存儲(chǔ)在線專(zhuān)欄文章：之前，西瓜哥已經(jīng)介紹了所有的高端存儲(chǔ)產(chǎn)品，包括EMC Symmetrix、HDS VSP、IBM DS8000、IBM XIV、HP 3PAR和富士通DS8700等。今天起我們發(fā)表西瓜哥寫(xiě)的關(guān)于高端存儲(chǔ)的技術(shù)原理，首先介紹下《高端存儲(chǔ)快照實(shí)現(xiàn)原理解讀》。

我個(gè)人認(rèn)為對(duì)于高端存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，RIAD和快照是所有上層應(yīng)用的基礎(chǔ)。前面我在切西瓜刀法中說(shuō)過(guò)，RAID和后面的分層和瘦分配關(guān)系很大，有一個(gè)好的RAID基礎(chǔ)，如采用RAID 2.0塊虛擬化技術(shù)，上層的動(dòng)態(tài)分層和精簡(jiǎn)配置應(yīng)用實(shí)現(xiàn)就會(huì)更加靈活和高效。同樣，快照技術(shù)是災(zāi)備的基礎(chǔ)，在LUN的復(fù)制、遷移、數(shù)據(jù)的本地備份、遠(yuǎn)程復(fù)制等等都需要用到快照技術(shù)的支持。因此，陳列的一切增值功能的底層基礎(chǔ)都是RAID和快照。

存儲(chǔ)快照技術(shù)：SNIA（StorageNetworking Industry Association）對(duì)快照（Snapshot）的定義是：關(guān)于指定數(shù)據(jù)集合的一個(gè)完全可用拷貝，該拷貝包括相應(yīng)數(shù)據(jù)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)（拷貝開(kāi)始的時(shí)間點(diǎn)）的映像�？煺湛梢允瞧渌�表示的數(shù)據(jù)的一個(gè)副本，也可以是數(shù)據(jù)的一個(gè)復(fù)制品。

講快照實(shí)現(xiàn)原理之前，我們先給大家講業(yè)界一個(gè)IT人士丁老師給我們講的一個(gè)小故事。丁老師是我非常敬佩的產(chǎn)品銷(xiāo)售人員，現(xiàn)在也在銷(xiāo)售高端存儲(chǔ)產(chǎn)品。一天，丁老師去和客戶(hù)交流高端存儲(chǔ)，在噴了半天講完產(chǎn)品后，精彩的場(chǎng)景發(fā)生了：

笑話(huà)聽(tīng)罷，我們來(lái)講講高端存儲(chǔ)快照實(shí)現(xiàn)的兩種技術(shù)。

目前實(shí)現(xiàn)快照一般有兩種方法，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)快照技術(shù)COW(Copy-On-Write)和現(xiàn)在漸漸流行的基于寫(xiě)重定向的存儲(chǔ)快照技術(shù)ROW(Redirect-On-Write)。

3PAR采用COW技術(shù)，我們用它舉例來(lái)看一下實(shí)現(xiàn)原理：

大家看到，快照創(chuàng)建的以后，如果有對(duì)原卷的數(shù)據(jù)修改，修改的數(shù)據(jù)第一次被修改的時(shí)候就把數(shù)據(jù)COPY到快照卷里，如圖中的D。只需要第一次修改的時(shí)候復(fù)制，因此有些書(shū)也把這種技術(shù)叫COFW(Copy-On-First-Write）。

而IBM XIV采用完全一種不同的技術(shù)ROW(Redirect-On-Write)，我們來(lái)看一下XIV如何做的：

大家可以看到，ROW的不做復(fù)制，如果原卷有數(shù)據(jù)塊被修改，重新寫(xiě)到一個(gè)新的地方好了，原卷的修改一下數(shù)據(jù)塊指針，這個(gè)動(dòng)作非�？�，而快照卷不用做任何改變。

估計(jì)你馬上會(huì)問(wèn)我，那個(gè)技術(shù)好，我就知道為這么問(wèn)，哈哈。

這又是一個(gè)藝術(shù)的問(wèn)題，為啥這也是一個(gè)藝術(shù)問(wèn)題，別急，聽(tīng)我說(shuō)。

COW最大的問(wèn)題是對(duì)寫(xiě)性能有影響。第一次修改原卷，需要復(fù)制數(shù)據(jù)，因此需要多一次讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)塊遷移過(guò)程。這個(gè)就比較要命，應(yīng)用需要等待時(shí)間比較長(zhǎng)。但原卷數(shù)據(jù)的布局沒(méi)有任何改變，因此對(duì)讀性能沒(méi)有任何影響。

ROW最大的問(wèn)題是對(duì)讀性能影響比較大。ROW寫(xiě)的時(shí)候性能基本沒(méi)有損耗，只是修改指針，實(shí)現(xiàn)效率很高。但多次讀寫(xiě)后，原卷的數(shù)據(jù)就分散到各個(gè)地方，對(duì)于連續(xù)讀寫(xiě)的性能不如COW。

