集群文件存储吹响进军企业市场的号角

    集群存储架构囊括了所有类型的存储系统，包括基于块的（Fibre Channel和iSCSI）和基于文件的（NFS和CIFS）系统。现在，集群存储架构主要是受到两大独立的市场的牵引——iSCSI和NAS。

    本文主要讨论的是集群文件存储系统，这个市场的代表厂商是BlueArc、Exanet、Ibrix、Isilon、HP（通过PolyServe）、NetApp（通过Spinnaker Networks）、ONStor、Panasas和Red Hat（通过Sistina Software），它们都是集群文件存储概念的倡导者。

单集成电路NAS的问题

    大部分NAS厂商通常采取了可升级扩展的方法来提供性能和容量。在它们的主文件管理器产品线中，无论NetApp还是EMC都使用了单插头设计的方式来连接一整套物理磁盘。这种单集成电路的方式意味着某一特定文件系统的所有I/O必须经过数据路径上的一个单插头处理。在升级扩展的时候，NAS厂商会向客户销售规模更大、成本更高的单集成电路NAS系统。它们可以处理更高的I/O，提供更大的容量。但是，这种升级扩展方式带来了三大核心问题：

    很难扩展数据路径：传统的单插头NAS系统可以为一个单一的文件系统提供最高250MBps的I/O吞吐量。可是，整合后的工作负载和新的分布式应用需要的吞吐能力大于250MBps，传统的NAS遇到了性能局限。为了进一步提高性能，必须手动地将数据分配给多个文件管理器。可是，如果这样做的话，管理员们就有可能会失去一个重要的优势：能够在一个命名空间下管理所有的文件数据。因此，为了得到所需要的性能，管理员们必须牺牲对整个非结构化数据环境的管理能力——这对于绝大部分人来说都难以接受。

    高容量系统价格昂贵，而且难于管理。每个文件管理器都限制了一个系统所能够访问的容量。因此，如果数据的增长速度超过预期，管理员就需要进行“大规模升级”，购买一个规模更大、成本更高的NAS系统以满足增长的容量需求。这种大规模升级的方式不仅仅在系统进行升级或数据进行迁移的时候会造成系统中断，还需要在前期投入大量的资金，而不是一次投入一小笔的增量投资。

    管理多个文件夹的做法非常不经济：NAS文件管理器通常使用和操作都比较简单。但是，无论一个系统管理起来多简单，随着数据中心中文件夹数量越来越多，管理工作也相应地增长了。每个文件管理器都引入了一个独立的命名空间以及一套必须提供的文件数据，需要独立地进行保护、复制和维护。因此，普通用户们总是说：“我喜欢我第一个文件管理器，但是我恨第十个文件管理器。”

进入集群存储

    集群文件存储解决了单集成电路NAS系统的缺点。通过使用高级文件系统、集群存储系统，可以将各不同的控制器和物理磁盘的性能和容量整合在一起，形成一个统一的、可升级的、具有容错能力的NAS资源。使用这种方法的结果是，系统成为统一的共享命名空间，可以通过普通的文件访问协议，例如NFS、CIFS和HTTP等进行访问。集群存储系统的命名空间为所有集中管理的非结构化数据提供了统一的文件和目录结构。

集群存储和传统的单集成电路存储相比，有四大主要的优势：

• I/O可扩展性：这一能力不仅仅是支持绝大部分I/O密集的应用，还可以将多个工作负载整合到一个统一的可扩展资源上；
• 单点管理：用统一的命名空间对多个物理节点或存储资源的虚拟环境统一进行高级管理。
• 容错：在遇到多个节点、磁盘或网络错误的时候，所存储的内容应该能够继续访问。
• 投资保护：随着时间推移扩展存储架构和容量的能力，不需要进行大量的前期投资。