國內(nèi)外主要集群NAS產(chǎn)品對(duì)比

1、國內(nèi)外主要集群NAS產(chǎn)品對(duì)比武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院一、什么是集群 NAS在大數(shù)據(jù)時(shí)代 ,非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)目前呈現(xiàn)快速增長趨勢， IDC 研究報(bào)告分析指出，到 2012 年非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)將占到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)總量的80%以上。集群NAS是一種橫向擴(kuò)展(Scale-out )存儲(chǔ)架構(gòu)，具有容量和性能線性擴(kuò)展的優(yōu)勢，已經(jīng)得到全球市場的認(rèn)可。從EMC對(duì)Isilon 、HP 對(duì) IBRIX、DELL 對(duì) Exa net、Compelle nt 等收購事件，以及 IBM 推出 SONAS NetApp 發(fā)布 Data ONTAP 8，都可以看出集群 NAS已經(jīng)成為主流存儲(chǔ)技術(shù)之一。在國內(nèi)，我們也看到 UIT UFS、龍存L

2、oongStore、達(dá)沃時(shí)代 YeeStor、九州初志 CZSS 美地森YFS等集群NAS解決方案。集群 NAS的未來潛在市場巨大，在高性能計(jì)算 HPC廣電 IPTV、視頻監(jiān)控、云存儲(chǔ)等行業(yè)領(lǐng)域?qū)⒅鸩降玫綇V泛應(yīng)用。高性能、高容量以及可擴(kuò)展性是集群存儲(chǔ)得以發(fā)展的最得人心的特征。我們主要關(guān)注的是具有 Scale-Out特性的集群NAS產(chǎn)品。傳統(tǒng)NAS擴(kuò)張很容易帶來以下問題：1. 系統(tǒng)管理。即便是NAS系統(tǒng)管理比SAN存儲(chǔ)管理簡便很多， 但仍然需要花費(fèi)時(shí)間和資 源來管理。2. 管理客戶端和應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)的訪問。能夠訪問的前提是 NAS系統(tǒng)必須掛載在對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或者工作站上。 掛載會(huì)中斷應(yīng)用的訪問， 所以

3、在掛載的時(shí)候需要預(yù)留好服務(wù)器上應(yīng)用的宕 機(jī)時(shí)間。掛載了越多的 NAS系統(tǒng)，帶來的是更多的宕機(jī)時(shí)間。3. 文件位置。關(guān)于定義文件存放位置的策略應(yīng)該是基于性能， 可訪問性， 文件創(chuàng)建時(shí)間，訪問頻率， 存儲(chǔ)成本， 可用性，數(shù)據(jù)保護(hù)等諸多方面因素決定的。 策略的設(shè)定本身不會(huì)太難， 但事實(shí)上，要將文件移動(dòng)到合適的 NAS系統(tǒng)上是一個(gè)耗時(shí)間的手工數(shù)據(jù)遷移過程。而且，隨著NAS系統(tǒng)越來越龐大，其復(fù)雜性也越來越高。集群( Cluster )是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一種松散耦合的計(jì)算節(jié)點(diǎn)集合，協(xié)同起來對(duì)外提 供服務(wù)。集群 NAS是指協(xié)同多個(gè)節(jié)點(diǎn)提供高性能、高可用或高負(fù)載均衡的NAS( NFS/CIFS)服務(wù)。 Sca

4、le Out NAS 通過將數(shù)據(jù)分布到集群中各節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)方式，提供單一的使用接口與 界面，使用戶可以方便地對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一使用與管理。 集群中所有磁盤設(shè)備整合到單一 的共享存儲(chǔ)池中提供給前端的應(yīng)用服務(wù)器，利于訪問，同時(shí)提高了磁盤利用率。Scale-out 橫向擴(kuò)展架構(gòu)的升級(jí)通常是以節(jié)點(diǎn)為單位，每個(gè)節(jié)點(diǎn)往往將包含容量、處理 能力和 I / O 帶寬。一個(gè)節(jié)點(diǎn)被添加到存儲(chǔ)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的三種資源將同時(shí)升級(jí)。Storage SystemStorage SystemStorageControllerScaleOutDevicesStorage ControllerControllerDevicesDe

