商用硬件時代已經(jīng)來臨

商用存儲硬件正在快速向企業(yè)級能力靠近，SCSI硬盤的優(yōu)點以低售價，大容量的SATA硬盤形式供用戶使用。RAID控制器可以支持每秒6GB的SAS連通能力和自動分級。網(wǎng)絡(luò)方面，萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)可以將存儲和計算輸入/輸出連接為一體（消除了昂貴而復(fù)雜的光纖通道網(wǎng)絡(luò)對于IT企業(yè)絕對是個福音）。

你可以用10個存儲節(jié)點，SATA硬盤和萬兆以太網(wǎng)來構(gòu)建500兆兆位字節(jié)的超級存儲配置。

存儲是個軟件問題

如今的文件系統(tǒng)處理的不僅是數(shù)據(jù)塊。一套完整的存儲操作系統(tǒng)軟件必須能處理容量管理，軟件RAID，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和一系列其他的功能。與計算虛擬化類似，用戶可以實現(xiàn)虛擬化領(lǐng)域的大部分功能。

FUSE界面能允許文件系統(tǒng)和虛擬數(shù)據(jù)塊設(shè)備來實現(xiàn)這個目標(biāo)。當(dāng)下的多核處理器優(yōu)化的性能可以在用戶設(shè)備上同步運行多個操作系統(tǒng)，那些有關(guān)單片電路核心的爭論早已經(jīng)過時。集群文件系統(tǒng)采用這種方式在商用硬件頂端構(gòu)建了一個強(qiáng)大的存儲虛擬化軟件層。

Linux與存儲系統(tǒng)直接關(guān)聯(lián)

缺省Linux根文件系統(tǒng)Ext3正在逐漸成為過去，而Ext4還存在一些局限。

名為”Btrfs”的最新文件系統(tǒng)正處在積極的研發(fā)階段，將成為Solaris ZFS的Linux解決方案。它可以支持很多強(qiáng)大的功能，比如快照，容量管理，軟件RAID，在線壓縮等。

諸如Btrfs和ZFS等早期磁盤文件系統(tǒng)的不足之處是他們無法超出單個服務(wù)器的范圍。

Linux NAS

使用OpenFiler構(gòu)建的單機(jī)版Linux ISCSI或者NFS服務(wù)器能通過NFS，CIFS,FTP和ISCSI協(xié)議來提供單機(jī)版NAS/SAN，供多個計算節(jié)點內(nèi)的存儲資源共享。

不過單機(jī)版存儲是一種單點故障。

DRBD(分布式復(fù)制模塊設(shè)備）能為使用激活-被動HA配置的雙存儲服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)RAID-1。

Linux向外擴(kuò)展NAS

上一代的向外擴(kuò)展系統(tǒng)（比如甲骨文的Lustre，紅帽的GFS，甲骨文的OCFS2和SGI的CXFS）采用的是以核心為基礎(chǔ)的方式。他們在配置和管理上都比較復(fù)雜，而且無法從高性能計算深入滲透到企業(yè)級原始存儲中去。而新一代的擴(kuò)容文件系統(tǒng)采用的是用戶區(qū)方式。其中的產(chǎn)品代表為可擴(kuò)容NFS/CIFS,Ceph和GlusterFS。

向外擴(kuò)展NFS：NFS v4.1 (pNFS)在2010年1月被正式分配RFC數(shù)字。但不幸的是，由于Linux pNFS采用的是集中式元數(shù)據(jù)和核心方式，它被歸類為第一代產(chǎn)品。pNFS被企業(yè)用戶所接受的速度可能會比較緩慢。由于NFSv3 TCP是使用最廣泛的NAS協(xié)議，因此最好采用循環(huán)DNS或者虛擬IP為基礎(chǔ)的擴(kuò)容NAS存儲。RHEV, VMware和Xen都可以支持NFSv3。虛擬化和云用戶都開始從所有權(quán)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的存儲解決方案向可擴(kuò)容NAS的方向轉(zhuǎn)移。

向外擴(kuò)展CIFS：Samba針對SMB1和SMB2協(xié)議的Linux采用的是CIFS。SMB2解決了SMB1中的性能問題，但是要到明年才能真正出爐。即使是微軟也不推薦在Hyper-V管理程序中使用CIFS。

Ceph:Ceph目前處在積極的研發(fā)階段，看起來頗有前景。與Linux （從v2.6.34和服務(wù)器領(lǐng)域開始）一起推出的核心空間客戶端會在用戶區(qū)使用。Ceph使用的分布式元數(shù)據(jù)體系架構(gòu)增加了多重服務(wù)器內(nèi)部管理分布式復(fù)制元數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。隨著時間的推移和來自大型社區(qū)的支持，他們應(yīng)該能應(yīng)對這個挑戰(zhàn)。Ceph依靠Btrfs來作為后端存儲，直到可以支持NFS才能解決這個問題，在服務(wù)器虛擬化廠商能夠在管理程序中支持本地客戶端之前還需要等待一段時間。

GlusterFS:GlusterFS是用戶區(qū)內(nèi)部署的完整的存儲操作系統(tǒng)軟件。諸如容量管理器，復(fù)制，排序，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，輸入/輸出調(diào)度程序，線程和性能模塊等功能都可以作為軟件模塊來執(zhí)行。集群消除了使用彈性散列運算法則的元數(shù)據(jù)服務(wù)器需求。還能支持在線自我恢復(fù)。與Linux NFS類似，文件和文件夾都是存儲在使用標(biāo)準(zhǔn)磁盤文件系統(tǒng)的后端硬盤上。集群可以支持諸如NFSv3, CIFS, WebDAV, FTP和本地集群（通過FUSE）等多個NAS協(xié)議。集群還可以廣泛的配置在從亞馬遜彈性計算云環(huán)境到VMware等一系列應(yīng)用軟件環(huán)境中。

非-POSIX存儲

全新系列的存儲解決方案在以POSIX為基礎(chǔ)的NAS和SQL數(shù)據(jù)庫之間涌現(xiàn)出來。這主要指的是”NoSQL,”，他們形成了包括分布式目標(biāo)存儲，文件存儲，關(guān)鍵值配對和向外擴(kuò)展目標(biāo)數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的一整套解決方案。這些解決方案需要針對應(yīng)用軟件源碼進(jìn)行修改。由于這些軟件是為特定目的而設(shè)計的，他們在各自的應(yīng)用軟件領(lǐng)域有著各自的優(yōu)勢。

舉例來說，Hadoop是針對大規(guī)模搜索分析或者數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件而設(shè)計的。Cassandra和MongoDB類似于亞馬遜的Dynamo或者谷歌的BigTable。Redis, Memcached和Memcachedb能提供分布式關(guān)鍵值數(shù)據(jù)存儲。

結(jié)論

存儲和計算領(lǐng)域的Linux虛擬化的未來看起來一片光明。免費軟件和開源的發(fā)展也呈多樣性態(tài)勢。當(dāng)一切塵埃落定，一些創(chuàng)新型解決方案將涌現(xiàn)出來。

我們希望能追蹤到Linux服務(wù)器虛擬化的下一個發(fā)展階段，希望隨著服務(wù)器虛擬化和存儲虛擬化之間的差距逐漸縮小，企業(yè)用戶能逐漸意識到存儲虛擬化的價值所在。

zhabin