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直連存儲過時嗎？

直連存儲即我們常說的DAS(Direct-attached storage)，通常指那些安裝在服務器內部或者安裝在與服務器直接相連的擴展盤柜中的存儲介質。DAS存儲與服務器之間必須有固定的綁定連接關系，因此它們之間不存在網(wǎng)絡結構，而是直接進行數(shù)據(jù)的讀寫。

在服務器與存儲的各種連接方式中，DAS曾被認為是一種低效率的結構，而且也不方便進行數(shù)據(jù)保護。直連存儲無法共享，因此經(jīng)常出現(xiàn)的情況是某臺服務器的存儲空間不足，而其他一些服務器卻有大量的存儲空間處于閑置狀態(tài)卻無法利用。如果存儲不能共享，也就談不上容量分配與使用需求之間的平衡。

DAS結構下的數(shù)據(jù)保護流程相對復雜，如果做網(wǎng)絡備份，那么每臺服務器都必須單獨進行備份，而且所有的數(shù)據(jù)流都要通過網(wǎng)絡傳輸。如果不做網(wǎng)絡備份，那么就要為每臺服務器都配一套備份軟件和磁帶設備，所以說備份流程的復雜度會大大增加。

與直連存儲架構相比，共享式的存儲架構，比如SAN(storage-area network)或者NAS(network-attached storage)都可以較好的解決以上問題。于是乎我們看到DAS被淘汰的進程越來越快了?？墒堑侥壳盀橹?，DAS仍然是服務器與存儲連接的一種常用的模式。事實上，DAS不但沒有被淘汰，近幾年似乎還有回潮的趨勢。今年，隨著EMC公司宣布推出一款基于PCI Express(PCIe)的固態(tài)存儲產品(EMC的設計是希望用它來儲存一些服務器本地的數(shù)據(jù))，DAS的復蘇進程進入高潮階段。

SAN和NAS的實際表現(xiàn)低于人們的期望

到目前為止，DAS存儲結構依然存在的一個原因是SAN和NAS表現(xiàn)不佳，在預期和現(xiàn)實之間存在著巨大的落差。人們對SAN架構的期望很高，希望通過SAN 方便的創(chuàng)建一個全局存儲資源池，以便將容量動態(tài)的分配給前端的服務器，實際用多少就分配多少?？墒?，在SAN架構技術出現(xiàn)的最初8年左右時間里，我們距離這種目標依然遙遠。至今，SAN存儲仍然不得不為每臺服務器劃分出一個獨立的存儲分區(qū)。當某臺服務器需要更多存儲空間的時候，必須再劃出一個新的分區(qū)并指定給該服務器，在服務器端，還要將新分區(qū)和已有的分區(qū)連接在一起使用。糟糕的是，新分區(qū)和原有分區(qū)的管理是彼此獨立的。所以實際上，在SAN環(huán)境中為一臺服務器增加存儲空間的過程與之前DAS的那一套方法是非常類似的。

人們還期望SAN架構下的數(shù)據(jù)保護工作能夠更簡單一些。用戶的目標是直接從SAN環(huán)境進行備份，而不必單獨處理每一臺服務器?？墒?，目前只有極少數(shù)的應用軟件能夠幫助用戶精確的實現(xiàn)這一功能，而在大多數(shù)情況下，我們只能盲目的備份數(shù)據(jù)，卻并不知道備份出來的數(shù)據(jù)到底是些什么。用戶很快意識到他們其實需要一種叫做“應用感知”的技術，該技術能夠幫助他們備份在線的應用，并且執(zhí)行智能化的恢復操作?？汕疤崾怯脩粜枰诜掌鞫税惭b特定的備份軟件。

最后還要說明的一點是，SAN和NAS產品的價格仍然遠遠高于DAS。許多用戶出于價格因素考慮選擇了低效率的直連存儲而不是高效率的共享存儲。

客觀的說，現(xiàn)在的SAN和NAS系統(tǒng)已經(jīng)可以利用類似自動精簡配置(thin provisioning)這樣的技術來彌補早期存儲分配不靈活的短板。然而，之前它們消耗了太多的時間來解決存儲分配的問題，以至于給DAS留有足夠的時間在數(shù)據(jù)中心領域站穩(wěn)腳跟。此外，SAN和NAS依然問題多多，至今無法解決。