5、vices從上面的圖例可見，容量增長和性能擴(kuò)展（即增加額外的控制器）是同時(shí)進(jìn)行。而且，Scale-out架構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)在擴(kuò)展之后，從用戶的視角看起來仍然是一個(gè)單一的 系統(tǒng)，這一點(diǎn)與我們將多個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)系統(tǒng)簡單的疊加在一個(gè)機(jī)柜中是完全不同的。所以scale out方式使得存儲(chǔ)系統(tǒng)升級(jí)工作大大簡化，用戶能夠真正實(shí)現(xiàn)按需購買，降 低TCO、集群NAS的核心是集群/并行文件系統(tǒng)集群NAS的橫向擴(kuò)展（Scale-ou）是指可在文件系統(tǒng)級(jí)進(jìn) 行存儲(chǔ)擴(kuò)展，而集群 NAS的核 心工作都是通過集群文件系統(tǒng)或并行文件系統(tǒng)完成。傳統(tǒng)NASScale Out NAS,storage pg煽一shared inte

6、grated disk_ 一 _ _TT _ J_ - -集群文件系統(tǒng)是指協(xié)同多個(gè)節(jié)點(diǎn)提供高性能、高可用或負(fù)載均衡的文件系統(tǒng)，它是分布式文件系統(tǒng)的一個(gè)子集，消除了單點(diǎn)故障和性能瓶問題。對(duì)于客戶端來說集群是透明的，它看到是一個(gè)單一的全局命名空間，用戶文件訪問請(qǐng)求被分散到所有集群上進(jìn)行處理。在元數(shù)據(jù)管理方面，可以采用專用的服務(wù)器，也可以采用服務(wù)器集群，或者采用完全對(duì)等分布的無專用元數(shù)據(jù)服務(wù)器架構(gòu)。目前典型的集群文件系統(tǒng)有SONAS, Isilon, IBRIX, NetAPP-GX,Loon gStore, YeeStor 等。并行文件系統(tǒng)是應(yīng)用于多機(jī)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，單個(gè)文件的數(shù)據(jù)采用分條等形

7、式存放于不同的存儲(chǔ)設(shè)備上，支持多機(jī)多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)存取，同時(shí)支持元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的分布存放， 并提供單一的名字空間。通常SAN共享文件系統(tǒng)都是并行文件系統(tǒng)，如GPFS StorNext、BWFS集群文件系統(tǒng)大多也是并行文件系統(tǒng)，如Lustre, Panasas等。目前市場上的集群 NAS產(chǎn)品，不管核心是集群文件系統(tǒng)還是并行文件系統(tǒng)，大多具有 以下幾個(gè)特點(diǎn)：1. 統(tǒng)一名字空間統(tǒng)一名字空間是指每一個(gè)文件和目錄在文件系統(tǒng)中都有一個(gè)統(tǒng)一的、唯一的名字， 在所有的應(yīng)用服務(wù)器上，用戶都可以用相同的名字來訪問該文件或者目錄而無需關(guān) 心文件的實(shí)際存儲(chǔ)位置和給其提供服務(wù)的元數(shù)據(jù)服務(wù)器的位置。當(dāng)用戶要訪問的文件從一個(gè)存

8、儲(chǔ)位置遷徙到另一個(gè)新的位置以后，用戶無需知道，他仍然可以繼續(xù)用原來的名字來訪問此文件或者目錄。統(tǒng)一名字空間主要涉及元數(shù)據(jù)的管理模型，目前大致有集中式元數(shù)據(jù)模型（如Lustre、GFS等）、分布式元數(shù)據(jù)模型 （如Isilon、GPFS Ceph等）和無元數(shù)據(jù)模型（Glustefs） 三種。2. 高擴(kuò)展性前面已經(jīng)說明，集群 NAS具有橫向擴(kuò)展特性，容量和性能能夠同時(shí)擴(kuò)展。而且大 多數(shù)產(chǎn)品都能夠?qū)崿F(xiàn)在線擴(kuò)容，即在不停止服務(wù)的情況下向集群添加和刪除節(jié)點(diǎn)或 者磁盤，做到即插即用，且自帶負(fù)載均衡機(jī)制。3. 高可用性集群NAS的集群架構(gòu)特點(diǎn)，消除了單點(diǎn)故障，確保了系統(tǒng)的可用性。在數(shù)據(jù)高可用方面，大多產(chǎn)品均提

