3 存儲(chǔ)技術(shù)的趨勢(shì)

代表存儲(chǔ)解決方案發(fā)展的 NetApp 模型具有兩種成分，反映存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施以及建立在基礎(chǔ)設(shè)施之上的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理功能。存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施革新以圖形表示，由該模型的“存儲(chǔ)技術(shù)普及”成分中的波形表示。添加到存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施中的功能以該模型的“存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理”成分中的堆棧表示。

存儲(chǔ)技術(shù)普及

首先討論存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施革新。存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)步是為了突破現(xiàn)有技術(shù)限制和難題而取得的。圖 1 表示市場(chǎng)普及周期：從網(wǎng)絡(luò)計(jì)算早期的直連存儲(chǔ) (DAS)，到如今的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，再到多年以后將成為現(xiàn)實(shí)的存儲(chǔ)網(wǎng)格和全球存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。如圖 1 所示，我們現(xiàn)在處于直連存儲(chǔ)時(shí)代的末期和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)時(shí)代的快速增長(zhǎng)時(shí)期。為了準(zhǔn)確地評(píng)估我們?nèi)缃袼幍臅r(shí)期以及即將進(jìn)入的時(shí)期，我們需要考慮波形下面的面積，而不是曲線本身上的點(diǎn)。雖然我們似乎很快就會(huì)到達(dá)曲線頂點(diǎn)，我們?nèi)孕枰?jīng)過很大一個(gè)面積才能到達(dá)，并且在到達(dá)之后，我們還需要更多革新，但是呈下降趨勢(shì)。這樣看來(lái)，我們?nèi)孕枰罅烤W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)革新。

圖 1 存儲(chǔ)和技術(shù)普及模型

直連存儲(chǔ)

直到二十世紀(jì)九十年代早期，直連存儲(chǔ)（其中各個(gè)磁盤直接連接到各個(gè)服務(wù)器）才成為主存儲(chǔ)模型。盡管存在缺點(diǎn)，DAS 目前仍在廣泛使用。雖然磁盤本身并不貴，但是直連存儲(chǔ)的關(guān)聯(lián)成本（許可服務(wù)器連接和管理）與更新的存儲(chǔ)技術(shù)相比相對(duì)較高。管理直連存儲(chǔ)和滿足不斷變化的應(yīng)用需求在 DAS 環(huán)境中特別困難，原因是 DAS 只能逐個(gè)磁盤或逐個(gè)服務(wù)器進(jìn)行管理。增加的管理成本是與低利用率關(guān)聯(lián)的成本。我們采訪了全球許多存儲(chǔ)管理員，他們認(rèn)為 DAS 環(huán)境的典型利用率只有 35%。幸好當(dāng)數(shù)據(jù)隔離、低效利用、復(fù)雜管理、更高成本和有限可擴(kuò)展性的煩惱讓人無(wú)法忍受時(shí)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)可以減少這些煩惱。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（存儲(chǔ)革新的第二個(gè)波形）是為了突破直連存儲(chǔ)限制而發(fā)展起來(lái)的。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的常見實(shí)現(xiàn)方式是存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、iSCSI 和網(wǎng)絡(luò)附帶存儲(chǔ) (NAS)。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)將存儲(chǔ)磁盤整合到可以由不限數(shù)量的服務(wù)器通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行訪問的存儲(chǔ)池中。最大的整合存儲(chǔ)系統(tǒng)可包含可以作為單個(gè)實(shí)體集中管理的一千多個(gè)磁盤。

1992 年，Network Appliance 首創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)專件設(shè)備 ? 一種連接到網(wǎng)絡(luò)的專門文件服務(wù)器。如今網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)市場(chǎng)大約是 DAS 市場(chǎng)大小的兩倍，并且尚未到達(dá)頂峰。由于處于普及周期的早期，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)仍存在革新潛力。未來(lái)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)革新將集中在兩個(gè)方面：提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的效率和性能以及提高負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理人員的效率。

