自動(dòng)精簡配置詳解.doc

自動(dòng)精簡配置詳解什么是自動(dòng)精簡配置?自動(dòng)精簡配置是一種存儲(chǔ)管理的特性，核心原理是“欺騙”操作系統(tǒng)，讓操作系統(tǒng)認(rèn)為存儲(chǔ)設(shè)備中有很大的存儲(chǔ)空間，而實(shí)際上的物理存儲(chǔ)空間則沒有那么大。在服務(wù)器誕生之后的一段時(shí)間里，并沒有獨(dú)立的存儲(chǔ)器，所謂的存儲(chǔ)只不過是服務(wù)器之中的一塊硬盤。但是隨著服務(wù)器在各行業(yè)中的廣泛普及，各個(gè)數(shù)據(jù)中心對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求變得非常大，而且數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)也變得十分復(fù)雜，這也對(duì)存儲(chǔ)提出了更高的要求，DAS、NAS和SAN也紛紛應(yīng)運(yùn)而生。雖然服務(wù)器通過DAS、NAS、SAN連接的存儲(chǔ)設(shè)備早已不是單一的硬盤而是磁盤陣列，但是目前的操作系統(tǒng)和應(yīng)用識(shí)別存儲(chǔ)設(shè)備的方法，還是和早期服務(wù)器識(shí)別一塊硬盤的方法沒有區(qū)別。也就是說，操作系統(tǒng)和應(yīng)用認(rèn)為它們連接的磁盤陣列是一塊容量固定的“硬盤”。其實(shí)，現(xiàn)在的存儲(chǔ)陣列子系統(tǒng)，容量都不是固定的，構(gòu)成存儲(chǔ)的都是一個(gè)一個(gè)的邏輯單元，不過即便這樣，每個(gè)邏輯單元也還是被系統(tǒng)和應(yīng)用當(dāng)成固定容量的物理單元。對(duì)于操作系統(tǒng)和應(yīng)用而言，存儲(chǔ)識(shí)別方法的改進(jìn)短期內(nèi)恐怕還有些困難。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)識(shí)別方法，在大量服務(wù)器和存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)中心會(huì)帶來很多隱性成本，因?yàn)榇鎯?chǔ)空間一旦被分配，其容量都是固定的，不管這些空間是否真的被使用，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)認(rèn)為多余的空間已經(jīng)沒有了，需要另外添加磁盤。而今天，自動(dòng)精簡配置(Thin Provisioning)有望從根本上解決這種識(shí)別問題，減少數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建成本。下面我們就來詳細(xì)討論一下自動(dòng)精簡配置是如何工作的，以及自動(dòng)精簡配置部署需要注意的問題。什么是自動(dòng)精簡配置?自動(dòng)精簡配置是一種存儲(chǔ)管理的特性，核心原理是“欺騙”操作系統(tǒng)，讓操作系統(tǒng)認(rèn)為存儲(chǔ)設(shè)備中有很大的存儲(chǔ)空間，而實(shí)際上的物理存儲(chǔ)空間則沒有那么大。舉一個(gè)例子，在部署了自動(dòng)精簡配置之后，存儲(chǔ)系統(tǒng)可能顯示有2TB的邏輯單元，而實(shí)際上只有數(shù)百GB的物理空間可被分配。除了操作系統(tǒng)，應(yīng)用也認(rèn)為有很多剩余空間，盡管其中大部分空間都是虛擬出來的。而隨著應(yīng)用寫入越來越多的空間，物理存儲(chǔ)利用率也會(huì)越來越高。這項(xiàng)技術(shù)不會(huì)出現(xiàn)早先的有大量空間閑置，卻還無法使用的現(xiàn)象。具體而言，如果應(yīng)用讀了一個(gè)從來沒被寫過的區(qū)域，自動(dòng)精簡配置將提供一個(gè)零緩沖帶(ZEROES Buffer。)如上圖所示，服務(wù)器識(shí)別存儲(chǔ)設(shè)備的時(shí)候，看到的并不是真實(shí)空間，而是由自動(dòng)精簡配置虛擬出來的卷。而且只有當(dāng)服務(wù)器寫入存儲(chǔ)的時(shí)候，真實(shí)的空間才會(huì)被分配。所有的虛擬空間都是零填充的緩沖區(qū)。當(dāng)然，隨著越來越多的數(shù)據(jù)被寫入，實(shí)際存儲(chǔ)空間也可以隨需擴(kuò)展。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，可以自動(dòng)擴(kuò)展已經(jīng)分配的存儲(chǔ)卷。同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)這種方式可以使用戶使用接近100%的存儲(chǔ)空間。因?yàn)樗械恼鎸?shí)空間分配都與應(yīng)用寫入數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。另一個(gè)自動(dòng)精簡配置的優(yōu)點(diǎn)在于和遠(yuǎn)程鏡像結(jié)合的時(shí)候，可以節(jié)省鏡像的空間和帶寬。采用傳統(tǒng)鏡像方法，在最初部署塊級(jí)別遠(yuǎn)程鏡像的時(shí)候，整個(gè)卷都被WAN傳輸。而使用了自動(dòng)精簡配置，管理員則可以只傳輸被使用了的空間。這可以極大的減少建立鏡像的時(shí)間，同樣的，自動(dòng)精簡配置也可以使用低成本的通信線路來傳輸數(shù)據(jù)，而且由于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)空間減小，帶寬的占用也有所降低。