9、供跨節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)冗余備份，能夠支持部分存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)仍然可用。4. 性能優(yōu)異對(duì)于大多數(shù)集群文件系統(tǒng)或并行文件系統(tǒng)而言，通常將元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)兩者獨(dú)立開來，即控制流與數(shù)據(jù)流進(jìn)行分離，這種方式也稱為元數(shù)據(jù)帶外訪問模式，從而獲得更高的系統(tǒng)擴(kuò)展性和I/O并發(fā)性。采用帶外模式能夠提高整體存儲(chǔ)的訪問效率，因?yàn)樵谖募L問中，對(duì)于元數(shù)據(jù)的查詢占文件操作的60%以上，每次讀取的數(shù)據(jù)少而且應(yīng)對(duì)的訪問壓力大，這和數(shù)據(jù)讀取的訪問操作是不同的，因此帶外模式便于提高系統(tǒng)性能。另外，在性能提升上，有的產(chǎn)品采用高性能的硬件（如Panasas 3PAR或者利用InifiniBand高速網(wǎng)絡(luò)（如Isilon、YeeStor）

10、,大多數(shù)產(chǎn)品還會(huì)采用文件存儲(chǔ)條帶化、 智能預(yù)取、數(shù)據(jù)緩存等軟件機(jī)制來提升性能。三、各種廠商對(duì)比一覽表近年來，市場上出現(xiàn)了很多集群 NAS的存儲(chǔ)產(chǎn)品，不僅有自創(chuàng)小品牌在努力奮進(jìn)，目前更是加入了很多著名廠商，整個(gè)市場呈現(xiàn)出一片紅火景象。以下是市場上主要廠商的集群NAS產(chǎn)品的對(duì)比情況，可以看到國外的大多數(shù)自創(chuàng)品牌如今已被大廠商收購，目前僅剩下Pan asas，而國內(nèi)的龍存，達(dá)沃時(shí)代，中科藍(lán)鯨也開始大展拳腳了。公司情況核心市場技術(shù)特點(diǎn)主要賣點(diǎn)備注Panasas1999 年成立，獨(dú) 立廠商高性能計(jì) 算并行文件系統(tǒng)，后 端存儲(chǔ)為OSD結(jié) 構(gòu)，區(qū)分控制刀片和存儲(chǔ)刀片高性能面向?qū)ο蟠鎯?chǔ) pNFS協(xié)議的倡導(dǎo) 者

11、特有的硬件使得性 能較好，但是價(jià)格 太過昂貴Isilo n2001 年成立，2010 年 被EMC收購面向大數(shù) 據(jù)和非結(jié) 構(gòu)化數(shù)據(jù)集群文件系統(tǒng)，不 區(qū)分元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)；針對(duì)企業(yè)應(yīng)用的 各種軟件功能；性 能、容量等定位擴(kuò) 展的硬件節(jié)點(diǎn)被EMC收購后，作 為大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略方向 上的重頭兵Ibrix2000 年 立,2009 年被HP收購企業(yè)級(jí)文 件服務(wù)軟 件集群文件系統(tǒng)，高 度可擴(kuò)展軟件產(chǎn) 品Ibrix 的橫向擴(kuò) 展NAS平臺(tái)和Ibrix Fusi on能夠極大地?cái)U(kuò)展性 能、容量和管理能 力惠普推出基于Ibrix的 X9000scale-out 文件存 儲(chǔ)系統(tǒng)3PAR1999 年成立，2010 年

12、被HP收中咼端存儲(chǔ)SAN集群、采用了 ASIC硬件 加速芯片，使其系 統(tǒng)能夠有出色的自動(dòng)精簡配置整 合進(jìn) ASIC ;In Spire 體系架 構(gòu)（網(wǎng)狀控制器結(jié)自動(dòng)精簡配置ThinProvisi oning由3PAR公司開創(chuàng)，改 變以前需要提前分購性能。構(gòu)，可達(dá)8個(gè)）等， 硬件上的改進(jìn)設(shè) 計(jì)非常有特色。配容量的問題，做 到即寫分配，提高 存儲(chǔ)利用率。Compelle nt2002 年成立，2011 年 被 Dell 收購中端市場SAN集群、同3PAR有近似， 但性能不及，且只 能允許兩個(gè)SAN聚合，而3PAR能 夠?qū)崿F(xiàn)8個(gè)SAN 聚合。流動(dòng)數(shù)據(jù)架構(gòu)，存 儲(chǔ)可直接根據(jù)業(yè) 務(wù)需求動(dòng)態(tài)進(jìn)行 調(diào)整?？?/p>

