由于閃存比傳統(tǒng)媒介有著更為明顯的優(yōu)勢,在過去一年里,閃存的普及率開始飆升。不過,我們總是很難判斷不同閃存產(chǎn)品之間的區(qū)別。在本文中,我們對四種常見閃存設計部署方法進行了分析,它們都有各自的優(yōu)點和缺點。
首先,讓我們看看服務器中的PCIe閃存卡以及將閃存作為系統(tǒng)內(nèi)存擴展的軟件。這些卡很適合需要進行低延遲性高性能數(shù)據(jù)庫訪問的應用程序。
基于非常高性能的需求,數(shù)據(jù)通常是作為塊移動到應用程序。與傳統(tǒng)的磁盤I/O相比,這種閃存卡的延遲性更低,每IOPS成本也很低。由于NFS不是用于數(shù)據(jù)訪問的主要協(xié)議,青睞于這種閃存卡的通常是對延遲很敏感的用戶。
這種方法的缺點是,它不是共享存儲模型;服務器必須配備閃存卡才能受益。其次,它將占用大量CPU,因為耗損均衡和疏導算法需要大量的處理器周期。第三,對于一些客戶而言,PCIe插槽值得關注。在考慮如何配置服務器時,所有這些因素都需要考慮到,確保足夠的處理器和PCIe插槽支持。
第二種設計方法是完全從閃存中建立存儲陣列,這些作為SAN上的共享存儲目標。你不會購買這些系統(tǒng)來加速或者取代NAS,但你可以支持NFS緩存,只要閃存陣列位于NFS網(wǎng)關服務器旁。加入這一個網(wǎng)關所增加的延遲性對于性能敏感的環(huán)境并不是那么理想。純SAN模式得到了延遲敏感環(huán)境(例如金融市場)供應商的青睞,他們希望用它來取代傳統(tǒng)存儲。
除了性能外,該存儲管理工具往往有些滯后。這些系統(tǒng)的主要缺點之一是存儲陣列中的處理器利用率。這很可能是限制可擴展性的瓶頸。一旦處理器利用率達到100%,無論再安裝多少個閃存,該系統(tǒng)將無法產(chǎn)生增量I/O。更好的辦法是將閃存用于存儲合適的數(shù)據(jù),而對于其他數(shù)據(jù),使用較便宜的媒介。老舊或不太重要的數(shù)據(jù)不需要像“熱數(shù)據(jù)”一樣高的IOPS。
第三種設計方法具有變色龍般的特質(zhì),它既可以作為卸載NAS或文件服務器的直寫式緩存設備,也可以作為文件服務器。作為文件服務器時,它被定位為提供性能給用戶的邊緣NAS(Edge NAS),這個設備后還會有一個后端NAS來存儲所有數(shù)據(jù)。活動數(shù)據(jù)不會移動到邊緣NAS,而是復制到邊緣NAS,這種方法利用更快的媒介來為用戶提高性能。
這種產(chǎn)品是節(jié)點(可形成集群)的形式存在,節(jié)點被配置了DRAM、NVRAM以及高性能SAS硬盤驅動器或閃存。這些節(jié)點形成一個高性能集群,可作為全局命名空間(Global Name Space)來管理。
數(shù)據(jù)可以移動到不同集群的邊緣NAS節(jié)點,以減少與WAN相關的延遲性。寫入數(shù)據(jù)可以立即轉到后端文件管理器(直寫式緩存模式),或者“存儲”在集群上,并在設定的時間間隔內(nèi),寫入塊將被轉回來。在這種模式中不存在任何形式的WAN優(yōu)化,無論是重復數(shù)據(jù)還是壓縮。
這種設計方法的優(yōu)點是,當后端文件管理器無法產(chǎn)生IOPS時,它可以為用戶產(chǎn)生增量性能。隨著時間的推移,它還可以發(fā)展成為強大的完整功能的NAS產(chǎn)品。但這個模式中對后端NAS的使用是暫時的。
這個設計的主要缺點是它沒有被優(yōu)化為純粹的緩存解決方案,并且當它被用作文件服務器,會影響現(xiàn)有的NAS。如果在這種模式下寫入,后端NAS不能接收,并將執(zhí)行復制。對于那些尋求具有成本效益的集群模式的人而言,這種方法更加適用,特別是當這些產(chǎn)品演變成全功能NAS設備而不需要依賴于其他后端存儲后。
第四種設計是NFS加速設備。在這種設計中,閃存被用作高速緩存,而不是存儲。該設備包含DRAM和閃存作為活動數(shù)據(jù)的緩存,基于LRU和數(shù)據(jù)加速技術,包含10GbE加速硬件。
這種加速技術進行了優(yōu)化來處理NFS請求,以及在最小延遲和CPU利用率的情況下獲取數(shù)據(jù)。該設備位于NAS旁,作為性能Read和NFS元數(shù)據(jù)高速緩存和加速器。基于典型的NFS混合,這種模式中的設備吸收了90%的NFS流量,而不需要文件管理器來做。
在這種模式下,設備可以支持多個文件管理器,而不只是一個,所以它具有可共享和可擴展性。這樣做的目的是提供周期給NAS,以提供性能到應用程序以及延長壽命。其優(yōu)點是簡單性和具有成本效益的性能。缺點包括無法緩存CIFS流量,以及依賴后端NAS來處理非緩存操作。如果文件管理器遇到瓶頸,可能會造成暫時的延遲。但在很多客戶端訪問大量相同數(shù)據(jù)的環(huán)境,當緩存增加時,這不會是問題。