自動(dòng)精簡配置的費(fèi)用節(jié)省空間利用率的提升：費(fèi)用節(jié)省首先源于存儲(chǔ)空間利用率的提高，所以只要簡單的計(jì)算利用率具體提高了多少，就可以知道節(jié)省了多少存儲(chǔ)費(fèi)用。具體來說，你可以在部署自動(dòng)精簡配置之前，先計(jì)算一下某個(gè)應(yīng)用占用的空間，然后于自動(dòng)精簡配置之后再計(jì)算一下占用的實(shí)際空間，這個(gè)空間的節(jié)省量就是自動(dòng)精簡配置能夠達(dá)到的效率提升。一般而言，一個(gè)典型的自動(dòng)精簡配置能夠?qū)⒋鎯?chǔ)空間利用率從60%提升到80%，大約減少20%左右的存儲(chǔ)費(fèi)用。擴(kuò)展邏輯單元的IT成本：對(duì)于一般的應(yīng)用而言，即便我們預(yù)留的空間很大，它總會(huì)將這些空間填滿，所以我們每兩三年就需要擴(kuò)展這些存儲(chǔ)卷的大小。這個(gè)擴(kuò)展用時(shí)取決于應(yīng)用、操作系統(tǒng)和磁盤陣列的能力，不過通常，操作每個(gè)卷的擴(kuò)展，都還需要占用存儲(chǔ)管理員幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間。對(duì)卷的數(shù)量較少的企業(yè)而言，每兩三年花上幾個(gè)小時(shí)倒是也沒什么，不過對(duì)于擁有大型存儲(chǔ)設(shè)備的機(jī)構(gòu)而言，可能擁有數(shù)百個(gè)卷，那么平均下來，每周都需要擴(kuò)展一兩個(gè)卷，而每個(gè)卷都需要幾個(gè)小時(shí)，這種沒意義的重復(fù)勞動(dòng)無疑占用了存儲(chǔ)管理員過多的精力。而自動(dòng)精簡配置則完全不需要手動(dòng)擴(kuò)展這些邏輯單元。電力和制冷成本：磁盤陣列是數(shù)據(jù)中心里的耗電大戶，而且對(duì)于制冷的要求也很高。如果自動(dòng)精簡配置的部署能夠節(jié)省一些資源，比如說20%，那么電力成本的節(jié)省將十分明顯。計(jì)算ROI的時(shí)候可以得到具體的成本削減值。需要考慮的問題和挑戰(zhàn)就像所有的新技術(shù)一樣，自動(dòng)精簡配置也有不同的部署方法，我們也必須估計(jì)到使用期間可能遇到的一些挑戰(zhàn)和問題。第一個(gè)挑戰(zhàn)在于，部署了自動(dòng)精簡配置之后最可能遇到的問題就是達(dá)到了最大存儲(chǔ)容量。應(yīng)用永遠(yuǎn)都以為還有很多容量，但實(shí)際上物理容量可能已經(jīng)填滿了。所以，一種可能的狀況是，當(dāng)實(shí)際空間已經(jīng)沒有空余，在新磁盤被添加之前，卷訪問將被鎖定。自動(dòng)精簡配置將存儲(chǔ)空間是否已滿的任務(wù)從應(yīng)用服務(wù)器轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)。對(duì)于應(yīng)用服務(wù)器而言，這是一個(gè)好消息，這些服務(wù)器不用再擔(dān)心存儲(chǔ)空間問題了，但是存儲(chǔ)管理員就必須隨時(shí)跟進(jìn)實(shí)際存儲(chǔ)容量狀況，一旦容量將要被填滿，管理員就應(yīng)該及時(shí)添加新的磁盤以確保系統(tǒng)的連續(xù)性。對(duì)于一個(gè)好的系統(tǒng)而言，系統(tǒng)應(yīng)該能夠提供給存儲(chǔ)管理員相關(guān)的資訊，方便存儲(chǔ)管理員預(yù)測(cè)實(shí)際存儲(chǔ)容量的增長速率，并告知管理員什么時(shí)候應(yīng)該添加新的容量。另一個(gè)挑戰(zhàn)在于，并不是所有的數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)都能收回已經(jīng)刪除了的空間。一些數(shù)據(jù)庫和文件系統(tǒng)總是分配新的空間，而不是刪除之后釋放的空間。當(dāng)頻繁刪除和建立文件的時(shí)候，很可能出現(xiàn)問題自動(dòng)精簡配置系統(tǒng)將會(huì)持續(xù)要求更多的物理空間，而同時(shí)一些刪除了數(shù)據(jù)的空間卻不可用。所以我們最好在自動(dòng)精簡配置系統(tǒng)下對(duì)應(yīng)用做一下測(cè)試，看看實(shí)際存儲(chǔ)利用率到底有多大。我們也應(yīng)該問問廠商，它有沒有測(cè)量實(shí)際存儲(chǔ)資源利用率的工具，或者有沒有程序來階段性的恢復(fù)已經(jīng)刪除的空間。對(duì)于不同的部署方案，自動(dòng)精簡配置對(duì)系統(tǒng)表現(xiàn)的影響可能也不盡相同，這取決于我們必須管理的大量的表格和文件碎片。我們建議最好向廠商索要一個(gè)全配置卷與自動(dòng)精簡配置卷的對(duì)比基準(zhǔn)。自動(dòng)精簡配置的明天自動(dòng)精簡配置在未來可能會(huì)成為存儲(chǔ)系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著自動(dòng)精簡配置的逐漸普及，應(yīng)用和操作系統(tǒng)未來也可能會(huì)針對(duì)自動(dòng)精簡配置的卷做出一些優(yōu)化，改進(jìn)存儲(chǔ)分配機(jī)制和相關(guān)信息的提供。我們認(rèn)為，上文提到的很多問題在未來都會(huì)因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)和應(yīng)用的升級(jí)而被避免。未來的一些技術(shù)也將會(huì)促進(jìn)自動(dòng)精簡配置的普及。其中之一就是服務(wù)器的虛擬化，特別是VMware。在服務(wù)器虛擬環(huán)境之下，每個(gè)虛擬機(jī)都有自己的啟動(dòng)卷和數(shù)據(jù)卷。