如何選擇合適的存儲(chǔ)架構(gòu)：集中式存儲(chǔ)or分布式存儲(chǔ)

存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展日新月異。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)集中式SAN/NAS還在廣泛使用，另一方面各類分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品已紛紛在新興的海量數(shù)據(jù)場景中占據(jù)市場。如何根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇合適的存儲(chǔ)架構(gòu)？分布式存儲(chǔ)能否在所有場景都能取代傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)？請參考本文攻略。

01傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)

傳統(tǒng)SAN/NAS存儲(chǔ)的硬件架構(gòu)采用“控制器+硬盤柜”的方式。中高端存儲(chǔ)支持多個(gè)控制器，以保障高可用并提高性能。多控制器為緊耦合，通過PCIE總線或Infiniband網(wǎng)絡(luò)互連，共享磁盤陣列，共享緩存。

傳統(tǒng)存儲(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)具有I/O路徑短，訪問延遲小的優(yōu)勢。傳統(tǒng)存儲(chǔ)通過內(nèi)置BBU電池或外置的UPS來實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)，保障緩存中的數(shù)據(jù)在掉電后不丟失，結(jié)合雙活、容災(zāi)、CDP等技術(shù)保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性和數(shù)據(jù)安全性。

傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)起步早，技術(shù)成熟，架構(gòu)簡單，表現(xiàn)出足夠的穩(wěn)定性，對高IOPS、低延時(shí)、和數(shù)據(jù)強(qiáng)一致性有很好支持。另外，近年來全閃存陣列存儲(chǔ)發(fā)展迅速，IOPS性能提高到機(jī)械硬盤存儲(chǔ)的100倍以上，能夠有效解決IOPS性能痛點(diǎn)。

傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)的特性適合作為金融/醫(yī)療等核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。

傳統(tǒng)存儲(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)決定了其擴(kuò)展能力有限，無法很好支撐高并發(fā)訪問性能。隨著我們進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，集中式存儲(chǔ)增長空間越來越有限。

02分布式存儲(chǔ)

企業(yè)不斷快速增長的海量數(shù)據(jù)，需要更有彈性可擴(kuò)展的存儲(chǔ)架構(gòu)。

分布式存儲(chǔ)是新興的存儲(chǔ)技術(shù)，采用“標(biāo)準(zhǔn)的x86服務(wù)器硬件+存儲(chǔ)軟件”的架構(gòu)，將標(biāo)準(zhǔn)X86/ARM服務(wù)器通過高速以太網(wǎng)或Infiniband互連，通過分布式存儲(chǔ)軟件將服務(wù)器本地的HDD、SSD等存儲(chǔ)介質(zhì)組織成統(tǒng)一的大規(guī)模存儲(chǔ)資源池。分布式存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)的硬件與軟件解耦，數(shù)據(jù)中心能夠以標(biāo)準(zhǔn)化硬件搭建存儲(chǔ)平臺，提升IT敏捷性，降低運(yùn)維成本，符合軟件定義數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢。

分布式存儲(chǔ)也稱為軟件定義分布式存儲(chǔ)（SDS： Software Defined Storage）。

分布式存儲(chǔ)的存儲(chǔ)單元為x86/ARM服務(wù)器（也稱為節(jié)點(diǎn)），以標(biāo)準(zhǔn)2U 存儲(chǔ)服務(wù)器為例，前面板可插入12塊3.5寸硬盤。

硬盤的容量，有：

4TB\6TB\8TB\10TB\12TB\16TB等。

如果選擇10TB硬盤，則單個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理容量為 12 * 10 = 120TB。

分布式存儲(chǔ)有效解決了傳統(tǒng)集中式存儲(chǔ)的可擴(kuò)展性問題，規(guī)?？蓴U(kuò)展至上千個(gè)節(jié)點(diǎn)，容量擴(kuò)展到上百PB甚至EB級，性能隨容量線性提升。按需在線擴(kuò)容后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)再均衡。分布式存儲(chǔ)的多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)能夠同時(shí)提供讀寫服務(wù)，因此具有很高的吞吐率，可達(dá)到幾十GB/s。

分布式存儲(chǔ)支持3種存儲(chǔ)功能，能夠打造統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺：

1、SAN塊存儲(chǔ)，SCSI/iSCSI接口協(xié)議

2、NAS文件存儲(chǔ)，CIFS/NFS接口協(xié)議

3、對象存儲(chǔ)，S3接口協(xié)議

分布式存儲(chǔ)使用多副本和糾刪碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)。多副本方式（業(yè)界常用的多副本方式一般為2副本或3副本），其優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，性能高；但缺點(diǎn)是存儲(chǔ)容量有效利用率低（2副本為50%，3副本為33%）。業(yè)界常用的糾刪碼配置方式一般為8+4（8個(gè)數(shù)據(jù)塊，4個(gè)校驗(yàn)塊，容量利用率為66%）。糾刪碼的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，容量利用率高，缺點(diǎn)是性能低。

一般選擇原則是：

1、在線存儲(chǔ)設(shè)備用多副本；備份歸檔用糾刪碼；

2、小文件用多副本；大文件用糾刪碼。

目前，國內(nèi)有多種分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品可以選擇，包括開源軟件、基于開源軟件優(yōu)化的產(chǎn)品、國產(chǎn)研發(fā)的分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品等。

上海霄云研發(fā)的碧海分布式存儲(chǔ)，性能優(yōu)異，解決了海量小文件存儲(chǔ)的痛點(diǎn)，性能達(dá)到傳統(tǒng)集中式高端存儲(chǔ)和Ceph類產(chǎn)品的3倍，文件數(shù)可達(dá)到百億級以上，為醫(yī)療PACS影像、金融電子票據(jù)、自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等海量數(shù)據(jù)場景提供了革新的存儲(chǔ)解決方案。

03結(jié)語

綜上所述，分布式存儲(chǔ)是一種未來主流的存儲(chǔ)技術(shù)，具備非常好的發(fā)展前景，但是分布式存儲(chǔ)并不能適應(yīng)所有的業(yè)務(wù)場景，需要根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行合理選擇。

霄云科技研制的碧海分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、金融、電信、教育等領(lǐng)域的核心生產(chǎn)系統(tǒng)，深受用戶好評。