴展性。

　　用戶的迫切需求直接導(dǎo)致了集群存儲市場的興起。在集群存儲領(lǐng)域，有中國用戶十分熟悉的IBM、SGI、NetApp、Panasas、藍鯨，還有中國用戶不太熟悉的DataDirect、Omneon、Isilon、Verari、龍存科技等已經(jīng)摩拳擦掌，而集群存儲也將成為存儲市場下一個時髦字眼。

　　從我們接觸到的中國用戶來看，能源行業(yè)、廣電行業(yè)和科學(xué)計算等領(lǐng)域的用戶成了集群存儲市場上首批吃螃蟹的人。因為這些行業(yè)的用戶越來越依賴大型的和日益增長的數(shù)據(jù)集，對于存儲的性能和可靠性要求也非常高，而且在服務(wù)器集群方面也積累了很多經(jīng)驗，這些因素都有助于上述行業(yè)的用戶了解和實施集群存儲。

　　其實，集群存儲的應(yīng)用并不局限于某個行業(yè)或某個應(yīng)用，只要存儲的經(jīng)濟性與技術(shù)性能達到一定的要求，集群存儲就是一種不錯的選擇。

　　為了讓中國用戶能夠進一步了解集群存儲的相關(guān)知識，我們邀請了多名業(yè)內(nèi)專家，就集群存儲的概念、采購和部署等方面的幾個問題進行了解答，相信集群存儲在性能和擴展性方面的特色會給您耳目一新的感覺。

　　什么是集群存儲

　　所謂集群存儲是將多臺存儲設(shè)備中的存儲空間聚合成一個能夠給應(yīng)用服務(wù)器提供統(tǒng)一訪問接口和管理界面的存儲池，應(yīng)用可以通過該訪問接口透明地訪問和利用所有存儲設(shè)備上的磁盤，可以充分發(fā)揮存儲設(shè)備的性能和磁盤利用率。數(shù)據(jù)將會按照一定的規(guī)則從多臺存儲設(shè)備上存儲和讀取，以獲得更高的并發(fā)訪問性能。北京龍存科技有限責(zé)任公司CEO唐榮鋒表示：“集群存儲能夠解決存儲應(yīng)用中的高帶寬、并發(fā)訪問、高可擴展性、易管理等各項需求?！?/p>

　　與傳統(tǒng)NAS和SAN相比集群存儲的優(yōu)勢何在

　　傳統(tǒng)的SAN與NAS分別提供的是數(shù)據(jù)塊與文件兩個不同級別的存儲服務(wù)，集群存儲也分為提供數(shù)據(jù)塊與文件兩個不同級別存儲服務(wù)的集群存儲系統(tǒng)。

　　集群存儲的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在提高并行或分區(qū)I/O的整體性能，特別是工作流、讀密集型以及大型文件的訪問，通過采用更低成本的服務(wù)器來降低整體成本。

　　SAN 系統(tǒng)具有很高的性能，但是構(gòu)建和維護起來很復(fù)雜。由于數(shù)據(jù)塊和網(wǎng)絡(luò)需求的原因，SAN系統(tǒng)也很難擴容。NAS系統(tǒng)的構(gòu)建和維護雖然比較簡單，但是由于其聚合設(shè)備（又叫做NAS頭）是其架構(gòu)上的瓶頸，造成其性能很有限。集群存儲提供了SAN和NAS結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。在大多數(shù)使用集群存儲的案例中，隨著存儲系統(tǒng)的擴容，性能也隨之提升。一個大的集群存儲的性能往往勝過一個SAN系統(tǒng)，但是價格也會更高。集群存儲系統(tǒng)像NAS系統(tǒng)一樣易于構(gòu)建、操作和擴容。大多數(shù)集群存儲系統(tǒng)沒有傳統(tǒng)NAS系統(tǒng)的固有瓶頸。

　　集群存儲有兩種實現(xiàn)方式：一種是硬件基礎(chǔ)架構(gòu)加上軟件，典型代表是SAN架構(gòu)+IBM GPFS;另一種是專用集群存儲，典型代表是Isilon、NetApp GX以及Panasas，其中NetApp GX是構(gòu)建在NAS基礎(chǔ)架構(gòu)之上的，但是通過操作系統(tǒng)實現(xiàn)集群存儲。從這個角度講，集群存儲與SAN或NAS不存在競爭關(guān)系，是實現(xiàn)不同存儲需求的解決方案?！?/p>

　　集群存儲和NAS的概念是在文件系統(tǒng)層面上的，而SAN是在LUN層面上的，集群存儲可以利用SAN環(huán)境實現(xiàn)。因此，集群存儲與 SAN解決的問題不同。如果一定要比較這兩者的優(yōu)缺點的話，可以說SAN做到的是多個服務(wù)器節(jié)點可以同時看到SAN環(huán)境中的同一個LUN，還不能做到多服務(wù)器節(jié)點間的文件級共享。