啟動(dòng)卷的容量由操作系統(tǒng)和啟動(dòng)軟件共同決定，正常的容量大小與memory差不多，這是為了當(dāng)應(yīng)用失效時(shí)候，方便存儲(chǔ)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(memory dump)。在沒有自動(dòng)精簡配置情況下，實(shí)際啟動(dòng)數(shù)據(jù)容量小于1GB時(shí)，用戶為啟動(dòng)分配4GB到8GB的容量。而自動(dòng)精簡配置之后，操作系統(tǒng)表面上可以分配8GB容量，實(shí)際上卻只有1GB。如果發(fā)生應(yīng)用失效，剩余的空間將會(huì)在創(chuàng)建存儲(chǔ)文件(memory file)時(shí)被分配。另外一個(gè)能夠促進(jìn)自動(dòng)精簡配置普及的技術(shù)是即將到來的固態(tài)硬盤，特別是基于Flash技術(shù)的固態(tài)硬盤。因?yàn)楣虘B(tài)硬盤的價(jià)格比帶磁頭的磁盤要貴很多，基于成本考量，存儲(chǔ)管理員也都希望將固態(tài)硬盤組成的磁盤陣列的利用率提高到80%90%。另外，固態(tài)硬盤在技術(shù)上不會(huì)遇到碎片影響表現(xiàn)的問題，因此自動(dòng)精簡配置在固態(tài)硬盤上的運(yùn)行會(huì)比傳統(tǒng)磁盤容易很多。自動(dòng)精簡配置允許將存儲(chǔ)資源管理從應(yīng)用和文件級(jí)別移動(dòng)到存儲(chǔ)系統(tǒng)和塊級(jí)別。SRM并不特別成功的原因之一，就是在于應(yīng)用服務(wù)器和文件系統(tǒng)級(jí)別的已使用空間的測(cè)量問題。當(dāng)前的IT環(huán)境，通常傾向擁有成百上千的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，而且操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)都各不相同，安裝維護(hù)SRM，簡直就是一場惡夢(mèng)。另外，SRM在塊級(jí)別文件上還不具備可視性，所以假設(shè)文件系統(tǒng)需要占用1TB空間，但卻被錯(cuò)誤的復(fù)制了3次，SRM還可能無動(dòng)于衷，不能告訴我們多占用了很多空間。如果采用了自動(dòng)精簡配置，這種情況就將被杜絕，分配的空間將在塊級(jí)別被測(cè)量，這樣所有分配的容量就可以在一個(gè)中心控制臺(tái)測(cè)量，而不受應(yīng)用服務(wù)器的類型和數(shù)量約束。除此之外，它還可以觀察塊級(jí)別文件的復(fù)制情況。相信隨著自動(dòng)精簡配置的普及，新一代的SRM軟件也將發(fā)揮更大的作用。自動(dòng)精簡配置已經(jīng)越來越受數(shù)據(jù)中心的歡迎，因?yàn)樵摷夹g(shù)的確能夠節(jié)省很多成本和管理時(shí)間。同時(shí)，自動(dòng)精簡配置也一定程度的簡化了當(dāng)前存儲(chǔ)架構(gòu)的復(fù)雜性。誠如本文所說，也并不是所有的應(yīng)用都適合自動(dòng)精簡配置，而且我們也可能在部署自動(dòng)精簡配置的過程中遇到一些問題。不過相信這些問題會(huì)在自動(dòng)精簡配置的發(fā)展過程中逐漸被解決，而且我們也相信，隨著其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)精簡配置將成為存儲(chǔ)分配的最佳方法。應(yīng)用自動(dòng)精簡配置注意事項(xiàng)正確地使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的行為有一些共性。為了找出那些共性，我們研究了許多供應(yīng)商、專家和客戶的情況，最終找出了下列使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的最佳方法。自動(dòng)精簡配置：這個(gè)詞的意思是指一種無差別使用存儲(chǔ)器系統(tǒng)的技術(shù)，它可以防止用戶對(duì)磁盤存儲(chǔ)空間進(jìn)行重復(fù)投資。雖然廠商們都在宣傳這種技術(shù)，但是用戶們似乎還不太清楚自動(dòng)精簡配置概念的具體意義，并且希望弄清楚它是否真的有用。顯然，自動(dòng)精簡配置技術(shù)是有用的。像Compellent、Datacore、Pillar和3 PAR那樣的許多公司都因采用自動(dòng)精簡配置技術(shù)而提高了銷售業(yè)績。在大型系統(tǒng)供應(yīng)商中，日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司已經(jīng)在其用存儲(chǔ)器平臺(tái)USP V中集成了自動(dòng)精簡配置技術(shù)。NetApp公司聲稱，除了與3PAR公司的合作之外，它已經(jīng)擁有了自己的自動(dòng)精簡配置技術(shù)。 iSCSI廠商們也都開始開發(fā)自動(dòng)精簡配置技術(shù)。但是自動(dòng)精簡配置也有其必須注意的地方。3PAR公司首席執(zhí)行官David Scott已經(jīng)警告用戶在使用自動(dòng)精簡配置功能時(shí)必須注意監(jiān)控能力的重要性。 較早一批使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的用戶表示，如果使用不當(dāng)，自動(dòng)精簡配置會(huì)引發(fā)很多問題。問題是，如果做才是正確使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)呢? 