自动存储分层和NetApp 虚拟存储层

Paul Feresten&Rajesh Sundaram 发表于:11年06月03日 11:42 [来稿] 存储在线

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[导读]自动存储分层(AST)技术主要用来帮助数据中心在最大程度地降低成本和复杂性的同时,从基于闪存的介质性能改善中受益。

NetApp 算法可将高价值数据与低价值数据区分开,并将高价值数据保留在虚拟存储层中。例如,系统始终会在第一次读取元数据时就将其提升到缓存中。相比之下,除非是专门启用,否则在虚拟存储层中一般不会缓存连续读取,因为连续读取往往会挤掉更有价值的数据的位置,而且如我们前面所看到的,HDD 更适于处理连续读取。您可以更改此行为,以满足具有不同服务级别要求或独特数据访问行为的应用的要求。

虚拟存储层优势

在精细粒度级别实时提升热数据。数据块通常在第一次从磁盘读取时就进入虚拟存储层。由于后续读取在虚拟存储层中即可完成,因此可以实时显现性能优势。系统会识别读取行为模式并提前读取可能需要的数据块,但是虚拟存储层绝不会将数据大量地从一个存储层移至另一个存储层。这样可将 HDD I/O 以及其他系统资源的使用量保持在最低水平。该方式带来的效率与在单个 4 KB 数据块粒度级别上的操作能力相结合,可支持热数据实时提升。

采用基于迁移的 AST,热数据从一个存储层迁移到另一个存储层要通过后台任务的方式,或者要安排在非高峰期执行,以最大限度地减少存储系统上的额外负载。由于这些解决方案通常在至少高出虚拟存储层 128 倍的粒度级别(从 0.5 MB 到 1 GB,甚至是整个卷或 LUN)上运作,因此数据移动会花费相当长的时间。如果活动的重要高峰期的持续时间少于识别和提升热数据所需的时间,那么此类方式可能会错过重要高峰期。

虚拟存储层的 4 KB 粒度意味着它能非常高效地使用基于闪存的介质。具有较粗粒度的解决方案可能会随每个热数据块包括大量“冷”数据,因而可能需要更多的昂贵闪存介质,才能达到相同的结果。

易于部署和管理。虚拟存储层可作用于现有数据卷和 LUN。它不需要您对存储环境进行复杂或者颠覆性的变革。您也无需为数据移动设置策略、阈值或时间窗口。您只需将闪存技术安装在您的存储系统中即可。完成安装之后,虚拟存储层将对存储控制器所管理的所有卷发挥作用。如有需要,您随后可以在虚拟存储层中排除优先级较低的卷的用户数据。

其他 AST 解决方案都需要设置增量策略、划分数据类别以及对现有存储基础架构进行结构性更改,例如创建专用存储池和迁移数据。

完全集成。虚拟存储层与 NetApp 统一存储架构完全集成,这意味着您可以将其用于任何 NAS 或 SAN 存储协议,而无需任何更改。

此外,基于迁移的 AST 解决方案可能无法与存储效率功能(如重复数据删除)配合使用,而 NetApp 虚拟存储层则可以与所有 NetApp 存储效率功能(包括精简配置、FlexClone 技术、重复数据删除和压缩)协同工作。此紧密集成可以增加您的优势并增强虚拟存储层的功能。

例如,当您对某卷进行重复数据删除时,所带来的好处在虚拟存储层中也会体现出来。系统中可能有多个元数据指针指向虚拟存储层中的某一数据块,因而会增加该数据块再次被读取的概率,这使得提升该数据块更有价值。借助此缓存扩增,虚拟存储层中的单个块可用作多个逻辑块。这样会给服务器和桌面虚拟化环境带来显着的性能优势(如缩短启动风暴持续时间),同时减少需要的闪存介质数量。

结论

与基于迁移的 AST 方式相比,我们基于缓存的 AST 方式为 NetApp 虚拟存储层带来了显着的优势。虚拟存储层能够实时提升数据,因此即使活动的高峰期非常短,也能从加速中受益。4 KB 粒度意味着我们可以非常高效地将冷数据从闪存中排除,因此获得良好结果所需的闪存就更少。相比之下,基于迁移的 AST 方式的粒度比较粗、在提升数据之前会有较长时间的延迟、需要更多的 HDD I/O,并且使用基于闪存的昂贵介质时效率较低。

事实上,虚拟存储层将 HDD 用作容量层,将闪存用作性能层。您可能拥有各种类型的磁盘驱动器,如 FC、SATA 和 SAS。其中任一种磁盘驱动器都可以用作容量层,虚拟存储层则提供性能。我们相信,在将来,高性能层(基于虚拟存储层)和单个磁盘驱动器层(基于 SATA 磁盘)的结合将会成为对大多数应用最行之有效的一种方式。

[责任编辑:朱宇]
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