基于存儲(chǔ)網(wǎng)格的關(guān)鍵技術(shù)

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一.引言    

 隨著網(wǎng)格技術(shù)的迅猛發(fā)展，存儲(chǔ)網(wǎng)格的重要地位日益凸顯。網(wǎng)絡(luò)中的每一項(xiàng)運(yùn)算都必須有強(qiáng)大的存儲(chǔ)功能提供支持。而該功能背后的關(guān)鍵就是要使分布式數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)設(shè)備、文件系統(tǒng)等多個(gè)層面的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)整合，從而構(gòu)成一個(gè)理想的網(wǎng)格存儲(chǔ)環(huán)境。

二.存儲(chǔ)網(wǎng)格

1.存儲(chǔ)網(wǎng)格的概念

海量數(shù)據(jù)的網(wǎng)格計(jì)算基礎(chǔ)是存儲(chǔ)，我們可以稱之為存儲(chǔ)網(wǎng)格。存儲(chǔ)網(wǎng)格是指運(yùn)用網(wǎng)格思路和技術(shù)，包括虛擬化和開放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)分布、異構(gòu)的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)一體化，為各類網(wǎng)格應(yīng)用服務(wù)。就像計(jì)算網(wǎng)格一樣，存儲(chǔ)網(wǎng)格也是一種有機(jī)的”智能單元(smartcell)”的組合，各個(gè)”智能單元”之同可以有效地協(xié)同工作。而這種所謂的”智能單元”，則是由一些基礎(chǔ)的硬件來組成。其職責(zé)包括有效地處理I／O、做一些基本的計(jì)算、存儲(chǔ)信息等等。這些硬件架構(gòu)都是基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)和完成的。

2.存儲(chǔ)網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)

NetApp存儲(chǔ)網(wǎng)格既可應(yīng)用于SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng))環(huán)境，又可應(yīng)用于NAS(網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ))環(huán)境，是對(duì)其它業(yè)界領(lǐng)先廠商所推崇的計(jì)算網(wǎng)格的理想補(bǔ)宛。它提供快速簡單的對(duì)于容量、性能、服務(wù)質(zhì)量和連接協(xié)議的可升級(jí)性，可對(duì)用戶所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一查看和管理，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)前有限的虛擬化實(shí)現(xiàn)途徑，還可優(yōu)化分布式企業(yè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問的性能。存儲(chǔ)網(wǎng)格架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫和企業(yè)之問更緊密的應(yīng)用整合。提供更高的數(shù)據(jù)保護(hù)，并可基于策略更簡單地管理數(shù)據(jù)資源。這些優(yōu)勢極大降低了用戶在購買、擴(kuò)容和管理時(shí)的費(fèi)用，它是下一代信息周期管理(ILM)的理想平臺(tái)。

NetApp存儲(chǔ)網(wǎng)格共分四層：第一層為用戶的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用，第二層為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層。提供各類設(shè)備的連接。第三層為網(wǎng)格管理層，使用文件服務(wù)器與全局命名空間對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)格進(jìn)行管理，第四層為用戶實(shí)際存放數(shù)據(jù)使用的存儲(chǔ)設(shè)備。

從NetApp存儲(chǔ)網(wǎng)格可以通過由Spinnaker公司開發(fā)的SpinNP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。通過該協(xié)議。數(shù)以千計(jì)的單一的存儲(chǔ)系統(tǒng)之間都可以進(jìn)行對(duì)話和數(shù)據(jù)的溝通。方便用戶使用的存儲(chǔ)網(wǎng)格，對(duì)于企業(yè)的管理者來說也十分有效。比如，管理者有時(shí)會(huì)需要將數(shù)據(jù)文件從一個(gè)高性能光纖存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)移到另一個(gè)性能較低的存儲(chǔ)器中，這時(shí)，通過SpinNP協(xié)議，管理者能夠在文件訪問的同時(shí)進(jìn)行文件遷移，實(shí)現(xiàn)了不中斷的數(shù)據(jù)遷移。

3.存儲(chǔ)網(wǎng)格新產(chǎn)品及其關(guān)鍵技術(shù)