但是，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的當(dāng)前限制是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)只能擴(kuò)展到一定程度。單個(gè)磁盤系統(tǒng)不能擴(kuò)展到足以滿足一個(gè)組織的所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求（無(wú)論它包含幾百還是幾千個(gè)驅(qū)動(dòng)器）。

擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)的另一個(gè)限制是擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致對(duì)單個(gè)系統(tǒng)的依賴性更大并增加系統(tǒng)故障的后果。單個(gè)系統(tǒng)不可能 100% 可用，并且努力追求 100% 可用性的結(jié)果是需要很昂貴的體系結(jié)構(gòu)。

存儲(chǔ)網(wǎng)格

下面我們討論下一個(gè)大發(fā)展：基于擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)網(wǎng)格。擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)不是將磁盤整合到更大的單個(gè)框架中，而是將多個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)整合到一個(gè)可以作為單個(gè)實(shí)體進(jìn)行訪問的共享存儲(chǔ)池中。

擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為其他計(jì)算領(lǐng)域的必然趨勢(shì)。例如，分布式 IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在許多年以前取代集中式大型機(jī) SNA 網(wǎng)絡(luò)。低成本服務(wù)器的群集和網(wǎng)格不斷證明在商務(wù)應(yīng)用程序共享方面比大型 SMP 系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)。甚至微處理器本身已經(jīng)從更高時(shí)鐘速度的擴(kuò)展模型發(fā)展到多核心的擴(kuò)展模型。

擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)將使虛擬化技術(shù)獲得新應(yīng)用，可能使數(shù)據(jù)中心執(zhí)行商務(wù)的方式發(fā)生革命性變化，從而大大提高效率。

我們相信擴(kuò)展模型對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，因?yàn)樵撃Ｐ蛯?shí)現(xiàn)很高的操作效率。最后，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)異構(gòu)虛擬化和自動(dòng)化所需的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)將來(lái)自擴(kuò)展系統(tǒng)的發(fā)展。

由于擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)將實(shí)現(xiàn)的諸多利益，許多供應(yīng)商將提供存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理擴(kuò)展技術(shù)。我們預(yù)計(jì)不同供應(yīng)商的網(wǎng)格將只在有限程度上實(shí)現(xiàn)互操作，每個(gè)供應(yīng)商的大多數(shù)復(fù)雜功能只能在他們自己的網(wǎng)格中使用。數(shù)據(jù)島將成為巨大的、真正的數(shù)據(jù)孤島。為實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)孤島之間的可靠互操作性，我們需要討論下一個(gè)發(fā)展階段。

全球存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

模型的最后的一個(gè)波形表示全球存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)發(fā)展階段中，存儲(chǔ)的主要特性是通用標(biāo)準(zhǔn)使所有供應(yīng)商的產(chǎn)品無(wú)縫地配合使用并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。通過自動(dòng)化，當(dāng)前加重 IT 預(yù)算負(fù)擔(dān)的所有數(shù)據(jù)管理任務(wù)都將不需要。整個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)作為單個(gè)實(shí)體進(jìn)行管理。這是數(shù)據(jù)理想境界。

不幸的是，這個(gè)發(fā)展階段不會(huì)很快到來(lái)，因?yàn)樗Q于業(yè)界對(duì)目前并不存在的通用存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)的接受程度。導(dǎo)致這些標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)管理模型尚未開發(fā)。我們相信擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)的開發(fā)是全球存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)重要的第一步。

此模型中的所有波形表示長(zhǎng)期緩慢的過渡。我們當(dāng)前處于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)呈上升趨勢(shì)的位置，我們剛剛看到新的擴(kuò)展技術(shù)?？紤]到業(yè)界從網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)開始到目前階段所用的時(shí)間（大約 25 年），我們預(yù)計(jì)全球存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)在很多年之后才會(huì)成為革新焦點(diǎn)。