　　集群存儲在性能、可靠性及擴展性等多個方面都遠遠優(yōu)于 NAS。

　　在部署時集群存儲有沒有特別要求

　　總體來說，部署集群存儲并無特別之處。集群存儲中的所有節(jié)點都必須安裝好操作系統(tǒng)，并保障網(wǎng)絡(luò)暢通。整套系統(tǒng)的配置管理一般都可以通過單一節(jié)點進行，不會像 SAN那樣復(fù)雜。

　　采用集群存儲的客戶一定要懂得應(yīng)用，對現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)非常熟悉，因為集群存儲在實施時可能要用到網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、操作系統(tǒng)等多種知識。在采用集群存儲架構(gòu)時，必須考慮以下三方面問題：存儲成本對整個業(yè)務(wù)模型的影響;應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)和輸入/輸出負載的特點;在評估集群方案時，原有系統(tǒng)本身的性能、成本、可用性如何。

　　為了盡可能減少風(fēng)險，用戶在部署集群存儲系統(tǒng)時，最好與廠商的專業(yè)技術(shù)人員進行充分溝通，根據(jù)具體應(yīng)用需求進行有針對性的設(shè)計和部署，這樣才能達到預(yù)期效果。

　　集群存儲是否僅限于Linux平臺

　　由于Linux具有價格低廉以及性能優(yōu)良、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，因此很快融入了集群領(lǐng)域，并且占據(jù)了較大的市場份額。Omneon公司認為，由于價格的因素，多數(shù)集群存儲基于 Linux操作系統(tǒng)。其實，存儲集群與操作系統(tǒng)沒有什么關(guān)系，只要能被各種類型的客戶端訪問到就可以。在許多案例中，用戶會提供客戶端代理，允許從客戶端到存儲集群的直接訪問。

　　可以這樣說，是需求拉動了Linux平臺上集群存儲的發(fā)展，但是集群存儲并不僅局限于Linux平臺，但 Linux服務(wù)器集群確實是主流發(fā)展方向。在 Unix領(lǐng)域，提供集群解決方案的包括IBM、SGI，微軟也推出了自己的服務(wù)器集群系統(tǒng)。Unix領(lǐng)域集群市場日漸萎縮主要是因為Linux集群的性價比適合目前所有的集群應(yīng)用。Windows集群系統(tǒng)主要應(yīng)用于小型系統(tǒng)。

　　Isilon采用Linux作為核心操作系統(tǒng)，主要是因為 Linux開放的資源、靈活性以及市場的適用性，非常適合集群存儲系統(tǒng)的應(yīng)用。但是用戶必須明確，操作系統(tǒng)級和應(yīng)用軟件層是截然不同。存儲集群的應(yīng)用性與應(yīng)用系統(tǒng)之間的架構(gòu)存在更為密切的聯(lián)系，而不是操作系統(tǒng)。Unix、Windows、Linux甚至Macintosh的環(huán)境與Isilon集群存儲系統(tǒng)之間沒有任何必然關(guān)系。 Isilon的集群存儲解決方案是基于業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行連接的，能夠支持任何軟件。

　　選擇集群存儲時應(yīng)注意哪些問題

　　用戶應(yīng)該從自己的實際應(yīng)用需求（如性能需求及可靠性需求等）出發(fā)來判斷是否需要構(gòu)建集群存儲。在選擇集群存儲解決方案時，應(yīng)該著重考慮避免性能瓶頸。集群存儲解決方案中最容易產(chǎn)生性能瓶頸的地方是元數(shù)據(jù)管理服務(wù)器（Metadata Server），因為元數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)量通常都有限制，而且其工作負載又很大。另外，在方案設(shè)計和項目實施的過程中，一定要注意避免單一故障點。好的方案可以從服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)及存儲系統(tǒng)的各個方面消除單一故障點。

　　中國用戶對集群存儲的接受程度如何

　　用戶對SAN 和NAS比較熟悉，但是對集群存儲解決方案比較陌生，特別是對集群存儲的可靠性存在疑問。從目前情況看，集群存儲還處于導(dǎo)入期，用戶接受需要一定的時間。

　　一些比較成熟的行業(yè)，如石油勘探行業(yè)的用戶對硬件架構(gòu)+并行文件系統(tǒng)的模式就非常認可。Isilon公司也認為，集群存儲已經(jīng)在國內(nèi)的某些特定商業(yè)領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用，如能源、科學(xué)、廣電、娛樂等。在這些行業(yè)中，客戶需要存儲系統(tǒng)的功能、特點能夠適應(yīng)其業(yè)務(wù)應(yīng)用環(huán)境，并且不能影響過去的投資，更重要的是不能影響整個業(yè)務(wù)的運作。

　　因為集群存儲可以在底層為用戶應(yīng)用提供強大的支持，所以當(dāng)用戶真正理解了其概念和優(yōu)勢后，是非常容易接受的。

　　與歐美市場相比，中國市場受到傳統(tǒng)或比較陳舊的系統(tǒng)架構(gòu)的阻礙相對較少。因此中國市場能夠比西歐或美國市場更易接受集群存儲。

　　以上就是本文對解析集群存儲所面臨的問題的分析，希望對大家會有所幫助。