有些客戶表示會(huì)繼續(xù)使用這種技術(shù)，它們包括密執(zhí)安的Dickinson-Wright PLLC法律事務(wù)所(EqualLogic公司用戶)、P(3PAR公司用戶)、歐洲衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)營商SES ASTRA(Datacore公司用戶)、英國Sunlight Service Group(3PAR公司用戶)和美國航空公司(HDS公司用戶)。正確地使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的行為有一些共性。為了找出那些共性，我們研究了許多供應(yīng)商、專家和客戶的情況，最終找出了下列使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的最佳方法：1、不要相信廣告。StorageIO顧問公司的Greg Schulz說：“一款產(chǎn)品或解決方案的宣傳說得再好，也并不表示它就真的有那么好。 宣傳的話說明不了任何東西。問問廠商它們到底能做些什么吧。 讓廠商們演示使用一下，看看它的靈活性。 如果一款產(chǎn)品無法在你要求的特殊環(huán)境下使用，或者無法與你使用存儲(chǔ)器的方式相容，那么那款產(chǎn)品就不適合你?！?、了解不同體系之間的差異，但是不要妄下斷言。不同的廠商提供的自動(dòng)精簡配置方案是不同的。 例如，3PAR公司聲稱它可以將磁盤陣列分解成小塊存儲(chǔ)器。在一定的質(zhì)量服務(wù)條件下，用戶提出具體的大小要求，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)為用戶切出相應(yīng)的存儲(chǔ)空間。相反，HDS公司則創(chuàng)建了一個(gè)由RAID硬盤驅(qū)動(dòng)器群組構(gòu)成的存儲(chǔ)器池。當(dāng)LUNs準(zhǔn)備好之后，用戶將它們分配到一個(gè)或者多高存儲(chǔ)器池。隨著實(shí)際的磁盤容量的增加，運(yùn)營商必須調(diào)整它們的容量分配方案。你也可以繼續(xù)使用惠普或者HDS的產(chǎn)品，但是自動(dòng)精簡配置技術(shù)將更加好用。3、根據(jù)你的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選擇配套的解決方案。如今，你使用何種存儲(chǔ)器將決定你可以選用何種自動(dòng)精簡配置技術(shù)。 使用3PAR公司的解決方案時(shí)，你必須使用3PAR公司的硬件。如果你是HDS或者惠普公司用戶的話，你也可以繼續(xù)堅(jiān)持使用喜歡的存儲(chǔ)器，但是你的管理工作可能會(huì)增加許多人工操作部分。 其次，你可以選擇Datacore公司的解決方案和各種第三方陣列，只要你喜歡那些產(chǎn)品的軟件性能和功能就行了。4、檢查操作上的影響。各種自動(dòng)精簡配置要求的人工操作和管理水平也是不同的。 那些差異可能不會(huì)對(duì)你選購產(chǎn)品和解決方案的決策構(gòu)成影響。HDS公司首席科學(xué)家、行業(yè)專家Claus Mikkelsen認(rèn)為，所有的存儲(chǔ)器精簡技術(shù)都要求存儲(chǔ)器專業(yè)知識(shí)。 他說，HDS公司在通過提供存儲(chǔ)器池、LUNs和陣列的缺省閾值方面是有幫助的。 管理員將在正常預(yù)備階段設(shè)置它們。他說，自動(dòng)精簡配置極大地減輕了管理員的工作。5、了解你的數(shù)據(jù)。正確使用自動(dòng)精簡配置技術(shù)包括確實(shí)了解數(shù)據(jù)是如何消耗存儲(chǔ)器的。 關(guān)鍵是了解應(yīng)用軟件的增長率，以及知道在什么時(shí)候應(yīng)該增加更多的存儲(chǔ)器而不是使用自動(dòng)精簡配置。Greg Schulz指出：“如果某個(gè)應(yīng)用軟件必須定期訪問數(shù)據(jù)模塊，比如在重組數(shù)據(jù)庫的過程中進(jìn)行碎片整理時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)需要用到存儲(chǔ)器。” 為了避免發(fā)生令人不快的事件，了解數(shù)據(jù)如何運(yùn)作以及它到底需要多少存儲(chǔ)空間是非常重要的。6、檢查與存儲(chǔ)器管理的集成性。自動(dòng)精簡配置技術(shù)通常與特定廠商的存儲(chǔ)器產(chǎn)品是捆綁在一起的，用戶需要核對(duì)其功能，以便與現(xiàn)有存儲(chǔ)器管理軟件兼容。 在許多情況下，你最喜歡使用的監(jiān)控或者SRM應(yīng)用軟件也許在自動(dòng)精簡配置下無法使用。測(cè)試一下，避免發(fā)生不愉快的事。從上述注意事項(xiàng)可以看出，為什么有些用戶會(huì)在投資之前花較長的時(shí)間來了解和測(cè)試自動(dòng)精簡配置技術(shù)?，F(xiàn)在的解決方案通常都與特定廠商的硬件捆綁在一起，而且要想弄清楚解決方案是否如廠商們宣傳的那樣好也是比較困難的。盡管如此，隨著數(shù)據(jù)量的持續(xù)增長，而預(yù)算并沒有隨之增加，這項(xiàng)技術(shù)無疑會(huì)在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮出重要的作用。動(dòng)態(tài)預(yù)配置與自動(dòng)精簡配置區(qū)別Dynamic Provisioning (動(dòng)態(tài)預(yù)配置)和傳統(tǒng)的自動(dòng)精簡配置的區(qū)別在于：前者首次在整合了容量虛擬化和卷虛擬化的企業(yè)級(jí)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)精簡配置。