存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理

圖 2 中表示的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理解決方案發(fā)展模型可以看作一個(gè)連續(xù)統(tǒng)一體：一個(gè)功能層次結(jié)構(gòu)，最低級(jí)別為磁盤級(jí)和塊級(jí)存儲(chǔ)管理，最高級(jí)別為服務(wù)器級(jí)和應(yīng)用程序管理。對(duì)于如何標(biāo)記此層次結(jié)構(gòu)中的點(diǎn)，不同的組織具有不同的方案。但是，所有組織都同意，物理存儲(chǔ)層在底部出現(xiàn)，商務(wù)管理層趨于頂部。

圖 2 存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理解決方案

三個(gè)不同的解決方案領(lǐng)域從下往上隨時(shí)間發(fā)展。首先，層次結(jié)構(gòu)的底層是存儲(chǔ)系統(tǒng)本身。此領(lǐng)域的革新是系統(tǒng)供應(yīng)商的自身責(zé)任。

價(jià)值鏈往上是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理解決方案，它們是存儲(chǔ)系統(tǒng)供應(yīng)商提供的附加解決方案。這些解決方案有時(shí)稱為同類解決方案，因?yàn)樗鼈兪谴鎯?chǔ)系統(tǒng)供應(yīng)商提供的功能，僅適用于該供應(yīng)商的存儲(chǔ)系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)。

在層次結(jié)構(gòu)中沿時(shí)間進(jìn)一步向上移動(dòng)，我們看到有時(shí)稱為異構(gòu)解決方案的解決方案，這些功能解決超出存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)供應(yīng)商的附加解決方案功能之外的問題。異構(gòu)解決方案通常較晚出現(xiàn)，因?yàn)橐蕾囍挥性诩夹g(shù)成熟時(shí)才能制定的標(biāo)準(zhǔn)。由于它們以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，異構(gòu)解決方案通常適用于多個(gè)供應(yīng)商的存儲(chǔ)系統(tǒng)。根據(jù)存儲(chǔ)革新的每個(gè)發(fā)展階段，存儲(chǔ)供應(yīng)商可以通過了解前一階段產(chǎn)生的需求，更好地預(yù)計(jì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本需求。以前是附加解決方案的同類解決方案合并到新系統(tǒng)中。新的配備更多功能的基本存儲(chǔ)系統(tǒng)變得更復(fù)雜。新的存儲(chǔ)和管理問題出現(xiàn)時(shí)，存儲(chǔ)供應(yīng)商將開發(fā)更多解決方案，以滿足系統(tǒng)本身無(wú)法滿足的數(shù)據(jù)管理需求。在革新的下一個(gè)階段，其中許多功能將成為系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)，周期將繼續(xù)。

圖 3 說明了這一概念，因?yàn)樗m用于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的發(fā)展。由于轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，原來(lái)用于DAS 堆棧中較高層次以及存儲(chǔ)系統(tǒng)之外的功能向下移動(dòng)到存儲(chǔ)系統(tǒng)中。例如，內(nèi)置RAID 和卷虛擬化在 DAS 領(lǐng)域是附加功能，但是它們成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求。在 NAS 的情況下，甚至文件系統(tǒng)本身移動(dòng)到存儲(chǔ)系統(tǒng)中。

隨著數(shù)據(jù)管理功能從應(yīng)用程序遷移到存儲(chǔ)子系統(tǒng)中，存儲(chǔ)系統(tǒng)本身的基本功能越來(lái)越豐富。因此，隨著時(shí)間的推移，應(yīng)用程序的存儲(chǔ)管理開銷日益減輕。

圖 3 DAS 到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)

在新技術(shù)的早期階段，上一代中由異構(gòu)解決方案提供的頂層功能不能立即可用。最早的附加功能總是來(lái)自系統(tǒng)供應(yīng)商。標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)常常需要一段時(shí)間，然后即可開發(fā)新技術(shù)的異構(gòu)層。

NETAPP 遠(yuǎn)景系列：探索數(shù)據(jù)管理的未來(lái)（3）

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