表1：常用驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型的特征

這里想要表達(dá)的意思是存儲(chǔ)媒體具有不同的特征，可以根據(jù)需要儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)來(lái)決定選用哪種存儲(chǔ)媒體。 我們將用存儲(chǔ)分級(jí)的概念來(lái)進(jìn)一步探討這個(gè)問(wèn)題。

注：除了傳統(tǒng)的磁盤(pán)接口之外，還有很多不具備本地磁盤(pán)接口的接口。 這方面的例子包括Infiniband、FCoE和iSCSI。 隨著這些協(xié)議和接口的推廣應(yīng)用，解決方案市場(chǎng)也隨之發(fā)生改變（注意Infiniband和10GbE為存儲(chǔ)系統(tǒng)創(chuàng)建了更多的決策點(diǎn)）。

存儲(chǔ)分級(jí)

存儲(chǔ)分級(jí)的概念并不是個(gè)新概念，這種概念早就存在了，以前使用的名字是分層存儲(chǔ)管理（Hierarchical Storage Management）（HSM）。 HSM被定義為一種存儲(chǔ)技術(shù)，它可以在高價(jià)存儲(chǔ)元件（比如存儲(chǔ)設(shè)備中的光纖通道驅(qū)動(dòng)器）和廉價(jià)存儲(chǔ)元件（比如光盤(pán)）之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。

IBM率先將這個(gè)概念應(yīng)用到它的主機(jī)計(jì)算機(jī)中，隨后又將HSM技術(shù)推廣到它的AIX操作系統(tǒng)之中。

雖然這個(gè)概念并非新概念，但是各種存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)讓這個(gè)概念變得比以前更加重要。 回頭看看表1，現(xiàn)在的驅(qū)動(dòng)器技術(shù)和存儲(chǔ)協(xié)議以及總線將存儲(chǔ)劃分成了多個(gè)領(lǐng)域，這樣就形成了多種具有不同成本和速度的存儲(chǔ)解決方案。

分別根據(jù)性能和成本來(lái)決定使用的驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型，結(jié)果就得到一個(gè)分級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)（許多廠商都采用了這種方法，如圖1所示）。

圖1：分級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)

在最理想的情況下，我們會(huì)把所有的數(shù)據(jù)都儲(chǔ)存在速度最快的存儲(chǔ)媒體上（斯坦福大學(xué)提出的RAMClouds架構(gòu)就是這方面的最佳例子）。 但是由于成本也是個(gè)不容忽視的因素，必須將它考慮進(jìn)來(lái)。 因此，一個(gè)容量為1MB的文件儲(chǔ)存在固態(tài)硬盤(pán)中的成本要大大高于它儲(chǔ)存在消費(fèi)者SATA硬盤(pán)中的成本。 其次我們還要考慮數(shù)據(jù)被訪問(wèn)的頻率。 如果我們需要頻繁使用并要求快速存取某個(gè)文件，那么最好還是將那個(gè)文件儲(chǔ)存在固態(tài)硬盤(pán)上。 如果某個(gè)文件只是我們很少會(huì)用到的舊數(shù)據(jù)，那么將它儲(chǔ)存在成本相對(duì)較低的SATA硬盤(pán)上則是最好的做法。

我們的目的是將頻繁使用的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在固態(tài)硬盤(pán)上，將很少使用的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在廉價(jià)的存儲(chǔ)設(shè)備上，從而優(yōu)化數(shù)據(jù)的總成本。 為了實(shí)現(xiàn)那個(gè)目標(biāo)，我們首先必須搞清數(shù)據(jù)的使用情況。

自動(dòng)化數(shù)據(jù)遷移

與許多復(fù)雜的技術(shù)一樣，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)遷移也有很多不同的方式。 最常用的一種方案是存儲(chǔ)虛擬化，這種方案將用戶對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備和磁盤(pán)上的實(shí)際存儲(chǔ)映射抽象化了。

在一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)遷移數(shù)據(jù)的能力與這種映射有很大關(guān)系，有了它，數(shù)據(jù)才能被重建。 數(shù)據(jù)重建方案包括在元數(shù)據(jù)中，元數(shù)據(jù)詳細(xì)規(guī)定數(shù)據(jù)如何在各種存儲(chǔ)子系統(tǒng)中分布。

除了各種實(shí)現(xiàn)形式（我們將在后面詳細(xì)探討這個(gè)問(wèn)題）之外，數(shù)據(jù)遷移時(shí)的數(shù)據(jù)粒度問(wèn)題也有很多需要權(quán)衡考慮的地方（見(jiàn)圖2）。 每一種數(shù)據(jù)粒度方案都有各自的利弊。 例如，有些廠商采用LUN級(jí)的遷移，從概念上來(lái)說(shuō)這很簡(jiǎn)單，但是那同時(shí)也意味著一個(gè)LUN中的所有內(nèi)容都將按照同樣的方式來(lái)對(duì)待和處理。