自日立宣布推出帶有動(dòng)態(tài)預(yù)配置功能的USP V來，業(yè)界關(guān)于該平臺(tái)的Dynamic Provisioning (動(dòng)態(tài)預(yù)配置) 或Thin Provisioning(自動(dòng)精簡配置)功能的評(píng)論也一直不斷升溫。RupturedMonkey和其他一些廣受關(guān)注的博客們也為繞這個(gè)話題展開了一些有趣的討論，而其它廠商也在此期間爭先恐后地宣傳各自的自動(dòng)精簡配置功能，或宣布其即將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精簡配置功能。包括Gartner、ESG、OVUM、IT Centrix、Evaluator Group、IDC和Illuminata在內(nèi)的所有著名分析機(jī)構(gòu)都對(duì)自動(dòng)精簡配置發(fā)表了報(bào)告，或者通過評(píng)論表示該功能在管理存儲(chǔ)容量方面是一個(gè)必備的工具。 大部分在談自動(dòng)精簡配置時(shí)都不忘提及3Par公司。因?yàn)樗沁@個(gè)詞組的創(chuàng)造者，它率先提出了這一概念。其他能夠提供自動(dòng)精簡配置功能的廠商還包括NetApp、DataCore和Compellent。一些廠商能夠在NAS系統(tǒng)中提供自動(dòng)精簡配置，例如日立數(shù)據(jù)系統(tǒng)的HNAS和EMC的Celerra。日立USP V的Dynamic Provisioning (動(dòng)態(tài)預(yù)配置)和傳統(tǒng)的自動(dòng)精簡配置的區(qū)別在于：前者首次在整合了容量虛擬化和卷虛擬化的企業(yè)級(jí)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)精簡配置。與3Par以及其它基于有源/無源雙控制器節(jié)點(diǎn)(獨(dú)立緩存、有限的端口連接性以及靜態(tài)背板架構(gòu))的系統(tǒng)不同，日立 USP V平臺(tái)是一個(gè)企業(yè)級(jí)、高可用性平臺(tái)，它具有動(dòng)態(tài)全局緩存，針對(duì)緩存和磁盤鏈接的交換架構(gòu)以及成百上千個(gè)虛擬端口。USP V賦予自動(dòng)精簡配置功能以企業(yè)級(jí)的可用性、性能和可擴(kuò)展性。USP V還提供跨異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的卷虛擬化功能，能夠使這些系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地更改配置，并在異構(gòu)的存儲(chǔ)層之間移動(dòng)卷，為實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新或在租期終止時(shí)進(jìn)行卷遷移，還能通過復(fù)制卷來確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。卷虛擬化賦予自動(dòng)精簡配置以跨異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)移動(dòng)性。雖然我們此次發(fā)布的動(dòng)態(tài)預(yù)配置只用于USP V的內(nèi)部存儲(chǔ)，我們希望通過這一技術(shù)所積累的經(jīng)驗(yàn)，能夠在今后將其作為一項(xiàng)服務(wù)提供給連接到USP V上的外部存儲(chǔ)系統(tǒng)。當(dāng)然，動(dòng)態(tài)預(yù)配置不是萬能藥，它不能解決我們所有的存儲(chǔ)問題。有些應(yīng)用在進(jìn)行資源分配時(shí)需要進(jìn)行硬格式化或跨卷進(jìn)行寫操作，此時(shí)自動(dòng)精簡配置的價(jià)值就無法得以體現(xiàn)，但是從性能角度講，動(dòng)態(tài)預(yù)配置仍能發(fā)揮其價(jià)值，因?yàn)樗芡ㄟ^提供wide striping(寬條帶化)提升性能。通過對(duì)存儲(chǔ)池中所有驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行存儲(chǔ)塊分配可以獲得更廣泛的條帶化。這些驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量可能是100個(gè)也可能更多，將一個(gè)I/O分布在如此多的物理驅(qū)動(dòng)器上可以顯著提高驅(qū)動(dòng)器的性能，還可以避免跨硬盤調(diào)整卷放置，因此簡化了管理。由此可見，動(dòng)態(tài)預(yù)配置可以被視為兩種產(chǎn)品：一種用于自動(dòng)精簡配置，而另一種則用于I/O的寬條帶化。這兩種特性既可以合力也能各自發(fā)揮功效。我相信今后大部分存儲(chǔ)廠商都能在他們的存儲(chǔ)控制器中提供自動(dòng)精簡配置功能。問題在于，基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化系統(tǒng)(例如SVC和InVista)將如何提供自動(dòng)精簡配置? 它們?nèi)绾尾拍軐⒕硖摂M化與容量虛擬化結(jié)合起來呢?考量面向文件的自動(dòng)精簡配置基于文件系統(tǒng)的自動(dòng)精簡配置技術(shù)(thin provisioning)自從2002年首次推出以來，其與塊級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的自動(dòng)精簡配置技術(shù)都獲得了前所未有的爆炸式增長。