用于网格计算的网格存储

【51CTO.COM独家特稿】网格计算已发展成为一种众人熟知的结构，它使用户和应用程序能够不受阻碍地使用大量的IT资源。计算机网格跨企业连接计算机（服务器或桌面）和存储，并将地理位置分散的异类组件虚拟化为一个可使用的系统。网格计算的目标是允许众多工作负荷共享计算和数据资源，并实现企业内外的协作。由于网格释放了已安装资源的潜力，它们能大大提高企业的工作效率，大幅加快计算密集型进程。

除了加快大型计算任务的速度之外，网格计算还能将工作负荷动态分配给对于该项作业最高效的资源，从而使大量任务更有效地运转。网格计算能够消除复杂性，为其所有用户提供一个统一的体验。用户不仅能够共享文件数据，还能共享计算资源，从而凭借更灵活、开放而有弹性的操作基础结构实现全面协作，迈向共同目标。使用网格计算，用户可以在一个能够对其需求作出流动响应的流动环境中，即时访问计算和数据资源。

计算网格的存储要求

对于这样一个动态的计算环境，其存储要求是非常高的。企业计算网格要求能够对同样动态而可缩放的存储池进行透明访问。网格计算的存储需要有一个全局文件系统，以便为各个工作负荷提供单一存储空间——既提供位置的透明度，又提供对数据的访问。事实上，目前使用的许多存储网格产品其实是网络连接存储（NAS）。尽管NAS提供了透明度，但这一解决方案却限制了应用程序对网格的使用；它限制了缩放比例和存储管理能力。虽然文件系统似乎是一种通用的抽象，但仍然缺乏标准化和兼容性，因为不同的网格实现了不同的文件系统协议——专有、NFS或CIFS。这限制了参与网格的操作系统和应用程序的可选择类型。最好的解决办法是让网格在较低的存储级别进行标准化，就像网格允许对应用程序进行选择一样，允许对文件系统进行选择。

虽然关于网格文件系统的讨论是很重要的，但作为其基础的存储的性质也是同等重要的。全局文件系统提供了对存储层的访问，但它却无法控制其行为。很显然，直接连接存储（DAS）是远远不够的，人们需要某种整合的存储。那么，究竟什么是存储层必不可少的属性，什么又是网格计算最佳的解决方案呢？

要了解网格存储的理想属性，务必要考察一下网格计算的操作方式。实际上，计算网格就是一个作业车间。在任何指定的一天，用户登录上去并让它执行某些工作。有时这些作业非常大，要求网格的许多组件之间相互协作，以根据需要利用所有可用的资源、计算周期、带宽以及存储来完成作业。到了日终或周末，当任务完成后，应用程序会撤回其需求，留出网格资源供下一个作业使用。这个过程不断进行，大大小小的作业以起伏不定的强度级别在不同的时间段运行于整个网格中，因此对于存储基础结构的影响是随机而混乱的。

虽然全局文件系统可以提供对存储的透明访问，但无法提供优化而高效的访问。由于工作负荷是在整个网格内动态改变的，因此存储也必须这样。数据位置（配置、卷创建）和负载平衡需要即时发生，以响应应用程序启动、运行和完成任务的需求。不仅必须虚拟化存储资源，而且该资源必须具有智能性，能自我管理，以不断向依赖于它的计算任务提供最优数据服务。

存储网格的发展

多年来，关于公司计算的未来方向以及更具有响应能力的新数据中心的结构发展，一直引起业界众说纷纭。尽管名称五花八门，例如按需计算、实用工具计算、网格计算等等，但它们都指向同一个理想：一个动态响应用户需求的虚拟数据中心资源池。这个理想是如何形成的并不是秘密，任何IT经理都知道，在传统数据中心内形成的标准操作程序是一件多么枯燥的动手工作。因此迈向整合和虚拟化的趋势已经起步了，它是由对效率和响应能力的实际业务要求所推动的。而存储领域对于简单和自动化的迫切需要无疑是最为明显的。

