統一存儲成未來趨勢

“統一存儲”并不是什么新概念。將近9年前，NetApp首推統一存儲系統，并始終不渝地高舉著“統一存儲”的大旗，成為統一存儲領域中最堅定的倡導者。NetApp發布的具有開創性的混合存儲系統，提供了一種將NAS和SAN融合的不同方法，其創新的FAS900系列通過服務光纖通道上的塊狀數據，超越了傳統的文件服務功能，這不僅開創了業界先河，也標志著統一存儲時代的到來。

盡管統一存儲出現了這么多年，但它的重要性和未來發展趨勢卻是近些年才被逐漸認識的。數據的高速增長，尤其是非結構化數據的日益飆升，不但對存儲的容量有了進一步的需求，同時對存儲的性能和功能也提出了更高的要求，這使得原有的單一的SAN（存儲區域網絡）或NAS（網絡附加存儲）系統已經不能全面滿足用戶的需求。同時，網絡存儲經過這幾年的發展，SAN與NAS的融合已經勢在必行，尤其是IP SAN的出現，更為融合奠定了技術基礎。

統一存儲其實就是一種能夠整合iSCSI、NAS與SAN的存儲系統，也就是說，統一存儲能夠在多個不同平臺和應用之間共享一套硬件。因此，統一存儲對于企業和機構都有著很強的吸引力，它最大的優勢在于，能夠整合企業在存儲設施上的不同需求，降低采購和維護成本。

近年來，各種統一存儲產品相繼出現，應用也開始普及。早在2008年，IBM就推出了統一存儲系統IBM System Storage N6000和N7000等產品。惠普也在去年推出了主打統一存儲的產品，惠普全球統一存儲事業部CTO朱杰敏曾表示，惠普統一存儲架構將支持多種協議、多種驅動技術以及多種數據類型，在這樣一個統一存儲架構中，將包括在線主存儲、二級存儲甚至獨立存儲系統。他表示，惠普的統一存儲架構更多的是考慮如何把數據管理好，把數據以服務的形式交付給應用。今年1月，在戴爾EqualLogic用戶大會上，戴爾存儲解決方案市場營銷副總裁John Joseph表示，未來，統一存儲將是戴爾的發展方向之一。

在國內廠商中，華為賽門鐵克、UIT、同有飛驥等都相繼推出了統一存儲的產品。2009年，UIT基于統一存儲理念設計的產品SV3200/SV3600面世，其前端接口可靈活變更為FC、SAS和iSCSI，硬盤接口支持SAS、SATA，以適應業務和應用變化的動態需求。華為賽門鐵克推出的Oceanspace N8000也是一款基于統一存儲的可擴展的集群架構產品，滿足了企業用戶對存儲容量和存儲性能的擴展需求。2010年，同有飛驥則推出了具有自主知識產權的多功能統一存儲系統NetStor iSUM610。據介紹，iSUM610系統具有統一存儲的優勢和特點，能夠支持IP SAN/NAS一體化存儲，以及FC SAN和InfiniBand連接，滿足了統一存儲的需求。

在應用方面，根據ESG 2010年對北美和歐洲大型企業的調查顯示，在受訪的504名存儲專業人士中，有超過2/3的受訪者正在部署或評估統一存儲，其中，有18％的企業已經開始行動，另有49％的企業目前正在制定最適合其環境需要的統一存儲戰略。據了解，目前全球用戶所部署的NetApp的統一存儲系統已經超過了15萬套。

毫無疑問，在當前IT大談融合的時代，SAN和NAS的融合已成趨勢，而統一存儲正是順應了這種趨勢。

什么是統一存儲？

統一存儲實際上是一種網絡存儲架構，它既支持基于文件的NAS存儲，又支持基于塊的SAN存儲。這種多協議系統可以通過IP或光纖通道（FC）連接至服務器。在統一存儲系統中，塊訪問通過光纖通道、SAS或基于以太網的iSCSI等接口來實現；文件訪問是指使用基于以太網的CIFS或NFS訪問存儲系統中的文件系統。