本文作者是業(yè)界咨詢公司Silverton Consulting的總裁Ray Lucchesi，他及他的公司一直專注于企業(yè)用戶的產(chǎn)品、解決方案應(yīng)用以及新技術(shù)的咨詢服務(wù)，并幫助用戶規(guī)劃其存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)發(fā)展計(jì)劃?；谖募到y(tǒng)的自動(dòng)精簡配置技術(shù)(thin provisioning)自從2002年首次推出以來，其與塊級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的自動(dòng)精簡配置技術(shù)都獲得了前所未有的爆炸式增長。到2004年，絕大多數(shù)NAS廠商都提供這項(xiàng)技術(shù)，以便緩解一些與文件系統(tǒng)增長相關(guān)的問題，并且眾多的數(shù)據(jù)中心很快便感覺到了針對(duì)NAS用戶的自動(dòng)精簡配置技術(shù)的好處。事實(shí)上，一個(gè)曾經(jīng)接受采訪的NAS企業(yè)聲稱在其整個(gè)數(shù)據(jù)中心中資源利用率高達(dá)90%。自動(dòng)精簡配置(thin provisioning)可以比作一間里面有很多可充氣膨脹的儲(chǔ)藏室的空房子。每個(gè)儲(chǔ)藏室一開始都需要充一定的氣才能起來。根據(jù)增長需要，它們每一個(gè)都獨(dú)立地膨脹到所需要的水平。每一個(gè)儲(chǔ)藏室都有一個(gè)膨脹的上限，這些可充氣膨脹的儲(chǔ)藏室總體上都不能膨脹到超過這間房子的大小。以此類推，我們把房子里面的儲(chǔ)藏室看成是文件系統(tǒng)，房子是可用的存儲(chǔ)。與此相比，傳統(tǒng)的硬件配置方法就像是一個(gè)由很多永久性的石頭城堡組成的城市。城堡大小的極限取決于完成的地基。以后，還有可能需要對(duì)城堡進(jìn)行額外的擴(kuò)建。部署了自動(dòng)精簡配置技術(shù)的文件系統(tǒng)更像是便攜的可膨脹物，能夠自動(dòng)地?cái)U(kuò)展到一個(gè)預(yù)先規(guī)定的最大極限。這些預(yù)先規(guī)定的極限在配置文件系統(tǒng)初始空間配置時(shí)進(jìn)行定義。在Windows下考察文件系統(tǒng)的用戶會(huì)將該驅(qū)動(dòng)器代表尺寸的字符看成是初始配置尺寸。當(dāng)將數(shù)據(jù)寫入部署了自動(dòng)精簡配置技術(shù)的文件系統(tǒng)并且數(shù)據(jù)超出了它的初始空間配置時(shí)，文件系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)地?cái)U(kuò)展，無需操作人員或用戶的介入。隨后的寫入操作繼續(xù)無縫地?cái)U(kuò)展直至達(dá)到最大的極限或直到操作人員人為干涉為止。在大多數(shù)部署了自動(dòng)精簡配置的文件系統(tǒng)中，能夠自動(dòng)擴(kuò)展不意味著能夠自動(dòng)收縮。事實(shí)上，只有少數(shù)幾家公司的產(chǎn)品當(dāng)不需要的文件被刪除時(shí)自動(dòng)收縮文件系統(tǒng)(回收存儲(chǔ)空間)。絕大多數(shù)廠家的產(chǎn)品將刪除了文件的空間用于隨后的文件寫入，保留被擴(kuò)展的文件系統(tǒng)空間配置不變的狀態(tài)，不再釋放空間。大部分采用自動(dòng)精簡配置技術(shù)的NAS廠商既支持CIFS也支持NFS。當(dāng)自動(dòng)精簡配置技術(shù)被裝入標(biāo)準(zhǔn)的CIFS 和 NFS文件協(xié)議時(shí)，也就意味著它不需要專門的主機(jī)軟件。通常情況下，部署了文件的自動(dòng)精簡配置技術(shù)后，文件系統(tǒng)能夠自動(dòng)地?cái)U(kuò)展。當(dāng)空間被軟或硬分配時(shí)，自動(dòng)擴(kuò)展功能在NAS高級(jí)服務(wù)器中是可用的，并且支持其它文件系統(tǒng)廠商的產(chǎn)品。例如，在20TB NAS系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)A可能初始配置4TB的空間和另外4TB備用空間(共8TB)。超過4TB初始配置，文件系統(tǒng)就會(huì)按需要增長，最大可達(dá)8TB。在20TB NAS系統(tǒng)中，或許意義更大些，更多的文件系統(tǒng)能夠被配置到廠商規(guī)定的最大極限。事實(shí)上，累積的最大極限值甚至可能超過實(shí)際可用的存儲(chǔ)。允許各文件系統(tǒng)獨(dú)立地、按需要地?cái)U(kuò)展，直到實(shí)際累積的應(yīng)用達(dá)到最大容量(20TB)。相比之下，采用20TB NAS系統(tǒng)的傳統(tǒng)的硬件配置方法，預(yù)計(jì)未來會(huì)增長到8TB的文件系統(tǒng)B一開始就應(yīng)該配置成全部的8TB。未來有空間調(diào)整需要時(shí)，無論是增長還是縮減，都要使用配置的空間或經(jīng)管理員干預(yù)。帶給數(shù)據(jù)中心的益處文件系統(tǒng)自動(dòng)精簡配置的最大好處就是能夠延遲存儲(chǔ)容量費(fèi)用支出直到絕對(duì)需要為止。也就是說數(shù)據(jù)中心能夠根據(jù)需要及時(shí)地購買增加的容量。同樣以上面陳述的例子為例，根據(jù)初始配置，經(jīng)自動(dòng)精簡配置處理的NAS設(shè)備擁有16TB 可配置的物理空間，而傳統(tǒng)的硬件配置方法的NAS設(shè)備是12TB的可用空間。這個(gè)比較是超簡單的，經(jīng)過這種比較，人們會(huì)做出這樣的結(jié)論：與實(shí)際可用的物理存儲(chǔ)空間相比，自動(dòng)精簡配置的NAS設(shè)備能夠配置的最大文件系統(tǒng)空間要大得多。