有能力顺应这一趋势的企业一直在整合服务器，并从DAS迁移到存储区域网络（SAN）。人员配备良好的大型数据中心采用了光纤通道SAN来集中企业存储，从而为多个服务器简化了数据管理和数据保护。然而，服务器和存储整合的这种初期阶段对于基本存储管理功能的虚拟化、简化和自动化并没有起到多大作用。即使有的话，光纤通道SAN带来的复杂程度也不亚于它们消除掉的复杂度。为新应用程序配置存储、负载平衡、创建卷、配置RAID设置等等，不一而足，因此这仍然是一项耗时的手动任务，更别提光纤通道连接（包括交换机和HBA）需要的费用，以及培训员工管理SAN所需的成本。

随着基于iSCSI的SAN的出现，IT经理有机会来实现他们一度需要的简单性、缩放比例和易用性。不仅如此，iSCSI还将加快存储网格的发展速度。

经过对传统整体式存储解决方案带给IT经理的挫折进行一番仔细审视，具有创新意识的存储系统工程师采纳了网格计算的一些关键概念，并将其应用于iSCSI SAN，从而在存储中实现了模块化、自动化、可伸缩性以及数据保护。在解决最紧迫的、传统SAN所固有的问题的过程中，IP存储网格应运而生。

用于网格计算的网格存储

鉴于计算网格对其存储基础结构的独特需求，网格存储必须异常灵活。DAS无疑不是解决办法。虚拟化是一个起点，它提供了全局文件系统将数据存储提交到计算网格所需的单一单元行为，这样SAN结构便得到了承认；然而，这些SAN的缩放能力超过了光纤通道。缩放带来了许多管理问题，制约了网格的流动操作。要取消手动管理，并消除目前为了超前于不断扩大的存储需求和不断变化的网格工作负荷所需的过量配置，需要有新的管理范例出现。

另一方面，针对模块化可缩放性构建的基于iSCSI的理想企业级SAN为网格计算提供了诸多优势。首先，其基于IP的通信协议提供了可缩放性、易管理性和存储网格的集成，使存储网格通过一个无处不在的以太网网络实现整体相连。第二，它提供了一个集中式存储池，可根据需要通过即时集成模块的添加来扩展，而不会造成应用程序中断或性能降低。第三，与计算网格本身非常相似，存储网格的行为方式类似于单个资源，它智能地共享工作负荷以确保存储网格的单个部分不会过度负载。

除了这些借鉴自网格概念本身的基本要求外，存储网格的设计还必须兼顾高可用性，具有冗余热插拔组件以及自动化快照和复制功能以实现不间断数据保护。计算网格不可停机，因此存储网格必须提供最高级别的数据保护。

存储网格另一个非常吸引人的功能在于它支持SAN启动，可以从特定任务中完全解放服务器，并允许服务器针对其最适合的应用程序，根据需要进行部署和重新部署。当服务器能够从SAN启动时，就可以从本地磁盘解放出来，并且能够从存储网格上的任何卷启动。这样，通过以极少的停机时间快速替换故障服务器，将更进一步的灵活性和保护能力带入了网格中。

适合所有人的网格存储

正如iSCSI已使得所有人都能访问企业级SAN和存储管理，它同样使企业存储网格不仅适合于大型企业，也适合于中小规模企业。对网格计算必不可少的存储网格的所有属性均使得日常数据中心运营大为轻松。

令人瞩目的转变正在发生，但不仅仅因为iSCSI的关系，虽然它确实是一个催化剂。强大的新一代企业就绪性模块化阵列具有嵌入式智能管理工具，已经对传统的整体式存储阵列形成了挑战，这些新的阵列具有用于通信协议的iSCSI，因为它能够带来易用性和可伸缩性。但是这种新一代存储平台的真正价值却体现在它的网格结构上，该结构能够提供企业级性能和可靠性、智能自动化以及单个可缩放存储池的无缝虚拟化。这些新的IP SAN解决方案具有模块性，成本合理，使中小规模企业也能执行增量部署，同时又足够强健，可使大型企业（的数据存储容量）达到数百个TB(Terabyte）。

（作者为EqualLogic, Inc.营销副总裁）

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