13、節(jié)約整體成本借助分層架構(gòu)，SAS 或固態(tài)硬盤等高性 能硬盤能夠處理公 司最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)， 而將很少使用的數(shù) 據(jù)自動(dòng)遷移到容量 大、但速度低的 SATA硬盤上的技 術(shù)。IBMSONAS2010 年推出的產(chǎn) 品中大型企業(yè)以GPFS為核心， 以X86平臺(tái)為硬 件基礎(chǔ)，推出的集群NAS產(chǎn)品2011年4月升級(jí)：改進(jìn)的信息生命周期管理（ILM）、層次化存儲(chǔ)管理 （HSM）以及簡便 的部署和防病毒 集成存儲(chǔ)（TB/PB） 和 服務(wù)器（接口、 I/O 和帶寬）放在單獨(dú) 的模塊化組件中， 它們可以獨(dú)立地升 級(jí)。分別對(duì)應(yīng)于SONAS的存儲(chǔ)單元 和接口節(jié)點(diǎn)。BlueArc1998 年成立，2011 年 被HDS收 購

14、中咼端存儲(chǔ)，HDS 自2006年 一直 OEM 其產(chǎn)品文件級(jí)集群、一個(gè)是高端Titan系列，一個(gè)是入門級(jí)Mercury 系列硬件加速文件管 理器供應(yīng)商， 主要生產(chǎn)用于場 內(nèi)可編程門陣列（FPGA）的硬件加 速文件管理器，加 快文件管理器的運(yùn)行速度Silico nFS 文件系統(tǒng)不同于用服務(wù)器 和定制操作系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)的文件系統(tǒng)，它 基于專門的硬件芯 片 FPGA存儲(chǔ)模塊體現(xiàn)實(shí)現(xiàn) 面向?qū)ο蟾拍?、支持pNFS協(xié)議龍存起步較 早，在國 內(nèi)市場有 一定知名 度高性能計(jì) 算、互聯(lián) 網(wǎng)集群存儲(chǔ)產(chǎn)品采用通用服務(wù)器 做為存儲(chǔ)與兀數(shù) 據(jù)節(jié)點(diǎn)， 整體性價(jià)比高達(dá)沃時(shí)代YeeStor基礎(chǔ)研究 非常早，2010 年正式成立

15、公司集群存儲(chǔ) （包括高性能計(jì) 算）、虛擬 化（包括 虛擬服務(wù) 器、虛擬 桌面）、云 存儲(chǔ)集群文件系統(tǒng)、面向?qū)ο蟠鎯?chǔ)YeeStor 文件系統(tǒng)+X86服務(wù)器， 性價(jià)比高；具有集群結(jié)構(gòu)、數(shù) 據(jù)備份、元數(shù)據(jù)快 照等多項(xiàng)高可用機(jī)制；Web UI可 用性好已有教育臺(tái)“學(xué)習(xí) 超市”、CNGI國家 科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái) 等多個(gè)成功案例中科藍(lán)鯨研究比較早，2007年正式成立網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) 產(chǎn)品和解 決方案供 應(yīng)商SAN文件系統(tǒng)同時(shí)支持 FC(4Gb 8Gb)、以 太網(wǎng)(1Gb 10Gb) 接入在數(shù)字媒體、視頻 監(jiān)控等方面有一些 案例美地森2007 年成立集群存儲(chǔ) 系統(tǒng)軟硬 件服務(wù)提 供商USS集群存儲(chǔ)系 統(tǒng)YFS 和 I

16、silon 的 On eFS功能近似， 集合了文件系統(tǒng)、 卷管理和RAIDb美地森也推出了WSSB存儲(chǔ)、WHSB 主機(jī)。創(chuàng)新科UIT2001 年成立，2009 年， 與 Intel進(jìn)行了戰(zhàn) 略研發(fā)合作，2011年獲得In tel注資。數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 解決方案 提供商和 海量信息 存儲(chǔ)專家做IP SAN起家， 再做NAS后面通 過收購獲得FCSAN技術(shù)，目前推 行統(tǒng)一存儲(chǔ)，另外 在云存儲(chǔ)概念上 推出了幾款產(chǎn)品。大量的通用服務(wù) 器，元數(shù)據(jù)和存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)分離UIT參加展銷會(huì)比 較多，所有宣傳稿 也較多。主要展示 其云監(jiān)控、云媒資、 辦公云、IPTV等多 個(gè)行業(yè)的云解決方 案，以及SV5000G2 等自主創(chuàng)新