統一存儲要求實行統一管理，即一個存儲系統要同時管理塊數據和文件數據，如果沒有統一管理，那么實現整合和簡化的目標就會受到影響。一些廠商通過光纖通道和iSCSI來提供塊存儲，而另一些廠商則堅持只用iSCSI，因為它更容易實現。

多協議存儲陣列實際上是一個集中式磁盤陣列，通過基于IP的網絡提供給主機系統，實現文件級訪問；通過使用光纖通道協議的SAN提供給主機系統，實現塊級訪問。iSCSI也是一種很常見的IP塊級存儲協議。將磁盤存儲資源匯集起來，通過某一種協議來提供。磁盤陣列還配備了多端口存儲控制器，管理界面讓存儲管理員可以創建磁盤池或磁盤卷，并分配給相應端口以便訪問。常見的端口組合包括NAS和光纖通道，或iSCSI和光纖通道?？梢园堰@三種協議都結合起來，但由于iSCSI和光纖通道都是塊級協議，許多數據存儲管理員通常選擇其中的一種與文件級訪問系統（NAS）結合使用。

統一存儲系統并不是萬能的系統，不一定適合所有的應用環境，例如某些高端的IT環境有特定的使用要求，它將會使用非統一存儲系統，像對于高性能塊存儲需求，統一存儲系統就沒有必要。

統一存儲有一些出色的用途：

#8226;在虛擬服務器環境下，統一存儲系統可以滿足快速配置虛擬機并運營的要求。它可以為虛擬機配置基于NFS的數據存儲區，實現文件I/O，統一存儲的塊存儲功能讓真實設備映射（RDM）可將物理磁盤連接至虛擬機，以滿足應用程序的需求。

#8226;如果某種類型的使用（如非結構化數據的文件存儲）占主導地位，但仍需要一些塊存儲（比如Exchange數據庫），那么統一存儲系統允許將它們整合到單一平臺上。

#8226;統一存儲還為那些因需求發生變化而要稍稍改動存儲的企業提供了出色的靈活性。

#8226;統一存儲可以為所需的使用類型配置單一資源，包括塊或文件。

統一存儲的優點

在存儲基礎架構中部署統一存儲具有以下優點：

1.能夠規劃總體的存儲容量消耗情況

部署統一存儲系統后，不需要再憑借猜測對文件存儲和塊存儲的容量進行單獨規劃了。

最初，集中化的存儲陣列提供了將存儲資源匯集池化的功能，以改善以往主機直連存儲(DAS)中資源利用率低的問題。但支持單一協議的存儲陣列本身有時效率也不高，特別是在NAS和SAN陣列共存的環境中，在每個陣列上必須為各自不斷增長的數據量多分配容量，而且存儲空間由于各存儲陣列接口的不同又無法共享。多協議的陣列使得在一個磁盤陣列中能將各種不同的存儲資源變為存儲池，而日后業務增長所需的存儲空間也可以加入到存儲池，為所有的應用所共享。

2.提高了利用率，沒有擱置的容量

統一存儲消除了針對支持塊存儲和支持文件存儲容量單獨規劃帶來的利用率下降問題，用戶不必擔心出現為支持一種協議而購買過多、為支持另一種協議而購買過少的情況。

3.存儲池很靈活

用戶可以分配存儲資源來支持應用程序的要求，不管應用程序需要訪問塊數據還是訪問文件數據。

4.增強了對服務器虛擬化項目的支持

出于性能方面的原因，用戶常常需要部署基于塊的原始設備映射（RDM）的服務器虛擬化環境。統一存儲讓用戶可以選擇如何存儲虛擬機數據，又不必單獨購買SAN容量和NAS容量。

