相比光纤通道SAN,HCI系统不需要新的HBA、电缆或交换机。但是,与所有SAN一样,HCI系统确实需要通过网络访问远程存储。某个应用程序读取数据时,数据可能存储在本地DAS上,也可能存储在一个或多个远程节点上。在后一种情况下,需要通过网络从一个或多个远程存储设备读取数据。类似的是,某个应用程序写入数据时,本地副本可能写入到本地DAS,然而第二个副本必须始终经由网络,写入到另外某个节点上的远程存储设备。HCI系统试图通过把数据放在最有可能访问该数据的服务器的DAS存储上来提升性能――这项技术名为数据本地化(data locality)。
HCI系统通过这两种方法来简化存储管理:一是提供以应用为中心的存储管理功能(虚拟机快照而不是LUN快照),二是提供计算和存储的综合管理。
四. 存储和SAN协议方面的新动向
在本章节,不妨看看存储和SAN协议方面最近的三大动向。
1. NVMe over Fabrics取代SCSI
1986年,小型计算机系统接口(SCSI)成为用于连接以及主机和目标块存储设备或系统之间传输数据的一种标准,当时硬盘驱动器(HDD)和磁带还是主要的存储介质。NVMe是一种比较新的SCSI替代方案,它旨在与更快速的介质结合使用,比如固态硬盘(SSD)和基于后闪存的技术。
NVMe提供了经过简化的寄存器接口和命令集,减少输入/输出堆栈的处理器开销。基于NVMe的存储设备有诸多好处,包括延迟较低、增强了并行处理能力、提升了性能。
NVMe原先是为通过计算机的PCIe主线来本地使用而设计的。NVMe over Fabrics(NVMeoF)让用户能够使用替代传统方法,这些替代方法延长了NVMe主机设备和NVMe存储设备或子系统可以连接的距离。NVMeoF的设计目的是,让远程存储设备的延迟在本地连接的NVMe存储设备的延迟的10微秒之内。
SAN网络传统上使用基于光纤通道传输的SCSI协议。NVMeoF规范在2016年6月发布后,未来的SAN将使用基于结合RDMA的以太网(iWARP或RoCE)等传输方法的NVMeoF协议。Mangstor已宣布提供使用NVMeoF的NX系列闪存阵列,支持300万IOPS和不到100微秒的延迟。Mellanox和Qlogic也在2016年8月的英特尔开发者论坛上展示了NVMeoF解决方案。
这些新兴的SAN,SAN和DAS之间的性能差异实际上会消失。
2. 标准x86服务器上出现颇有竞争力的网络存储
在过去,与SAN连接的共享块存储控制器往往是专有的。它们是用特殊主板、有时甚至用特殊ASIC来制造的,3Par的产品就是这样。
共享块存储日益使用标准x86服务器来制造,这种系统在成本、性能和可扩展性方面与用专有硬件来制造的共享块存储相比颇有竞争力。用标准硬件来制造的共享块存储的几个例子包括:EMC ScaleIO、Formation Data和Hedvig等,这类软件定义存储阵列有很多。
3. 网络共享存储中出现以应用为中心的存储管理
过去的SAN存储提供了以LUN为中心的存储管理。网络SAN存储厂商(比如Tintri5)现在提供以应用为中心的存储管理。
4. 小结
这三大动向表明,未来的网络块存储可以:
·用标准服务器硬件来制造
·拥有简单的以应用为中心的管理中心
·使用NVMeoF协议,拥有高性能
在我看来,这三大动向会给未来的存储和融合架构带来重大影响。
五. 下一代存储网络时代 — — 2016年 — ?
不妨回过头来分析钟摆远离SAN、摆向DAS和超融合的四大原因。
1. DAS访问时间只有SAN访问时间的一半至三分之一。NVMeoF问世后,这个说法不再成立。
2. SAN存储设备比DAS存储设备昂贵。现在许多SAN阵列只是在拥有标准以太网网络和存储设备的标准x86服务器上运行的软件。这常常被称为软件定义存储(SDS)。由于这些是标准x86服务器,与它们相连接的存储设备不再比DAS中所用的那些存储设备昂贵。所以,这个观点不再适用。
3. SAN存储是专有的。就上面描述的软件定义存储而言,基于标准x86服务器而建的SAN存储不再是专有的。
4. SAN管理起来复杂。对未来的网络块存储而言,不再是这样。现在可以使用标准x86服务器作为由高性能以太网连接至计算服务器的存储控制器来建造网络块存储;可以使用虚拟网络,因而不需要LUN分区和掩码;可以使用标准的Linux MPIO驱动程序,对共享存储实现高可用性访问。此外,这类存储很容易提供以应用为中心的存储管理,Tintri及其他厂商证明了这一点。这类存储还可以与支持综合管理计算和存储的融合解决方案中的计算服务器集成起来。