17、產(chǎn)品； 另外面向個(gè)人、家 庭用戶也有應(yīng)用產(chǎn) 品。從近兩年的各種收購事件來看，集群存儲(chǔ)市場已經(jīng)從小的獨(dú)立廠商時(shí)代轉(zhuǎn)向了大廠商競爭時(shí)代，IBM、HP Dell等大型綜合存儲(chǔ)方案廠商的加入，一方面是看到了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)爆 炸式增長帶來的市場規(guī)模擴(kuò)張，另一方面，也使得集群存儲(chǔ)領(lǐng)域的競爭進(jìn)一步加劇。IBM:作為綜合存儲(chǔ)方案供應(yīng)商， IBM在集群存儲(chǔ)方面同樣有自己的策略。在SAN集群方面，IBM收購了 XIV，經(jīng)過有效的整合后，XIV已經(jīng)成為IBM高端存儲(chǔ)產(chǎn)品線 的有力補(bǔ)充，在針對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的 Scale out NAS市場，IBM則將一套由來已久的分 布式文件系統(tǒng)方案 GPFS重新包裝，推出了 NAS集

18、群產(chǎn)品SoNAS在戰(zhàn)略層面，IBM的公共云就采用了 SONA喋構(gòu)。HDS收購BlueArc，它擁有數(shù)據(jù)分級(jí)的技術(shù)，它的產(chǎn)品可以在8節(jié)點(diǎn)群集中提供文件存儲(chǔ)虛擬化功能， 將群集容量提高到16PB運(yùn)行在群集上的軟件是SiliconFS文件系統(tǒng)，可以提供 NFS和 CIFS文件存取以及iSCSI SAN存取等功能。BlueArc主要 生產(chǎn)硬件加速的 Titan和Mercury產(chǎn)品，這些產(chǎn)品均運(yùn)行有SiliconFS 軟件系統(tǒng)。7.0版本的SiliconFS把文件的元數(shù)據(jù)放在固態(tài)硬盤或SAS驅(qū)動(dòng)器上，而將文件數(shù)據(jù)放置于運(yùn)行速度較慢但是相對(duì)便宜的驅(qū)動(dòng)器上，可提供文件訪問速度。EMC與倡導(dǎo)統(tǒng)一存儲(chǔ)的 Net

19、App不同，EMCf上去仍像是多家公司的組合。EMC旗下曾經(jīng)有過 Avamar、Data Domain、DMX Clariion 、Celerra，以及 Isilon 等，還 需要更好的融合和統(tǒng)一。EMC在 7年里收購了 53家公司，走大而全的路線。戰(zhàn)略上推行大數(shù)據(jù)解決方案，Isilon 應(yīng)該是其宣傳側(cè)重點(diǎn)。 從Isilon 被收購的兩三年來看，確 實(shí)是背靠大樹好乘涼，EMC勺多套方案中均有Isilo n 的身影，每次大會(huì)都有些宣傳， 相比其老對(duì)手Panasas, Isilon 現(xiàn)在的發(fā)展勢頭很不錯(cuò)，應(yīng)用范圍越來越寬。NetApp核心系統(tǒng)依賴于一個(gè)單一的操作系統(tǒng)，無論是SAN NAS高端、低端

20、、主存儲(chǔ)還是二級(jí)存儲(chǔ)，都是基于核心的操作系統(tǒng)ONTAP這是和其他廠商最大的區(qū)別。這也是其在并購方面考慮較多的原因。但NetApp的集群NAS產(chǎn)品Data ONTAFGX并不給力。GX來源于NetApp收購的Spinaker ， 是一家做 Single Namespace的文件系統(tǒng)的廠商，所以GX系列只是一個(gè) Single PathImage模式的架構(gòu)，類似于微軟的 DFS將多個(gè)獨(dú)立文件系統(tǒng)，從路徑上加一次虛擬， 多個(gè)文件系統(tǒng)（控制器機(jī)頭）之間依然采用松耦合方式。GX并沒有從骨子里表現(xiàn)為一個(gè) Single File system Image 的集群或者分布式文件系統(tǒng)，所以市場認(rèn)同度不高。HP HP最近三年內(nèi)收購了 LeftHand（增強(qiáng)了其存儲(chǔ)虛擬化和iSCSI能力）、Ibrix （橫向擴(kuò)展NAS和Fusion管理軟件）、以及3PAR（中高端的SAN集群以及Thin概念的 各種功能），包裝推出了可恒星擴(kuò)展的P4000G2和X9000,以及提供基于3