NetApp提供了能夠滿足企業(yè)需要的優(yōu)化存儲(chǔ)解決方案。在存儲(chǔ)預(yù)配置、集群、數(shù)據(jù)移動(dòng)以及鏡像方面，NetApp擁有業(yè)界領(lǐng)先的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)，它還可以提供很高的性能。并且能夠?qū)θ萘窟M(jìn)行擴(kuò)展，從而為高性能網(wǎng)格和獨(dú)立計(jì)算環(huán)境提供高性能的網(wǎng)格存儲(chǔ)，在這一領(lǐng)域占據(jù)了獨(dú)一無二的地位。NeLApp最近發(fā)布的最新版企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)軟件一Data ONTAP 7G。

Data ONTAP 7G針對(duì)存儲(chǔ)網(wǎng)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，是向更高級(jí)的網(wǎng)格功能不斷發(fā)展過程中的又一進(jìn)步，在擴(kuò)展和傳播存儲(chǔ)網(wǎng)格理念方面具有里程碑式的重要意義。它實(shí)現(xiàn)了與所有NetApp統(tǒng)一存儲(chǔ)產(chǎn)品的無縫集成，并將具有突破性的存儲(chǔ)管理技術(shù)引入了企業(yè)中，而且能夠集中多個(gè)存儲(chǔ)資源，從而實(shí)現(xiàn)將整個(gè)系統(tǒng)的容量和性能提供給所有的數(shù)據(jù)集，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)虛擬化引擎，可將各存儲(chǔ)部件整合成智能的、自我優(yōu)化的存儲(chǔ)池，將數(shù)據(jù)管理功能在每個(gè)單獨(dú)應(yīng)用數(shù)據(jù)組得到圓滿實(shí)現(xiàn)。用戶應(yīng)用Data ON—TAP 7G及其先進(jìn)的虛擬化性能可成倍地提高存儲(chǔ)利用率，并顯著降低在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的存儲(chǔ)管理成本。

實(shí)現(xiàn)這些功能的核心是NetAPP FiexVol 和FlexClone技術(shù)。這兩種技術(shù)相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)未來的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)提供了無與倫比的管理功能，能夠滿足這一體系結(jié)構(gòu)的需要，將存儲(chǔ)資源以內(nèi)部邏輯形式匯合成存儲(chǔ)池以自動(dòng)管理細(xì)化的數(shù)據(jù)，使管理者能通過任意伸縮邏輯卷以滿足存儲(chǔ)需求的變化。由于存儲(chǔ)可在線進(jìn)行智能分配，甚至是生產(chǎn)環(huán)境下不受影響地進(jìn)行再分配，直接效益就是更低的存儲(chǔ)管理成本節(jié)省時(shí)間。立即為企業(yè)組織提供多種優(yōu)勢。

(1)NetApp Flexvol技術(shù)提供了真正的存儲(chǔ)虛擬化解決方案，創(chuàng)造了動(dòng)態(tài)虛擬化的、靈活的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，從而消除了性能和利用率的損耗，廢除了陳舊的存儲(chǔ)理念，即存儲(chǔ)卷必須與特定的物理或邏輯磁盤所綁定。它具有很高的靈活性，可以快速方便地適應(yīng)企業(yè)不斷變化的需求。nexVol技術(shù)可以自動(dòng)集中存儲(chǔ)資源，便于在一個(gè)大型磁盤池中創(chuàng)建多個(gè)靈活的卷。這一靈活性可以簡化操作，最大限度地提高利用率和效率，并可以快速、無縫地進(jìn)行修改。利用NetApp存儲(chǔ)解決方案，可以隨時(shí)隨地根據(jù)需要以最低成本增加存儲(chǔ)容量，并且無需中斷業(yè)務(wù)運(yùn)作。FlexVol使得NetApp公司先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理功能，例Snapshot的point—in-time數(shù)據(jù)備份。以及SnapMirror的遠(yuǎn)程復(fù)制功能，對(duì)于每個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)組的獨(dú)特需求得以精確實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可為大到磁盤存儲(chǔ)池、小到最小的數(shù)據(jù)組提供最佳性能。FlexVol還允許動(dòng)態(tài)和不問斷的存儲(chǔ)卷的自動(dòng)配置(增長或縮減)，以促進(jìn)基于精簡容量自動(dòng)配置的存儲(chǔ)應(yīng)用。

