EMCisilon存儲系統(tǒng)建筑行業(yè)的應(yīng)用概述

1、EMC isilon大數(shù)據(jù)解決方案為BIM構(gòu)建堅實(shí)的信息基礎(chǔ)架構(gòu)關(guān)鍵詞： BIM數(shù)據(jù)增長 HYPERLINK /docms/api/klist/9a8729cfe2931a1c3e3c9c16e5117a38.html t _blank 大數(shù)據(jù)橫向擴(kuò)展存儲系統(tǒng) BIM及其數(shù)據(jù)快速增長的挑戰(zhàn)在建筑行業(yè)的信息化過程中，第一次設(shè)計手段革命是發(fā)生在1991年前后的從手工繪圖轉(zhuǎn)向計算機(jī)二維繪圖，第二次設(shè)計手段革命是發(fā)生在當(dāng)下的從計算機(jī)二維繪圖轉(zhuǎn)向計算機(jī)三維BIM繪圖。BIM使“計算機(jī)輔助繪圖”成為真正的“計算機(jī)輔助設(shè)計”，對于建筑行業(yè)具有重大意義，無疑將是建筑設(shè)計技術(shù)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。BIM數(shù)據(jù)概述BI

2、M（Building Information Modeling，建筑信息模型）是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目中的各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。該模型是對該工程項(xiàng)目的詳盡而完備的描述。它既包含了建筑的幾何形狀信息，還包括完整的工程信息描述，如對象名稱、結(jié)構(gòu)類型、建筑材料、工程性能等設(shè)計信息；還包括施工信息，如工序、進(jìn)度、質(zhì)量、人工等；還包括維信息，如工程安全性能、材料耐久性能等；甚至還包括構(gòu)件的造價、供應(yīng)商等采購信息等ZU2中國BIM門戶 - ChinaBIM.com。BIM就是通過數(shù)字化技術(shù)，在計算機(jī)中建立一座虛擬建筑，這個建筑模型就是一個單一的、完整的、一致的建筑信息庫。 BIM對

3、設(shè)計行業(yè)好處相當(dāng)多。通過使用BIM，F(xiàn)5T中國BIM門戶 - ChinaBIM.com實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計，即便非常復(fù)雜的項(xiàng)目，BIM也可以進(jìn)行三維空間的表達(dá)，實(shí)現(xiàn)F5T中國BIM門戶 - ChinaBIM.com可視化設(shè)計，從而使得業(yè)主能夠事前決策，減少設(shè)計的返工量。對于設(shè)計人員，通過BIM，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模F5T中國BIM門戶 - ChinaBI協(xié)同設(shè)計，不同專業(yè)、不同工序在同一個平臺上進(jìn)行工作繪圖，有利于拆分組合設(shè)計，提高整個設(shè)計工作的效率。而且F5T中國BIM門戶 - ChinaBIM.com修改方便，同步更新，版本一致。F5T中國BIM門戶 - ChinaBIM.com通過BIM，還可以實(shí)時分析，

4、自動統(tǒng)計。工程量及材料表相對于人工制作更加精確，F(xiàn)5T中國BIM門戶 - ChinaBIM.co質(zhì)量控制更加容易，提高圖紙質(zhì)量。最后BIM使得整個設(shè)計過程更加F5T中國BIM門戶 - ChinaBIM.com綠色節(jié)能環(huán)保。應(yīng)用建筑信息模型，從根本上解決項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計、施工、維護(hù)管理各階段及應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息斷層，實(shí)現(xiàn)全過程的工程信息管理乃至建筑生命期管理（Building Lifecycle Management, BLM）。BIM為整個建筑全生命周期期間提供連續(xù)和即時響應(yīng)的基礎(chǔ)信息。這些信息準(zhǔn)確、完整、一致，為設(shè)計人員和工程技術(shù)人員提供了一個和諧的協(xié)同工作的環(huán)境。大大提高設(shè)計乃至整個工程的質(zhì)

5、量和效率，顯著降低成本并減少風(fēng)險。建筑信息模型，是應(yīng)用于建筑業(yè)的信息技術(shù)發(fā)展到今天的必然產(chǎn)物。事實(shí)上，多年來學(xué)術(shù)界和計算機(jī)創(chuàng)新企業(yè)一直在對如何在計算機(jī)輔助建筑設(shè)計中進(jìn)行信息建模進(jìn)行積極深入持續(xù)的探索。然而，由于建筑業(yè)本身所固有的特性，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的分散性、工程對象的唯一性、工程信息的復(fù)雜性等，使得BIM 的實(shí)現(xiàn)異常復(fù)雜且艱難。而業(yè)界長期以來沒有能夠形成事實(shí)上工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。直到國際協(xié)同工作聯(lián)盟（IAI ）推出的IFC（Industry Foundation Classes）為BIM的實(shí)現(xiàn)提供了建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換的標(biāo)準(zhǔn)，以及其他的國際標(biāo)準(zhǔn)，為BIM商業(yè)應(yīng)用確立基本條件，推動BIM 技術(shù)的發(fā)展。目前，