由于這兩種實(shí)現(xiàn)機(jī)制不同，因此性能也不同，一般來(lái)說(shuō)，ROW就像采用電子快門(mén)的照相機(jī)，拍照的速度快，每分鐘得到的快照數(shù)就多；而COW就像采用機(jī)械快門(mén)的傳統(tǒng)相機(jī)，快門(mén)的速度慢，系統(tǒng)支持的快照數(shù)一般都比較少。下表是我整理的各個(gè)廠商的高端存儲(chǔ)性能，大家對(duì)比一下就知道差別了。

你可能會(huì)問(wèn)，怎么沒(méi)有HW HVS。我找了很多資料，都沒(méi)有找到HVS的快照的資料，但我曾經(jīng)看到一份華為中端存儲(chǔ)的資料，說(shuō)采用的也是COW技術(shù)，性能和3PAR一樣256。因此，考慮到HVS也采用3PAR一樣的RAID 2.0技術(shù)，因此，個(gè)人估計(jì)高端也一樣或者比中端高一些。因此，大家理解的時(shí)候可以等同3PAR好了。

COW是最傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，當(dāng)然，現(xiàn)在COW也有很多改進(jìn)，比如采用異步COW，現(xiàn)在的高端存儲(chǔ)Cache都很大，如HVS最大支持3TB，因此可以先寫(xiě)到CACHE里面就回復(fù)主機(jī)寫(xiě)完了，這樣應(yīng)用就不用等待。等落盤(pán)的時(shí)候再觸發(fā)快照復(fù)制的動(dòng)作。還有，高端存儲(chǔ)一般是數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，這些應(yīng)用有一個(gè)特點(diǎn)，就是寫(xiě)少讀多，一般是1:3到1:10。這個(gè)也比較容易理解，你銀行存了一筆錢(qián)（寫(xiě)），但可能經(jīng)常查詢(xún)余額（讀)，就怕錢(qián)少了，哈哈。因此，COW這種方式在還是比較適合這種應(yīng)用的。

但現(xiàn)在的備份技術(shù)發(fā)展也對(duì)快照提出了更高的要求，用戶(hù)需要更快更多的快照來(lái)滿(mǎn)足RTO/RPO的要求。人總是很貪婪的。IBM XIV由于底層采用非常小的1M大小的CHUNK，因此，本來(lái)數(shù)據(jù)就全部打散的非常均勻了，因此高端存儲(chǔ)之父深知原來(lái)symmetrix的缺點(diǎn)，讓XIV直接采用ROW技術(shù)，個(gè)人感覺(jué)是一個(gè)亮點(diǎn)。因?yàn)镽OW的缺點(diǎn)是連續(xù)讀寫(xiě)比較慢，但XIV的CHUNK比較小，如果是大數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫(xiě)，可以分散到很多個(gè)CHUNK里面，因此，讀寫(xiě)性能應(yīng)該影響不大。但3PAR的CHUNK是1G，太大了些，但設(shè)計(jì)的時(shí)候可以按照extend的粒度來(lái)打散，應(yīng)該問(wèn)題也不大。估計(jì)是10+年前，ROW的技術(shù)還沒(méi)有流行吧。而HW，估計(jì)也是由于延續(xù)使用了中端存儲(chǔ)的快照代碼，有了歷史的包袱，因此也沒(méi)有采用ROW技術(shù)。當(dāng)然XIV的ROW實(shí)現(xiàn)有一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗�的�?shù)據(jù)塊是1M大小，上面不在細(xì)分了，因此如果比較小的I/O，如每次只寫(xiě)8K，那么8K需要寫(xiě)到新的地方，原來(lái)的數(shù)據(jù)也要COPY過(guò)來(lái)，ROW的優(yōu)勢(shì)就沒(méi)有了。

從XIV的實(shí)現(xiàn)機(jī)制看，我感覺(jué)不太適合數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，如ORACLE目前缺省的I/O塊大小還是8K，這樣ROW的優(yōu)勢(shì)就發(fā)揮不出來(lái)了。

個(gè)人認(rèn)為，RAID 2.0和ROW是個(gè)絕配，雖然現(xiàn)在3PAR和HW在快照性能這塊已經(jīng)強(qiáng)于很多傳統(tǒng)的高端存儲(chǔ)廠商，但如果采用ROW將會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)更大的價(jià)值。當(dāng)然，我建議廠商實(shí)現(xiàn)的時(shí)候能克服XIV的缺陷，可以依據(jù)Grain的粒度來(lái)做最好，但這樣可能管理的開(kāi)銷(xiāo)會(huì)變大，這又是一個(gè)藝術(shù)的問(wèn)題，還是由廠商去回答吧，我這等屌絲也就是唧歪一下罷了。

總之，個(gè)人認(rèn)為ROW應(yīng)該是快照的發(fā)展方向，據(jù)說(shuō)EMC的中端支持COW的同時(shí)也支持ROW了。