卷共享软件和SAN文件系统的实现原理与应用价值

SAN文件系统的实现原理与应用价值

“SAN文件系统”与“卷共享软件+传统的本地文件系统”方式的主要差别在于其不依赖于某一种本地文件系统，而是采用了独立自主的文件系统设计来更好的满足网络存储条件下的应用需求。

因为泛指的“文件系统”本身是满足特定应用需求而存在于发展的技术环境中的，而传统的本地文件系统的设计，大多数未能满足需求和技术环境的发展，例如：不支持两台主机同时读写同一块磁盘、32位条件下支持卷大小的限制、只能支持单卷或对多卷支持不尽如人意、只能支持主板总线与SAS等可靠的物理连接对于IP SAN这类半可靠连接时不时变成只读等等。

采用“卷共享软件+传统的本地文件系统”只是解决了“不支持两台主机同时读写同一块磁盘”这一个问题，而采用独立的文件系统的好处主要是更好的满足了需求而顺应了技术环境的发展，对应用带来的好处主要有如下这几点：

1、 SAN文件系统摆脱了本地文件系统的固有容量限制。

例如32 位windows操作系统下单个盘符2T容量的限制，在这种情况下如果32T盘就需要有16个盘符之多，使用与维护均不方便，有的项目中A-Z的英文字母都快被用完。有的方案中也采用某些方式加以破解容量限制，但在没有厂商支持的情况下需要冒相当大的风险，曾经出现过扩容后不稳定，造成数据丢失的严重事故。

2、 SAN文件系统大多提供了包括高可用配置实现、各模块服务、管理与监控在内的完整的整体解决方案。

反观“卷共享软件+传统的本地文件系统”大多采用多种工具松散组合的方式，以SANergy+NTFS为例，需要用到来自不同厂商的工具与技术、服务等，包括CIFS、NTFS、MSCS等多种工具松散组合，组合完以后的功能缺失问题、各个工具间配合问题、大多数工具是通用工具存在的适用性等诸多问题，这样带来不小维护与管理的风险。

3、 SAN文件系统摆脱了本地文件系统的固有限制，实现真正的跨平台，支持包括64位windows、linux、Mac等多种操作系统的异构共享。

由于现在满足同一种业务可能同时用到2个以上的操作系统，例如有客户同时在使用windows和Mac并且在同一个FC SAN的环境中，windows这边使用SANergy互相共享性能还不错，但由于“SANergy+NTFS”无法同时支持Mac，所以windows和Mac之间通过CIFS和AFP（需确认）在两种操作系统间倒数据非常不方便和耗时（注意一个原理上的差别，不是SANergy这个“卷共享软件”不支持Mac，而是“SANergy+NTFS”不支持Mac。）。采用了SAN文件系统以后就解决了这个问题。

4、 SAN文件系统对多卷的支持带来很大的性能提升空间和安全保障，这也是不少厂商放弃卷共享软件而转向SAN文件系统的重要原因。

本地文件系统大多只支持单卷，所以性能提升空间就很有限，也限制了“卷共享软件+传统的本地文件系统”这种方式的应用规模。就绝大多数的盘阵产品所支持的功能来看，一个卷只能来自于一个Raid组，而一个Raid组的性能提升空间是有限的（Raid组如果越大硬盘数量越多看起来性能带宽应该是越大才对，但实际上随着Raid组容量增大所需要承载的并发访问量也就越大，所面临的就是并发访问量增加带来的随机性压力问题反而可能使Raid组性能下降）。而SAN文件系统支持多卷，多卷可以来自多个Raid组甚至多个设备，这样多卷磁盘轮动效应会带来更大的性能提升空间，另外在线扩容等高级功能，不支持多卷也是能难实现的。更重要的是从安全角度看，支持多卷多Raid以后，每个Raid组的大小就可以相对小，如果硬盘出问题，Raid组Rebuild的时间就会明显缩短（现在比较新的中端盘阵，在访问压力较小的情况下，15块1T盘Raid5的Rebuild时间大致是16个小时左右，如果是老设备、或者访问压力大、或者2T盘这种更大容量的时候Rebuild时间就会再增加很多；反而如果是做小的Raid，比如3组5块1T盘Raid5的Rebuild时间大致只有大Raid的1/4左右），而且即便考虑极端情况一个Raid组坏掉也只是影响部分数据（而且高端的SAN文件系统还有镜象实时容灾解决方案），而“卷共享软件+传统的本地文件系统”模式下如果Raid很大Rebuild的时间长数据丢失的风险就明显大了很多，并且Raid组坏掉所有数据会全部丢失（很多数据丢失就是在Rebuild未完成之前又掉盘造成的）。

只支持单卷所带来的“性能提升空间小和安全风险大”是“卷共享软件+本地文件系统”方式为什么很少用在中高端上规模应用中的核心原因之一，相信也是不少厂商放弃卷共享软件而转向SAN文件系统的重要原因。

采用本地文件系统的好处主要是配套工具相对比较成熟。

“卷共享软件+传统的本地文件系统”方式也有其独特的优势，本地文件系统配套工具相对比较成熟完善，例如磁盘碎片分析与整理工具，数据恢复工具等；在早期，“SAN文件系统”这些方面比较薄弱，现在大都得到了解决，成熟产品都提供了类似工具。