現(xiàn)在，SAN/NAS等共享存儲架構發(fā)展的主要推動力來自于快速增長的服務器和桌面虛擬化應用，如果要實現(xiàn)虛擬機映像在物理主機之間靈活移動的話，后端需要搭建共享存儲架構。在虛擬化環(huán)境中，虛擬機實際上就是一個大文件，因此應用感知(application-aware)和脫離主機備份(off-host backup)都是可行的，備份過程也不需要涉及物理主機部分。盡管共享存儲架構有很多新增項目和重要的應用案例，但是，DAS結構在數(shù)據(jù)中心應用中依然存在，而且其價值還在不斷提升。

啟動系統(tǒng)需要DAS

DAS 結構在數(shù)據(jù)中心環(huán)境依然流行的一個重要原因是系統(tǒng)需要本地的啟動盤。雖然許多SAN環(huán)境已經(jīng)具備各種形式的從SAN啟動系統(tǒng)的方法，但這需要專用的主機適配器(HBA)，而且SAN存儲系統(tǒng)本身也必須支持這一功能才可以。所以我們看到，大多數(shù)物理服務器仍然從本地DAS存儲啟動系統(tǒng)。

除此之外，DAS還要感謝SSD固態(tài)盤的普及，從本地存儲啟動系統(tǒng)要比從SAN系統(tǒng)啟動具有明顯的優(yōu)勢。首先，從本地SSD盤上啟動或重啟系統(tǒng)只需要很短的時間(秒級)，而且SSD盤還可以做虛擬內存交換頁空間使用，這一點對虛擬化環(huán)境來說極為重要。在虛擬化環(huán)境中，當我們在主機上加載虛擬機時，內存會迅速耗盡，隨即便開始使用本地存儲上的內存交換頁空間。如果本地存儲使用的是普通硬盤，內存交換的性能會受到很大影響，而如果我們使用像Flash SSD這樣的固態(tài)存儲，那么性能的下降幅度則基本可以忽略不計。用SSD作為啟動盤可以承載更多的虛擬機，而不必采購價格昂貴的內存。

用DAS來擴展SAN

在DAS市場復蘇的過程中，固態(tài)存儲還扮演了另外一個重要角色，即作為SAN之外的擴展。利用基于PCIe總線的固態(tài)存儲的超高性能，IT系統(tǒng)存儲架構正在向分層存儲方向發(fā)展，或者直接將服務器需要的數(shù)據(jù)緩存在本地。PCIe SSD固態(tài)盤能夠直接與CPU進行通訊，這一點與傳統(tǒng)的SSD不同，傳統(tǒng)的SSD在性能方面會受到SAS或SATA協(xié)議的羈絆。對于內存容量有限的系統(tǒng)來說，PCIe SSD無疑是一個理想的虛擬交換頁空間，因此基于該技術的存儲分層和數(shù)據(jù)緩存應用案例也越來越受到關注。

利用這種架構，存儲系統(tǒng)就能夠智能的將最活躍的數(shù)據(jù)預存在PCIe SSD盤中。之后，如果有應用程序或用戶請求訪問這些熱點數(shù)據(jù)，存儲系統(tǒng)就能夠從PCIe SSD中用最快的速度響應數(shù)據(jù)訪問請求。這就意味著應用程序和用戶不必再等待他們的訪問請求跨越存儲網(wǎng)絡，然后由存儲系統(tǒng)的控制器接收并處理這些訪問請求，再等著硬盤的磁頭找到正確的磁道位置，最后經(jīng)原路返回需要的數(shù)據(jù)或寫操作確認。

如果一切按照預想發(fā)展的話，這種在SAN前端擴展DAS 的設計模式將會顛覆傳統(tǒng)SAN的世界。我們看到，SAN存儲將變成信息的中央倉庫，其上存放的數(shù)據(jù)的活躍度會越來越低，而服務器本地基于PCIe SSD盤的DAS存儲則用于處理最熱的數(shù)據(jù)。因此，SAN存儲將用來做數(shù)據(jù)的長期保存或備份，而服務器則負責處理活動的進程。這種結果帶來的影響是，SAN存儲的設計將更加偏重容量，而性能卻變得不那么重要了。但是，目前的PCIe SSD技術還有一個短板就是無法作為系統(tǒng)啟動盤使用，所以在服務器上插一塊SAS硬盤或者普通的SSD盤還是有必要的。