5.可以在盤陣級別部署塊級復制，在單一盤陣中可以無關訪問協議進行復制

換句話說，文件級訪問的數據和通過iSCSI或光纖通道訪問的數據可以在本地復制（快照），也可以使用單一機制，復制到另一個存儲系統（鏡像）。

統一存儲管理能夠通過單一管理界面來執行存儲管理任務，比如磁盤資源匯集、卷和RAID組創建、分配和數據復制。在單一廠商產品環境中，存儲管理員可以通過同一個管理界面來管理不止一個的多協議陣列，現在許多廠商都提供了通過單一界面，管理不同或異構的存儲陣列這一功能。這與不久前每個存儲平臺需要不同的管理軟件包相比大為改進。

如果使用虛擬化技術，統一存儲還可以邁上一個新臺階。這項技術提供了這種功能：匯集來自多個多協議陣列的光纖通道SAN存儲資源，然后通過CIFS或NFS協議提供給主機系統，實現文件級訪問；通過光纖通道或iSCSI協議提供給主機系統，實現塊級訪問?？梢栽诓煌墓饫w通道存儲陣列上創建邏輯單元號（LUN），然后通過SAN結構（SAN fabric），分配給多協議存儲控制器，好像它就是個普通的主機系統。存儲控制器充當存儲陣列與服務器之間的虛擬化引擎或抽象層，可以根據相應配置的那種協議來訪問存儲。換句話說，“虛擬化”控制器負責協議轉換。這樣一來，就能更好地利用存儲資源，并且建立存儲層，以便數據無縫地遷移過去。還有一個好處就是，可以在“后端”陣列之間使用本地或遠程復制，使用在控制器層面實施的單一軟件包來提供數據保護。

雖然企業很可能使用專門的存儲系統用于對性能有特別要求的一級應用程序，但就許多二級應用程序而言，統一存儲會逐漸取代專門的SAN和NAS系統。提高存儲效率似乎是最主要的動因。（清水編譯）

實施統一存儲

實施統一存儲有多種方式。用戶可以購買同時支持塊數據和文件數據的系統，也可以采用部署網關的方式。網關的方式允許用戶為已經擁有的存儲系統添加一臺專門的文件服務器，這有望延長存儲系統的使用壽命，并且更有效地利用已有的資產。EMC、惠普和NetApp等知名廠商現在都提供這種網關。

雖然部署網關在幾年前還很少見，但是現在這一技術已經很成熟了。在ESG最近進行的存儲調查中，41%的調查對象（已經部署或打算部署統一存儲）表示打算使用網關的方式；有40%的人表示會結合使用面向原有存儲系統的網關和專門的統一存儲系統；而計劃僅部署統一存儲系統的只有18%。

當然，也有統一存儲可能不適合的存儲環境。雖然服務器虛擬化環境從靈活性的角度來看很適合統一存儲，但必須認真考慮容量和性能方面的要求。用戶常常進行容量規劃，但是等他們認識到打算部署的所有虛擬機對性能的需求總量超出了存儲系統的性能，結果已經在服務器虛擬化道路上走得很遠了。之后，各種應用程序便開始爭奪存儲資源，而造成響應速度變慢。

統一存儲的未來

最近，一些新的功能先后添加到了統一存儲系統中，包括：自動分層、固態硬盤作為更高性能的存儲池，以及支持具有讀/寫功能的級聯快照、為虛擬桌面基礎架構（VDI）等用途增添價值。

那么，統一存儲的下一步將會怎樣？廠商們可能會把其他功能組合起來，將其稱為新的“統一存儲”。這將會淡化“統一”的含義，并需要起一個更合適的名稱。

更有可能的是，會出現額外的高價值功能，因此會出現自成一體的存儲系統。它可能是智能、自動化地進行歸檔的存儲系統，可以稱之為“具有歸檔功能”的存儲系統。它將是革命性的，而不是演變性的，但會有其獨特之處。

統一存儲領域的最新發展出現在網絡層面?；谝蕴W的光纖通道（FCoE）是這個領域的最新技術，它常被稱為統一網絡。相比使用不同協議（和不同適配器）將存儲資源提供給主機的陣列，FCoE讓主機系統能夠共享一條萬兆以太網連接，同時傳送IP流量和塊級I/O流量。