也有一些廠商采用了低于LUN級(jí)的數(shù)據(jù)遷移，可以以不同大小的數(shù)據(jù)塊的形式進(jìn)行。 低于LUN級(jí)的數(shù)據(jù)遷移有一定的優(yōu)勢(shì)，比如可以將使用頻率高的數(shù)據(jù)遷移到速度相對(duì)較快的存儲(chǔ)級(jí)，而將LUN中的其他數(shù)據(jù)遷移到相對(duì)廉價(jià)的存儲(chǔ)級(jí)。

低于LUN級(jí)的數(shù)據(jù)遷移也有一定的成本，因?yàn)樵獢?shù)據(jù)必須控制數(shù)量眾多的單個(gè)數(shù)據(jù)塊（數(shù)據(jù)塊越小，效率就越低）。 另外，如果被遷移的數(shù)據(jù)塊大于一個(gè)分區(qū)，那么可以通過(guò)預(yù)讀的形式實(shí)現(xiàn)性能提升（例如，假如數(shù)據(jù)塊中的各個(gè)分區(qū)都是邏輯相關(guān)的）。

數(shù)據(jù)遷移解決方案的一個(gè)重要特征是效率。 解決方案應(yīng)該將任何對(duì)存儲(chǔ)性能的影響都降低到最低水平。 其他需要權(quán)衡考慮的因素還包括數(shù)據(jù)被分類(lèi)的方法、數(shù)據(jù)遷移解決方案的執(zhí)行頻率、數(shù)據(jù)的初始布局等等。

例如，有些數(shù)據(jù)遷移解決方案是在后臺(tái) 執(zhí)行的（夜間進(jìn)行），而有些數(shù)據(jù)遷移解決方案是實(shí)時(shí)執(zhí)行的。 雖然可能會(huì)導(dǎo)致滯后現(xiàn)象，但是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遷移解決方案可以根據(jù)用戶使用數(shù)據(jù)的情況動(dòng)態(tài)靈活地作出反應(yīng)。

圖 2：數(shù)據(jù)遷移的程度

執(zhí)行類(lèi)型

數(shù)據(jù)遷移可以通過(guò)多種方式執(zhí)行，但主要被分為三種基本類(lèi)型：主機(jī)、網(wǎng)絡(luò) 和目標(biāo)。 讓我們先簡(jiǎn)單介紹一下這三種類(lèi)型，然后再談?wù)劽糠N類(lèi)型的具體執(zhí)行情況和例子。 圖3以圖形的方式形象地展示了這三種類(lèi)型。

基于 主機(jī)的執(zhí)行方式將分級(jí)和遷移都集成到了主機(jī)服務(wù)器中。 雖然從單用戶存儲(chǔ)的角度來(lái)說(shuō)這樣做會(huì)有一定限制，但是虛擬化技術(shù)可以解決這個(gè)問(wèn)題，而且還使這種執(zhí)行方式能夠支持多用戶（多虛擬機(jī)）結(jié)構(gòu)。

例 如，操作系統(tǒng)可以將這種功能整合到它們的邏輯卷管理程序（比如Linux的LVM）之中，管理程序可以并入存儲(chǔ)棧中。 VMware就在Storage vMotion中采用了這種解決方案，Storage vMotion可以讓活躍虛擬機(jī)磁盤(pán)在不同的存儲(chǔ)媒體間進(jìn)行遷移。 它先是利用變化分區(qū)跟蹤在后臺(tái)高效遷移虛擬機(jī)磁盤(pán)，最后再暫時(shí)中止虛擬機(jī)，將剩余分區(qū)移動(dòng)到目的存儲(chǔ)媒體。

基于網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行方式在網(wǎng)絡(luò)中的 存儲(chǔ)用戶和物理存儲(chǔ)之間加入了一個(gè)中介物。 這樣不但分擔(dān)了主機(jī)的功能，而且還可以支持不同廠商的存儲(chǔ)后臺(tái)。 基于網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行方式的例子包括IBM的SAN Volume Controller（SVC）、惠普的SAN Virtualization Storage Platform（SVSP）和FalconStor的Network Storage Server（NSS）。

最后，基于目標(biāo)的執(zhí)行方式是將數(shù)據(jù)遷移的執(zhí)行放在存儲(chǔ)陣列中進(jìn)行。 與基于網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行方式一樣，虛擬化數(shù)據(jù)可以減輕主機(jī)的負(fù)載，在目標(biāo)位置建立一個(gè)抽象物。 這個(gè)抽象物建好之后，就可以實(shí)現(xiàn)其他的高級(jí)功能了，比如數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)等。 現(xiàn)實(shí)中有很多基于目標(biāo)的執(zhí)行方式，比如EMC的FAST、Compellent的Data Progression、3PAR的Dynamic Optimization和其他廠商的其他方案等。

圖3：執(zhí)行類(lèi)型

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