DAS，云計算基礎設施的關鍵

另一個促成DAS復蘇的關鍵驅動力來自于大數(shù)據(jù)存儲應用環(huán)境的設計。包括像Facebook、Google以及其他一些公司都涉及其中。他們設計的系統(tǒng)的特點是將計算資源和存儲資源整合在單臺服務器上，而多臺服務器之間則通過高速網(wǎng)絡進行互聯(lián)通訊，服務器能夠直接從本地存儲上訪問所需的數(shù)據(jù)。他們甚至還會利用PCIe SSD與硬盤的組合來做系統(tǒng)啟動。這些在線服務提供商以及互聯(lián)網(wǎng)技術公司之所以選擇這種設計，是因為這種架構具有極高的成本效益，而且在此架構下通過增加服務器做系統(tǒng)擴展也非常簡單。

過去，有人曾認為這種DAS存儲加計算的整合系統(tǒng)模式應用場景有限，只有那些具有大量在線應用的公司才會部署這種系統(tǒng)。然而現(xiàn)在的情況已有所不同。這里，我們不得不再次提到服務器虛擬化，因為服務器虛擬化應用需要運行在計算能力和存儲能力可同時擴展的基礎架構環(huán)境上。有些廠商，像Nutanix就可以提供一種內置存儲的服務器集群產品，利用該產品能夠快速的搭建起一套云計算基礎設施，因此非常適合那些傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。

服務器虛擬化環(huán)境仍然需要共享存儲，用來實現(xiàn)虛擬機遷移和虛擬機高可用等功能。在這種共享存儲架構下，數(shù)據(jù)可以在一個集群內不同節(jié)點間自動遷移，也就是說，一個虛擬機的映像可以在集群內任何一個節(jié)點上運行。這種“共享的DAS”模式既有本地存儲簡單、高性價比的特點，同時還可以提供很多SAN架構才有的優(yōu)勢。

如果DAS代表未來，那么SAN會消亡嗎？

DAS不僅沒有消失，而且發(fā)展得很好。許多存儲業(yè)內專家都認為數(shù)據(jù)中心存儲環(huán)境正在向著以DAS結構為主的方向發(fā)展。正如前文所描述的那樣，未來SAN存儲在數(shù)據(jù)中心的定位是作為數(shù)據(jù)長期保存的倉庫，而真正活躍的數(shù)據(jù)都存放在服務器本地存儲上。目前數(shù)據(jù)遷移管理軟件成熟的很快，未來可以用于將活躍的數(shù)據(jù)保留在服務器本地。此外，這類軟件還可以感知本地寫操作，然后將新寫入的數(shù)據(jù)同步到后端的SAN存儲空間。

以DAS模式為主的存儲架構被專家看好還有兩個原因，即虛擬化應用環(huán)境對性能有較高的要求，以及SSD固態(tài)存儲的高性能表現(xiàn)。前者是應用要求數(shù)據(jù)存儲的本地化，而后者則是利用本地數(shù)據(jù)訪問的高性能，盡量避免由于經(jīng)過存儲網(wǎng)絡而產生的延遲問題。

利用好組合方案

同以往一樣，存儲管理員在應對存儲應用挑戰(zhàn)時依然有很多方案可以選擇。但首先要有性能分析工具，它可以幫助我們對當前的環(huán)境進行調整。在決定下一步如何選擇之前，重要的是盡量做好前期的準備工作并制定正確的決策。

如果因為預算或時間因素的限制無法升級網(wǎng)絡或存儲設施的話，我們可以走一條捷徑，即構建SAN存儲與SSD DAS存儲混合使用的策略。這種方案通過消除存儲網(wǎng)絡瓶頸，可以最大化的發(fā)揮SSD的優(yōu)勢，從而在整體上獲得性能提升。

如果預算不是問題，那么我們可以加大在存儲網(wǎng)絡和共享存儲系統(tǒng)上的投資，比如今后想要減少性能方面的顧慮，用戶可以選擇一款全固態(tài)存儲設備。當然，在后端存儲系統(tǒng)優(yōu)化的同時，利用DAS結構的SSD做啟動盤和內存交換分區(qū)，優(yōu)化前端的結構也是很重要的，這樣就可以形成一套完整的高性能存儲解決方案。

（責任編輯：xlong 來源：企業(yè)網(wǎng)D1net ）