這可以通過融合網絡適配器（CNA）來實現，這種適配器在同一塊適配器卡上含有光纖通道HBA和以太網網卡的功能，而且封裝了光纖通道協議。在某種程度上，這就好比iSCSI，iSCSI也是在IP網絡上傳輸的塊級存儲協議，但FCoE能夠在一條連接上整合高帶寬光纖通道存儲流量和IP流量。IP流量和I/O流量之后在交換機處分離開來，分別重定向至局域網和SAN。FCoE的優點之一是，減少了數據中心的布線，同時可以充分利用萬兆以太網以及不久后推出的40G技術。

雖然目前關于需要兩種塊級存儲協議，還是其中一種會最終占上風的爭論很激烈，但有一點我們可以肯定，統一存儲以及統一網絡在云計算等熱門的新興計算模式中將扮演重要的角色。

統一存儲面臨的挑戰

實施統一存儲時面臨的一個挑戰就是組織的慣性。NAS和SAN容量常常由不同小組來管理，SAN經常歸數據存儲管理員管理，而NAS經常歸系統或網絡管理員管理，容量規劃也往往單獨進行，因為擔心共享資源和引起性能問題，另外，對管理文件共享區（file share）與磁盤容量的細節方面也缺乏了解。而整合到一個共享平臺上，對于減少需要管理的文件共享區沒有太多幫助，而管理文件共享區本身就是一個挑戰。但不難明白，共享資源意味著將使用更少的系統（減少了運營開支）和靈活的存儲池容量（可迅速響應業務需要）。

實施前務必要做好功課，確保有足夠的性能可以滿足塊數據和文件數據的需要，因為滿足一個大文件的需要會耗用大量資源，所以，應清楚要存儲的數據具有的特點以及會給可能使用統一存儲的所有系統的性能帶來什么影響。

系統有多種多樣的配置，用戶選擇部署什么系統取決于各自所需的性能特點，以及愿意支付的費用。現在市場上有許多系統讓用戶可以將數據存儲到價格和性能特點各異的磁盤驅動器上。比如說，高密度的1TB或2TB 、7200轉的SATA驅動器針對成本做了優化；450GB、15000轉的光纖通道驅動器可以提供更高的性能。

另外，值得一提的是，如果考慮使用固態硬盤（SSD）的話，必須考慮I/O操作的成本。就每GB費用而言，SSD比普通硬盤高得多。但用戶購買SSD是為了提升性能，所以應該根據性價比（如I/O操作的成本）來考慮成本/效益問題，看看SSD會帶來怎樣的實際影響。

另外，在考慮統一存儲架構時，不能忽視與性能相關的問題?；贗P的存儲可利用TCP/IP協議，這種協議會帶來相當大的處理開銷，因而影響主機系統的總體性能。雖然如今的處理器性能要“強大得多”，但當一個物理主機上的多個虛擬機配置成進行NAS訪問時，服務器虛擬化會進一步加大對處理器周期的要求。

只要采用配備了板載芯片來處理的主機總線適配器（HBA）來實施，iSCSI就能降低這一開銷，從而為處理器減輕負擔，無需處理更多的負載。雖說可以使用普通網卡來實施基于軟件的iSCSI，但處理方面的開銷還是由服務器的處理器來承擔，這同樣會影響系統性能。

數據備份策略也必須認真規劃，以避免性能問題。在iSCSI存儲或NAS存儲共存的網絡上使用基于主機的傳統備份軟件時，網絡流量最后會增加一倍，以便處理陣列到主機的流量和主機到備份服務器的流量，這會因TCP/IP的開銷而給處理器的性能帶來不利影響。當備份流量和I/O流量在不同的網絡上傳輸時，這個方法通常效果最好。另一個辦法就是，考慮采用基于快照的備份技術，限制網絡流量和基于主機的更繁重的處理任務。（清水編譯）