金融危机时期的明智之举：横向扩展存储系统

　　一直以来，企业选用存储系统时，往往是随波逐流，别人用什么，自己也选择用什么。当然这种考虑也可以算作一种所谓“明智”的甄选存储系统的方式。但是在目前全球的经济危机持续之际，如何能从企业自身出发，选择更为适合IT环境的存储系统，同时又不会超出预算，才是企业真正的明智之举。

　　这里，Steve 将从基础设施成本和运营成本两方面出发，更为全面地论述NAS横向扩展(scale out)系统对比纵向扩展(scale-up)系统的优势。

　　从基础设施的成本来考虑， NAS横向扩展系统优于纵向扩展系统，主要体现在以下几个方面：

　　1.更低的起始投入成本。横向扩展系统的起始成本可视其支持的最低配置而定。大多数系统起始时只有两个节点，并以此进行横向扩展。并且，集群存储系统的并行性支持这种从小到大的扩展。企业级纵向扩展存储系统也可以提供大规模并行性，但是需要企业采购一个大系统，在保证更多的在线容量前，要逐步添加磁盘驱动器，这又涉及到电力、冷却以及占地空间的成本问题。这也就意味着采用纵向扩展系统，企业一开始就需要大量的资金投入，并规划好未来三到五年的需求。而使用集群横向扩展系统，则是按需添加资源，无需过大的起始投入。

　　2.利用通用型产品曲线。一般而言，NAS横向扩展系统可使用低成本、高容量的通用型SATA磁盘驱动器。由于它们具备多维扩展以及负载平衡的能力，相比光纤通道磁盘，SATA磁盘的性能欠缺可以得到弥补，从而完全适合高性能计算、生命科学以及Web 2.0的需求。而NAS磁头也具有同样的低成本优势，这也是为什么采用通用型处理器的原因所在。由于其可小规模式扩展的能力，用户无须购买远远超过磁盘自身所需的架构和处理器，因此，随着Intel处理器以及磁盘价格的逐渐走低，用户就能够获得更为实惠的价格。利用Intel以及高容量磁盘的通用型产品曲线能够大幅节省成本，特别是这些类型环境中的扩展。

　　3.适时的可扩展性。如前所述，由于模块化横向扩展系统的推出，企业无须购买超过存储量所需的(电源或冷却)架构、电力以及机柜。将架构安放在逐渐满载的空间，不需要一开始就增加大量的管理和维护系统的人工成本。

　　4.更高的利用率。更高的利用率意味着推迟购买新容量的时间。既然横向扩展系统中所有NAS磁头可以容纳集群中整个可用容量池，因而未充分利用的NAS磁头中并没有被限制的容量，而这是纵向扩展系统中的一个常见问题。通常，纵向扩展系统中的利用率为30%或更低，而横向系统中的利用率达到甚至超过了60%，还有一些横向扩展系统厂商宣称其利用率更是超过80%。

　　以上部署NAS横向扩展解决方案所带来的诸多经济利益，具有如此大的吸引力，也就难怪最近的ESG研究报告中显示，越来越多的用户将NAS横向扩展系统部署到新的应用中。

　　从运营成本方面考虑，横向扩展系统也比纵向扩展系统更具优势，主要表现在以下四个方面：

　　第一，缩短变更管理计划的周期。如果一个文件达到几TB时，传统的3或6个月的变更管理计划周期就将不再那么有效。由于需求的无法预测性，这个时候即时分配就显得比以往更加重要。NAS横向扩展的模块化和易于扩展的优势，配置起来非常快捷。而随着当前富媒体需求的多样性，仅适用于单一系统的冗长的变更管理的时间长短和配置进程，已无法满足需求。加之，企业自身的灵活性也要求缩短变更管理周期，以上总总，只有NAS横向扩展系统是比较满意的选择。

　　第二，持续更新技术。大多数的横向扩展系统，管理技术更新的进程比单系统NAS更快、更简单。在集群NAS架构中，一切都是多余的，包括数据路径、NAS磁头以及数据本身。加上某些横向扩展系统厂商的新版本的硬件、固件和软件都具有前后兼容性，因此新版本与旧版本可以在同一系统中共存。这使用户具有很大的灵活性，可实现系统的滚动升级。并且随时可向系统中添加新节点，需要更换时取出旧节点即可。

　　第三，容量扩展灵活，管理简单，无须增加人力资源。NAS横向扩展系统通过全局命名空间，实现系统的灵活管理。这样，管理一个具有100个节点的集群存储系统和管理一个只有2个节点的系统，一样简单。从概念上来看，全局命名空间好像很简单，但实现起来却颇为困难。在外行人看来，全局命名空间就是一组独立的物理文件系统的虚拟代表，它位于客户端和特定环境下的各种文件服务器之间，并添加一层摄取功能，可以从物理服务器安装点中分离出客户认可的安装点。这是一个映射可将虚拟安装点转化成物理文件服务器，并为客户呈现出文件服务器生态体系。这个秘密武器能够实现单点管理和无中断数据迁移，无论集群多么庞大，仍然能作为一个单一逻辑系统来管理。因此，存储系统生命周期中的易管理性甚至比可扩展的性能更有价值。

　　第四，基于策略的自动化管理。NAS横向扩展系统降低管理成本的另一种方式，就是在低级别存储管理功能中摒弃人工干预的需求。大多数横向扩展的文件存储系统都支持深层次基于策略的自我管理和恢复。大多数系统属于即插即用型，也就是 增加一个存储或处理器节点，并且系统自我搜索，在运行中扩展文件系统或将其整合进负载平衡运算中。通常服务不会中断，也无须规划数据布局、创建LUNS或迁移数据。这些产品中有许多对于市场而言，是十分新的，并且专为自动化存储管理进程的需求来设计。横向扩展系统通常先吸纳新的处理器、带宽以及存储容量，然后通过新增加的资源自动实现新平衡以及优化，完全无须人工干预，这些与NAS纵向扩展系统中的管理功能存在着显著差异。大多数纵向扩展系统拥有热点报告功能，并且有些系统可以在RAID群组、路径或主机总线适配器内在驱动器达到平衡负载。这些负载平衡中有一些需要手动，另一些可以自动化操作，但是纵向扩展系统无法在NAS磁头上实现自动平衡负载，并需要增加虚拟设备来隐藏客户行为。对于纵向扩展系统来说，这完全是一个手动进程来平衡NAS系统的工作负载的，需要大量的时间和精力来迁移文件系统以及目录，并重新映射安装点。

　　综上所述，部署NAS横向扩展解决方案所带来的经济利益，具有如此大的吸引力，也就难怪最近的ESG研究报告中显示，用户正将NAS横向扩展系统部署到新的应用中。虽然大多数横向扩展系统适合运行高带宽应用，然而有一些也可以支持满足分布式计算环境中小型交易导向的文件服务需求。实际上，ESG调查的NAS横向扩展系统用户中，有43%表示已经采用此项技术来支持数据库以及联机事务处理任务。尽管这个数字不是那么尽如人意，但是总总调查数据可进一步显示NAS横向扩展系统在大多数存储领域应用所占的比例正逐渐上升。

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