越精減越綠色
沒有自動精簡配置,存儲空間的利用率通常都會較低,簡單來說,我們會給每臺服務器分配一定的存儲空間,但這些存儲空間卻不一定得到了充分的利用。有了自動精簡配置,分配給服務器的存儲空間與需要的存儲空間正好相當,這樣就不會出現無法充分利用的存儲容量。
因此,在系統空間還存在剩余的情況下,提高存儲空間利用率意味著提高系統的可用容量。直至系統容量完全耗盡,用戶才需要升級存儲空間。用戶可直接從這項技術上得到經濟與環保方面的多項利益。隨著“綠色存儲”日益受到重視,自動精簡配置也因其能夠減少磁盤數量帶來一定的綠色價值而備受關注。
權威調研機構Gartner認為到2012年,這項技術將被作為存儲系統的必備選項之一。今天,已經有相當多的廠商開始涉足這一領域,在這個領域的爭斗也日益突出。這些廠商實現自動精簡配置的方式各有不同,為了幫助用戶更清楚的認識自動精簡配置的優勢以及部署過程中需要注意的問題,我們分析了市場上較有代表性的幾家廠商,為大家分析這些廠商自動精簡配置的實現方式和技術優劣。
3PAR:獨具特色的自動精簡配置
提起自動精簡配置,3PAR絕對是我們不能忽視的一家廠商。3PAR 的InServ Storage Server是一個群集的、共享內存的模塊化磁盤陣列系統,從硬件底層架構上即可完全支持自動精簡配置技術,并與自動精簡配置相得益彰。
3PAR的自動精簡配置也是當前自動精簡配置中最普遍的部署。磁盤驅動器空間被切割成256MB的小塊存儲單元,之后由這些小塊組成跨系統的邏輯磁盤,邏輯磁盤被表示為logical unit numbers 邏輯單元號(LUNs)。3PAR的InForm操作系統正是在這些邏輯磁盤之上,建立虛擬卷。當一次寫任務發生時,磁盤的容量會被虛擬資源池占用,16KB容量被分配給該寫任務,這種部署是非常有效的,特別是當不同的存儲層級被配置,或者建立應用安排的時候。
不過,3PAR的自動精簡配置還是需要更多的元數據(metadata),來描述虛擬卷。這個過程則需要加入額外的處理循環到系統。3PAR的自動精簡配置還支持高級別的自動化。當存儲管理員配置了虛擬卷的名稱和大小,InServ Storage Server將全自動管理:把容量切割成小塊,自動創建邏輯磁盤,并且自動建立邏輯單元號。只要一個初始設置,剩下所有的過程都是自動的,完全不用系統管理員操心。
3PAR在自動精簡配置架構中并不依賴中間存儲池(intermediate storage pools)。另外,3PAR的自動精簡配置的卷容量也是自動增加的,以滿足應用寫任務的需求。實際上InServ Storage Server中卷容量的增加,完全不需要任何的手動步驟。3PAR聲稱在沒有提前計劃,和不需要管理員控制的情況下,整個自動精簡配置的切割容量、創建邏輯磁盤、建立邏輯單元號、和卷容量增加的進程只需要15秒鐘就可以全部搞定。在沒有分配任務的前提下,虛擬卷所在的獨立磁盤冗余陣列RAID可以被3PAR系統自動改變。
總體評論:
3PAR的自動精簡配置總體來說有很多優點,例如其單位存儲單元只有16KB,這是一種非常精細的顆粒度很高的自動精簡配置,相比一些更加粗糙的實現方式,3PAR的自動精簡配置容量節約達到最大化,能夠有更明顯的性能效果。
同時,3PAR的自動精簡配置是完全自動化的自動精簡配置,在傳統的未使用自動精簡配置的存儲環境中,我們通常會給一些應用程序配置大量冗余容量(通常是實際需要的3倍或更多)的原因,即是為了避免手動重復配置行為所帶來的復雜性和中斷。如果自動精簡配置仍然離不開手動設定的,就仍然會保留大量的原有的復雜性。
HDS:需要更精簡,更自動?