(2)NetApp FiexClone技術(shù)實(shí)現(xiàn)了真正的克隆，能即時(shí)復(fù)制數(shù)據(jù)卷和數(shù)據(jù)集，并且在生成副本時(shí)無需增加存儲(chǔ)空間。每個(gè)克隆卷都是透明的虛擬副本，可用在基本的企業(yè)運(yùn)作方面，例測試和補(bǔ)丁修復(fù)、平臺(tái)和升級(jí)檢查、針對(duì)大型數(shù)據(jù)集的多個(gè)模擬數(shù)據(jù)集、遠(yuǎn)程辦事處的測試和分級(jí)以及特定市場的產(chǎn)品多樣化等。NetApp FlexClone能以最小的開銷節(jié)約空間。

FlexClone可使FiexVol數(shù)據(jù)組近乎瞬時(shí)地產(chǎn)生多份、獨(dú)立的可寫映像，并且不需要消耗任何存儲(chǔ)空問。被復(fù)制的數(shù)據(jù)可以用多種方式被處理或測試，而不會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生任何影響，并且只有克隆數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)才消耗額外空間。而其他廠商的類似功能，其復(fù)制數(shù)據(jù)所占用的空問和原始數(shù)據(jù)集占用的存儲(chǔ)空問是同樣大的。它代表了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和建模方面的創(chuàng)新性突破。

應(yīng)用測試和研發(fā)不得不面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境，以及管理多份的復(fù)制拷貝而產(chǎn)生的存儲(chǔ)損耗。FiexClone是一種變革性的技術(shù)，與其他廠商的技術(shù)相比，通過簡單操作即可實(shí)現(xiàn)，并由于大大提高了空問利用率而為用戶節(jié)省了巨額成本。

4.存儲(chǔ)網(wǎng)格的解決的難題

存儲(chǔ)網(wǎng)格是將來存儲(chǔ)管理的方向已經(jīng)不容置疑，其中最大的優(yōu)勢是在NetApp提供的全局命名空問中。無論文件的物理存儲(chǔ)位置在哪里，只需知道文件名。就可以輕易找到所需文件。在文件移動(dòng)后，用戶仍然只輸入文件名即可迅速找到文件。其統(tǒng)一管理的優(yōu)勢在降低了管理成本的同時(shí)提高了存儲(chǔ)管理效率。

其實(shí)存儲(chǔ)網(wǎng)格最本質(zhì)的特點(diǎn)也是其共享功能，不同架構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的共享。雖然使用以前的技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)目前的存儲(chǔ)網(wǎng)格的功能，但所需要進(jìn)行再次開發(fā)的工作最大大增加，而利用存儲(chǔ)網(wǎng)格。則可以將任何一個(gè)NAS、SAN作為存儲(chǔ)網(wǎng)格的一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。它不僅能夠跨越不同的硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)。更重要的是。它超越了數(shù)據(jù)中心的集中式存儲(chǔ)管理，可以擴(kuò)展到校園網(wǎng)、城際網(wǎng)、廣域網(wǎng)等環(huán)境。進(jìn)行分布式的管理和控制。

四.結(jié)束語

隨著時(shí)問的遷移。存儲(chǔ)網(wǎng)格將會(huì)像今天的SAN一樣，成為整個(gè)企業(yè)級(jí)架構(gòu)的典范。存儲(chǔ)網(wǎng)格不僅僅是未來的趨勢和理念，更是今天實(shí)實(shí)在在存在的服務(wù)和產(chǎn)品。僅就存儲(chǔ)網(wǎng)格的概念、體系結(jié)構(gòu)、研究存儲(chǔ)網(wǎng)格新產(chǎn)品及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述和分析，希望能對(duì)我國的存儲(chǔ)網(wǎng)格技術(shù)的研究和應(yīng)用起到推波助瀾的作用。