例如，假設(shè)20TB的自動(dòng)精簡配置NAS設(shè)備，四個(gè)文件系統(tǒng)每個(gè)初始配置4TB。與相似大小的傳統(tǒng)的硬件配置方法的NAS設(shè)備不同，這些文件系統(tǒng)每個(gè)可以被配置到8TB的最高極限，可能超過了實(shí)際的存儲(chǔ)容量。事實(shí)上，自動(dòng)精簡配置技術(shù)允許在很少或根本沒有操作人員干預(yù)的情況下，每個(gè)文件系統(tǒng)單獨(dú)地增長直到單個(gè)文件系統(tǒng)達(dá)到它預(yù)先設(shè)定的最大配置值或達(dá)到使用的總存儲(chǔ)容量為止。自動(dòng)精簡配置文件系統(tǒng)的這種超額配置的能力具有另外一個(gè)重要的益處：文件系統(tǒng)的空間估計(jì)可以不必太精確。事實(shí)上，采用自動(dòng)精簡配置文件系統(tǒng)，所有的文件系統(tǒng)都可以被配置到廠家支持的最大尺寸。有關(guān)自動(dòng)精簡配置技術(shù)的注意事項(xiàng)盡管自動(dòng)精簡配置技術(shù)在節(jié)約成本方面具有顯著的效果，但是不是所有的IT數(shù)據(jù)中心都適用這項(xiàng)技術(shù)。自動(dòng)精簡配置文件系統(tǒng)必須在操作人員的密切監(jiān)測(cè)之下運(yùn)行。如果沒有具備這種監(jiān)測(cè)能力的人或者這人不愿意做這種監(jiān)測(cè)工作可能會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。如果允許自動(dòng)精簡配置文件系統(tǒng)使用所有可用的物理存儲(chǔ)空間，那么所有未來的寫入操作都會(huì)被終止。同樣，當(dāng)文件存儲(chǔ)消耗達(dá)到了可用容量的50% 到80%，應(yīng)該考慮增加更多的存儲(chǔ)。另外，幾乎沒什么疑問，由一些不提供自動(dòng)精簡配置技術(shù)廠家提出的值得注意的事情是對(duì)多文件系統(tǒng)的全面需求，從而引起對(duì)自動(dòng)精簡配置技術(shù)的需要。這些廠家爭論說，一個(gè)文件系統(tǒng)和一個(gè)存儲(chǔ)池不需要自動(dòng)精簡配置。雖然這個(gè)爭論可能很有價(jià)值，但是另一方面-多文件系統(tǒng)-也有它的價(jià)值。事實(shí)上，多文件系統(tǒng)能夠增強(qiáng)某些IT操作性能，諸如目錄查找，機(jī)構(gòu)成本分?jǐn)?chargebacks)和空間管理等性能。近似自動(dòng)精簡配置方法某些文件系統(tǒng)支持基于塊的自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)。雖然文件系統(tǒng)必須被傳統(tǒng)的硬件配置方法到自動(dòng)精簡配置的LUN，但是實(shí)際上，在這些系統(tǒng)中使用的總物理存儲(chǔ)可能與自動(dòng)精簡配置的文件系統(tǒng)幾乎相同。然而，為了保留自動(dòng)精簡配置技術(shù)的最大的優(yōu)點(diǎn)(即保存實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間)，傳統(tǒng)的硬件配置方法的文件系統(tǒng)必須在消耗新存儲(chǔ)空間前重復(fù)使用刪除文件的空間。有保障嗎?在少數(shù)的幾個(gè)特殊情況下，自動(dòng)精簡配置的文件系統(tǒng)的確沒有什么保障。這幾種情況具體如下所述：沒有持續(xù)操作監(jiān)測(cè)的IT中心。因?yàn)樽詣?dòng)精簡配置提供自動(dòng)文件系統(tǒng)擴(kuò)展的功能，所以數(shù)據(jù)中心能夠很容易地被平穩(wěn)的操作催眠。如果準(zhǔn)許自動(dòng)精簡配置的文件系統(tǒng)消耗所有可用的物理存儲(chǔ)，所有的寫入操作都會(huì)被禁止。高性能文件系統(tǒng)。在某些IT環(huán)境里，一些文件系統(tǒng)被高度優(yōu)化，將某些文件系統(tǒng)流定向到高性能硬盤空間。然而，自動(dòng)精簡配置通常不具備位置敏感性(即所有的磁盤存儲(chǔ)作為一個(gè)單獨(dú)的可用于文件擴(kuò)展的存儲(chǔ)池進(jìn)行維護(hù))。同樣，高性能文件系統(tǒng)可能很快變成優(yōu)化程度極低的系統(tǒng)，因?yàn)樾聰?shù)據(jù)會(huì)被路由到低性能的存儲(chǔ)。具有繁重順序?qū)懭牍ぷ髫?fù)載的文件系統(tǒng)。自動(dòng)精簡配置的自動(dòng)文件擴(kuò)展功能具有一些與之相關(guān)的操作成本。每次文件系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)，自動(dòng)精簡配置都需要一些處理開銷。同樣，負(fù)責(zé)繁重的順序?qū)懭牍ぷ髫?fù)載的文件系統(tǒng)也需要消耗成本才能完成任務(wù)。具有超大文件和/或巨大數(shù)據(jù)工作負(fù)載的超大型文件系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心就像大型的研究實(shí)驗(yàn)室或收集信息的設(shè)備，每天處理大量的同類數(shù)據(jù)。在這種情況下，多文件系統(tǒng)會(huì)顯得很笨重。在這些環(huán)境內(nèi)，一個(gè)巨大的文件系統(tǒng)是更理想的選擇，因此，自動(dòng)精簡配置沒有什么優(yōu)勢(shì)。與其它業(yè)務(wù)分?jǐn)?charge back )IT 費(fèi)用的數(shù)據(jù)中心。在大多數(shù)情況下，自動(dòng)精簡配置存儲(chǔ)的用戶只意識(shí)到了使用的實(shí)際空間。