HDS在去年推出的高端存儲系統USP V時宣布該產品提供了自動精簡配置功能,并宣稱首次在整合了容量虛擬化和卷虛擬化的企業級平臺中實現了自動精簡配置。HDS更加傾向于用動態預配置(Dynamic Provisioning)來形容這項技術。
實際上,HDS的自動精簡配置的實現方式和其他的供應商有所不同。HDS的自動精簡配置實現方式不會依據某些物理特性或者性能水平來創建磁盤池,HDS動態預配置池(Hitachi Dynamic Provisioning,HDP)或者XP自動精簡配置(XP THP)集合了陣列組中的LDEV(也被稱為是HDS動態預配置卷池HDP或者RAID設置)。這樣,在初步性能測量的結果中,邏輯卷管理與動態預配置卷(HDP)(虛擬卷與自動精簡配置卷)的性能表現幾乎沒有任何差別。
當需要更多的容量的時候,HDP允許來自于不同陣列組的額外的LDEV加入到一個動態預配置池(HDP)中。HDP會跨過這些附加陣列組重新編碼排序來減小熱點,并在將來作為后臺任務被釋放出來。換一種說法就是,當陣列組被加入到一個HDP池中的時候,他們將被隔行掃描加入池中,并且相互沒有關聯。
一種用于從陣列組中的LDEV創建HDP池的方式是根據工作負荷,用戶可能需要創建并且管理多個HDP池,例如,一個RAID1池子由146GB的磁盤組成,另外一個(7D+1P)RAID5池由300GB磁盤組成,并且還有(3-D+1P)的RAID5池等等。首先,用戶可設置32個存儲池來標記一些有特殊性能需求的不同的存儲池。
總體評論:
毫無疑問HDP是高端存儲陣列向前邁出的一大步,但HDS的動態預配置仍然不是完全自動的。仍然需要我們手動去創建陣列組以及LDEV,并且將其分配給HDP池。在完全自動化的實現方式中,存儲系統能夠通過合適的RAID保護級別或者性能服務水平自動的創建陣列組或者HDP池卷,并且能實時的把這些卷加入HDP池中,而且整個過程完全不受人為因素的干擾。
同時,HDS的動態預配置卷(HDP)以42MB為存儲單元。相比Compellent提供2MB的存儲單元以及3PAR提供16KB的單位存儲池,這個大小非常粗糙。但是,所有的設計思路都有自身的優劣勢。HDS的高端存儲系統USP V對外宣稱提供了247 PB的存儲容量,其中42MB的存儲單元甚至少于整個系統最大容量的百萬分之一,以虛擬卷為中心的眼光來看,每GB存儲容量能分割成24個存儲單元,以任何衡量方式來看應該說已經足夠精細。
另外一個方面,大的存儲單元分配容量同樣意味著需要更少的元數據來描述一個虛擬卷,這時,有助于自動精簡配置表現出良好的性能。但是這種粗略的自動精簡配置可能會在實際操作中帶來一定的威脅,因為自動精簡配置分配存儲單元的時候不會考慮這部分存儲單元的空間是已經格式化的還是初始狀態的,因此當應用需要格式化一些已分配出去的存儲空間時,過大的存儲單元會導致潛在的運行風險。如果這些未格式化的初始狀態的存儲空間遍布整個卷,他們將消耗更多的存儲單元內的空間。
有關自動精簡配置的混戰
EMC和NetApp:
EMC已經在Celerra磁盤陣列上,提供iSCSI和NAS自動精簡配置。與HDS針鋒相對,其高端存儲系統DMX上也提供了自動精簡配置功能。
NetApp則更早可以在全系列產品上提供自動精簡配置功能,其FAS系列和V系列存儲產品通過采用FlexVol技術提供給了用戶成熟的thin provisioning功能。
此外,NetApp宣稱除了進入市場較早對thin provisioning技術更加熟悉之外,NetApp的自動精簡配置也更加靈活。以快照來說,在應用了存儲虛擬化以后,NetApp可以不斷在存儲空間內進行數據資源的分配,相比其他廠商產品,他們事先需要預留出空間,無論你的快照真正需要多少空間,他都會幫你預留出來,這樣占用很多的空間。
但是,這些廠商與3PAR的最大區別在于,3PAR的自動精簡配置完全構建于底層架構之上,而不是作為一項附加的軟件功能提供給存儲系統。因而更加透明、也更加自動化。而其他的廠商,比如NetApp、HDS 和 HP,自動精簡配置的方法大都是從RAID組當中創建存儲資源池,用戶跟以前一樣分配LUNs和卷,但實際上系統只是在欺騙硬件。當實際磁盤使用增長,存儲管理員必須調整他們卷的分配,這種自動精簡配置可能會導致手動操作多一些。
Intransa:
Intransa恐怕是最晚添加自動精簡配置的iSCSI SAN廠商,因為LeftHand Networks 和EqualLogic此前都已添加了自動精簡配置。Intransa提供的自動精簡配置功能稱作DynaStac,對于運行StorStac OS和1-, 2-, 和10-Gbit/s 系統免費提供升級。StorStac并不能運行在所有的Intransa系統之上,比如IP3000、IP5500和 IP7500 系統就不能免費升級,還需要額外花一點錢還是可以升級到StorStac。
DataCore:
DataCore則表明自動精簡配置其實與硬件是無關的。在其展品推介會上,DataCore提供了一個基于軟件的免費的實驗版的自動精簡配置,DataCore的軟件自動精簡配置運行在服務器上,并且連接到所有的磁盤陣列。
尾聲
簡單觀察了一圈,我們發現,各個廠商的自動精簡配置都有所不同。本文,我們只是將各個廠商的特點簡單提及,至于細節,還是需要部署之前充分考慮,每種自動精簡配置都有自己的利弊,如果我們將來打算部署自動精簡配置,我們就應該多留意各個廠商的技術差異,以便將來作出最合適的選擇。