剖析pNFS和文件系统的未来

像Panasas PanFS、Sun QFS、Quantum StorNext、IBM GPFS以及HP File Services这样的高性能文件系统能够给存储应用带来很大的价值。

就拿DigitalFilm Tree来说，它是一家位于好莱坞、为娱乐行业提供后期处理和虚拟效果服务的公司。最近这家公司不得不对他们的系统进行升级以应对Showtime的喜剧《单身毒妈》、CW的《人人都恨克里斯》以及NBC的《实习医生风云》等电视剧的后期处理。

这家公司采用了包括Apple Xsan、HP StorageWorks阵列、QLogic交换机以及其他存储厂商的产品。另外他们还采用了混合型的操作系统环境，在Mac和PC上处理用户的工作。

DigitalFilm Tree创始人兼首席执行官Ramy Katrib表示：“我们处理电视节目的速度要求必须能够对超过100TB的数据进行非线性处理和管理。StorNext让我们不需要增加员工人数就可以大大提高工作效率。”

但是随着未来对文件系统协议的升级，例如NFS（包括并行NFS，即pNFS），NFS将有可能取代现有的许多专有文件系统吗？那让我们分析未来趋势之前，先看一看Sun和NetApp提供的其他一些高性能产品。

Sun Lustre

Sun称Lustre是“目前全球具有最佳可扩展性的并行文件系统”，现在全球十大超级计算机中的六个以及40%的TOP100超级计算机都采用了这个系统。

Sun Lustre部门总监Peter Bojanic表示：“Lustre文件系统能扩展至在一个命名空间内支持PB级的数据量，为超过25000名用户提供超过100GB/s的累积性能，用户中包括劳伦斯利弗莫尔国家实验室、橡树岭国家实验室以及圣地亚国家实验室的高性能应用，这些用户对大型文件I/O和持续高带宽有很高的要求。”

另外这款系统在石油和天然气、富媒体以及内容分布网络等领域的应用也在不断扩大，这些领域都要求有针对大型或者小型文件的混合型工作负载。Lustre与其他系统的一个不同之处就是，它可以被作为一款基于Linux的开源软件。这就是为什么你会发现，它能够与来自其他高性能计算厂商的产品进行集成，例如SGI、戴尔、惠普、Cray以及Terascala。

Lustre是一款基于目标的集群文件系统，但是它并不支持T10 OSD，而且底层存储分配管理也是基于块的。它的配置包括Lustre MetaData Server和Lustre Object Storage Servers。文件操作绕过MetaData Server，利用集群中的并行数据路径访问Object Server。服务器是以备援目的而配合成对的。Lustre可以在不同类型的网络下运行，其中包括IP网络和InfiniBand网络。

NetApp WAFL

NetApp有一款名为WAFL（Write Anywhere File Layout）的文件系统，整合了CIFS、NFS、HTTP、FTP、Fibre Channel以及iSCSI，能够兼容NetApp的Data ONTAP操作系统。由于WAFL集成了RAID-DP（NetApp高性能RAID-6），因此它能够在一两个磁盘驱动器发生故障的情况下保证系统的正常运转。

另外这款系统还采用了非易失性内存（NVRAM）以提高速度，NVRAM在修改写入磁盘之前允许存储访问协议目标对修改请求作出回应。请求通过WAFL被写入日志，然后文件系统的修改操作被保存在易失性内存中。在易失性内存累积保存了多个修改操作的时候，WAFL就会将结果收集起来提交到一个被NetApp称之“一致性点”中（实际是一个快照），并将一致性点写入到与WAFL文件系统相连接的RAID系统中。

NetApp NFS高级技术总监Michael Eisler表示：“如果在硬件或者软件发生故障之前一致性点没有被写入到磁盘中，那么一旦重启Data ONTAP，NVRAM日志内容就会重新提交给WAFL，然后一致性点被写入到磁盘中。NetApp的大多数竞争对手都拥有快照技术，但是NetApp利用自己的底层快照技术开发出了像文件系统层级的监控、备份集成、克隆、重复数据删除和数据保留等功能，在网络存储设备和FlexVol之间进行分配。”

FlexVol是一种能够与其他Flexible Volumes共享一个存储池的卷。这些卷能够按需扩大或者缩小——释放的空间被回收到存储池中进而被其他FlexVol采用。