但是，很多IT數(shù)據(jù)中心分?jǐn)?charge back)了最大文件空間配置的費(fèi)用。因?yàn)檫@些數(shù)字可能非常不同，從而引起機(jī)構(gòu)間的沖突。為了解決這個(gè)問題，一些廠商已經(jīng)修改了報(bào)告，使其反映最大值而不是實(shí)際空間。面對(duì)今天不斷增長成本的數(shù)據(jù)中心，文件系統(tǒng)的自動(dòng)精簡配置技術(shù)為希望節(jié)約數(shù)據(jù)中心成本的人提供了很好的選擇，采用這項(xiàng)技術(shù)可以延緩購買存儲(chǔ)并且可以及時(shí)地購買容量。然而，如果自動(dòng)精簡配置文件系統(tǒng)沒有得到密切地監(jiān)測(cè)，自動(dòng)精簡配置技術(shù)所具有的好處就不復(fù)存在了。對(duì)其它被隔離的，更獨(dú)立的文件系統(tǒng)的需求也可能超過自動(dòng)精簡配置所具備的優(yōu)勢(shì)。但是，一般來說能夠不間斷地執(zhí)行監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)中心應(yīng)該選擇自動(dòng)精簡配置技術(shù)，充分享受它帶來的好處。為文件系統(tǒng)提供自動(dòng)精簡配置的廠家包括EMC, Network Appliance (以及 IBM, 其 OEM了 NetApp 系統(tǒng)), BlueArc (和 Hitachi Data Systems, 其 OEM了 BlueArc 系統(tǒng)), 和賽門鐵克。解析有關(guān)自動(dòng)精簡配置的五大疑問自動(dòng)精簡配置是一種領(lǐng)先的存儲(chǔ)分配計(jì)劃工具。在傳統(tǒng)的存儲(chǔ)中，一個(gè)應(yīng)用被分配的空間是預(yù)先固定的，隨著該應(yīng)用占用的空間越來越多，未來很可能需要被分配更多的空間自動(dòng)精簡配置是一種領(lǐng)先的存儲(chǔ)分配計(jì)劃工具。在傳統(tǒng)的存儲(chǔ)中，一個(gè)應(yīng)用被分配的空間是預(yù)先固定的，隨著該應(yīng)用占用的空間越來越多，未來很可能需要被分配更多的空間，但是傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)還不支持在線擴(kuò)展。這樣一來，每當(dāng)擴(kuò)展的時(shí)候就很麻煩，而且分配給應(yīng)用的空間即便應(yīng)用不使用，也無法再分配。因?yàn)榇饲?，所有的存?chǔ)分配操作都是由存儲(chǔ)管理員手動(dòng)完成的，存儲(chǔ)系統(tǒng)不允許其后在線添加空間。利用自動(dòng)精簡配置，存儲(chǔ)管理員可以分配存儲(chǔ)資源到當(dāng)前真正有所需求的部分，而不是像以往那樣預(yù)先給應(yīng)用分配不可擴(kuò)展的空間。而且隨著應(yīng)用占用空間的增加，自動(dòng)精簡配置也允許自動(dòng)的在線添加物理容量。如果采用自動(dòng)精簡配置，存儲(chǔ)管理員的思路應(yīng)該非常清楚才行同一個(gè)卷的分配有兩種描述，一種是虛擬容量的大小，另一種是物理大小。這個(gè)原理其實(shí)跟操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存非常相似。當(dāng)我們運(yùn)行一個(gè)程序的時(shí)候，該程序的進(jìn)程認(rèn)為它自己占用了大量的內(nèi)存，但是實(shí)際上操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存系統(tǒng)僅分配給了該進(jìn)程當(dāng)前需要的那部分內(nèi)存，這部分內(nèi)存可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程自己以為占用的大小。兩全其美的解決方案部署了自動(dòng)精簡配置之后，我們擁有兩種角度來描述存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、應(yīng)用、和用戶看到的虛擬存儲(chǔ)容量;還有管理員能看到的實(shí)際物理容量。因此，不管是用戶還是管理員，都應(yīng)該理解這兩種角度的不同，明白真實(shí)的物理空間實(shí)際上是有限的，而且應(yīng)該想辦法利用好這項(xiàng)新技術(shù)可能帶來的便利。這里舉一個(gè)例子來具體說明。假設(shè)一家醫(yī)藥公司啟動(dòng)了一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，該項(xiàng)目有巨大的存儲(chǔ)需求，項(xiàng)目的實(shí)施要求數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)容量在2年內(nèi)增加10倍。顯然，這時(shí)不論采取什么技術(shù)，存儲(chǔ)管理員都必須購買添加大量的磁盤。但是學(xué)問就在于如何添加這些磁盤。傳統(tǒng)上，存儲(chǔ)管理員可能在項(xiàng)目的一開始就直接添加了大量的磁盤，這引發(fā)了很多問題。很明顯，數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)增加肯定不是一夜之間就增加10倍，10倍的容量增加發(fā)生在長達(dá)2年的這個(gè)時(shí)間段。也就是說，一次性添加大量磁盤必將導(dǎo)致很多的空間在項(xiàng)目開始的時(shí)間完全沒有存儲(chǔ)任何內(nèi)容，這也就導(dǎo)致了開銷的浪費(fèi)。但是存儲(chǔ)管理員其實(shí)也沒有什么更好的辦法，因?yàn)槿绻S著容量增長而不