存储管理员手记：如何实现存储性能的整合

整合是目前很多数据中心正在开展的一项战略性项目。有利用虚拟化的服务器整合，有基于10Gb以太网的基础架构整合，也有围绕大型高度可扩展存储系统的存储整合，然而却没有存储性能的整合。事实上，存储性能似乎正朝着相反的方向发展，也就是目前很多数据中心面临的“存储性能扩散”。

存储性能扩散是指在存储基础架构中增加多个分散的组件以改善某个特定的性能痛点。之所以会出现这个问题是因为机械硬盘自从1999年就已经达到1.5万转的水平，为了避免遇到驱动器的性能限制，用户和存储制造商不得不想出新方法从这个十几年未曾改进的性能障碍下获取更多性能。

很多解决方案，例如多驱动器组成的RAID组将数据分布到阵列中的所有驱动器中，然后短击驱动器，这导致较低的利用率、高成本和低能效。这些暂时的解决方案和降低的成本使得固态盘不断被引入，减少机械驱动器数量和进一步提高性能。然而，采用固态盘可能会进一步增加复杂性，因为这等于新增了一个存储层，你必须决定要把哪些数据迁移到这个层中，如何以及何时进行迁移。

这些限制使人们不得不大量投资硬件来提升存储性能。存储系统提供商的主要精力放在了提供像快照、空间优化和自动精简配置等附加数据服务上，而不是放在了这些大型阵列组的管理功能上。存储I/O性能的提升主要依靠增加驱动器数量、提高I/O带宽和增加固态盘技术。与投资存储硬件大不相同，提高性能特性和存储软件栈的智能化不需要投入太大精力。

通过增加硬件来解决性能问题的做法存在一个挑战，那就是必须是普遍适用的，而且成本很高。例如，如果存在NAS I/O性能问题的话，通常的解决办法是购买配置了更快存储处理器、更高带宽网络适配器和某种固态磁盘的新NAS单元。

除了显而易见的成本问题之外，另一个难题就是这只能提高保存在特定NAS设备上的应用和数据的潜在性能，而不会提高整个环境的吞吐量。每个NAS设备、每台服务器和每个访问这些数据的用户可能都需要提高带宽来获得提升的性能。尤其是对于固态盘技术来说，数据服务(快照、拷贝和优化)可能就会成为瓶颈所在。所有性能相关的组成部分都必须单独且手动地进行管理，这无疑给IT技术人员带来了额外的负担。

通常来说，当设计性能瓶颈是在环境外的，那么就必须对架构进行优化以应对I/O需求的峰值时段。这种峰值负载设计意味着环境中的大多数组件都必须保持更新以了解性能的提升。在现实环境中，高性能的需求是很少持续发生的，通常这些需求都是来自不同来源且发生在不同时间，因此大多数时间下是比较“平静”的，也就是需要处于较低水平。因此，附加性能架构大多数时候都是处于利用率较低的状态。

一个解决方案应该允许对一个系统的NAS性能进行整合，而无需更换现有的NAS设备或者升级到更高的带宽、更高成本的驱动器配置或者技术。

性能整合通常是单机设备的性能，这些设备可以通过集群提供某种可用性，同时提供了基于DRAM、固态盘以及SAS(取决于数据的访问模式)的驱动器技术以分配动态数据集，而存储经理只需要负责一个I/O目标。用户和设备都被重新定向到这个设备，设备与作为后端服务设备的NAS进行通信，这些NAS用来保存和保护接近动态和静态数据集。

结果是，设备上的性能被整合，NAS硬件或者OS没有作任何变更。性能提升的同时无需升级硬件I/O、增加驱动器或者改进驱动器技术。而且，这些NAS的带宽能力都没有变化。相反，动态数据的性能被集中到高负载时候的性能整合系统中，然后在负载较低的时候分配到原来的NAS层中。

通过这种方法，前端性能整合设备被作为对动态数据高速访问的阶段区域。它自动将数据从环境中现有的NAS系统中提升或者降至阶段区域。随着数据固定下来设备运行逐渐平稳，动态数据被复制回NAS系统中。然后NAS系统被用于保存所有静态数据并作为动态数据的附加拷贝。存储经理可以利用NAS系统丰富的数据服务对数据进行快照、优化和保护。最重要的是，这些数据服务的运行不会影响到性能层。

性能整合的作用是可以避免性能扩散。这样后端NAS系统就可以保留更多标准配置，而无需升级驱动器或者增加带宽。通过整合整个NAS基础架构的性能，未来的此架构可以更多地以容量为主而不是以性能为主。以前那些可能不适合于环境的经济型NAS系统现在也可以使用了，而且不会影响到性能。

性能整合减少了后续NAS投资的成本，还通过将固态盘、高速SAS和10Gb以太网带宽等技术集成到一个系统中简化了对环境的管理。