6、建筑信息模型的概念已經(jīng)在學(xué)術(shù)界和軟件開發(fā)商中獲得共識，并出現(xiàn)了一批應(yīng)用了建筑信息模型技術(shù)的建筑設(shè)計軟件公司和成熟的商用產(chǎn)品，如: Autodest、Graphisoft、CATIA、Gehry Technologies等，他們大多數(shù)都可以支持建筑工程全生命周期的集成管理環(huán)境。隨著BIM系統(tǒng)上線并使用，各項(xiàng)目將逐步積累大量需要共享的工程數(shù)據(jù)。正如其他行業(yè)的信息化實(shí)踐所表明的，數(shù)據(jù)對企業(yè)是極其重要的。BIM應(yīng)用所產(chǎn)生和處理的數(shù)據(jù)也是如此，數(shù)據(jù)一旦丟失，所有其他計算資源和計算能力將變得毫無價值。數(shù)據(jù)是企業(yè)和機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵資產(chǎn)和財富。加強(qiáng)對數(shù)據(jù)的管理、保護(hù)和使用，將為企業(yè)帶來更大的業(yè)務(wù)價值。然而，信息技術(shù)

7、發(fā)展到現(xiàn)今階段，有太多的數(shù)據(jù)管理、保護(hù)和使用的技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案可供選擇，它們提供不同的服務(wù)等級。為了能夠選擇合適的技術(shù)，產(chǎn)品和解決方案，不能不對BIM數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行具體分析。BIM數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)特性BIM的計算機(jī)環(huán)境是一個網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同計算環(huán)境。數(shù)據(jù)的集中存儲是共享和協(xié)同工作的基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)具有4維特征（三維立體加時間），并且相關(guān)性極大，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，既有數(shù)據(jù)庫特性（有人甚至直接稱之為四維關(guān)系型數(shù)據(jù)庫），但與傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫又有顯著區(qū)別，這些數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化更明顯，它們是體積龐大的非結(jié)構(gòu)化文件。事實(shí)上，BIM數(shù)據(jù)具有典型的大數(shù)據(jù)的特征。按照維基百科（Wikipedia）的定義，大數(shù)據(jù)是指其大小或

8、復(fù)雜性無法通過現(xiàn)有常用的軟件工具，以合理的成本并在可接受的時限內(nèi)對其進(jìn)行捕獲、管理和處理的數(shù)據(jù)集。這些困難包括數(shù)據(jù)的收入、存儲、搜索、共享、分析和可視化。在越來越大的這種數(shù)據(jù)集上的工作能夠得到更大的好處，而這種趨勢將持續(xù)。Gartner Group指出大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)增長挑戰(zhàn)（或機(jī)遇）是三維立體的：包括不斷增長的數(shù)據(jù)量、不斷增加的速率（數(shù)據(jù)I/O的速度）和不斷增加的種類（數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)源）。而傳統(tǒng)的存儲技術(shù)難以應(yīng)對大數(shù)據(jù)處理的三大挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)一：不斷增長的數(shù)據(jù)量。通常大數(shù)據(jù)是不能刪除的，這是企業(yè)的寶貴的財富，因此，數(shù)據(jù)將不斷地積累增長。同時，增長的有加速的趨勢，經(jīng)常會超出人們預(yù)計或規(guī)劃，從而，對信息

9、系統(tǒng)帶來了極大的挑戰(zhàn)。信息中心需要管理數(shù)十TB級甚至PB級數(shù)據(jù)。要為這些數(shù)據(jù)提供存儲、保護(hù)和使用的方案，IT系統(tǒng)需要不斷的作相應(yīng)升級或重構(gòu)，需要投入大量人力物力。一旦企業(yè)實(shí)施數(shù)字化戰(zhàn)略，BIM數(shù)據(jù)將日積月累，走上長期增長的不歸路。挑戰(zhàn)二：多格式數(shù)據(jù)。海量數(shù)據(jù)包括了越來越多不同格式的數(shù)據(jù)，這些不同格式的數(shù)據(jù)也需要不同的處理方法。從簡單的電子郵件、數(shù)據(jù)日志和信用卡記錄，再到儀器收集到的科學(xué)研究數(shù)據(jù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)、財務(wù)數(shù)據(jù)以及豐富的媒體數(shù)據(jù)（包括照片、音樂、視頻等），都具有這個特點(diǎn)。比如視頻文件格式就非常繁多，有各軟件廠商的廠商標(biāo)準(zhǔn)的格式，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式。各種格式在當(dāng)前高清化的趨勢下，數(shù)據(jù)粒

10、度更小，處理更精細(xì)，更復(fù)雜的格式還不斷出現(xiàn)，造成單一文件的體積成倍增加，從而要求處理速度要求也成倍增加。當(dāng)前BIM的單個文件數(shù)據(jù)體積大多是在幾百兆字節(jié)（+100MB）,文件大小還不是非常龐大。但同樣存在格式更大、更精細(xì)的趨勢。挑戰(zhàn)三：性能。速度是指數(shù)據(jù)從客戶端到處理器和存儲的移動速度，涉及到終端數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)流訪問和交付、服務(wù)器計算處理能力和后端存儲的吞吐能力。速度意味著要求數(shù)據(jù)有多快和必須被多快得以處理。大數(shù)據(jù)處理需要不同于交易類應(yīng)用的速度，通常其對帶寬的要求比iops更重要。BIM數(shù)據(jù)存儲需要新方案 BIM數(shù)據(jù)除了上述大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)增長、多格式和性能上的三大挑戰(zhàn)之外，還有另外一些顯著的特

11、點(diǎn)。BIM的信息生命周期特性BIM數(shù)據(jù)將具有顯著的信息生命周期的特點(diǎn)，在建筑設(shè)計期間是BIM素材數(shù)據(jù)調(diào)用、新數(shù)據(jù)產(chǎn)生、綜合分析、協(xié)同工作的期間，數(shù)據(jù)訪問頻率很高；建筑建造期間數(shù)據(jù)的訪問頻率會很高，之后在建筑使用維護(hù)期數(shù)據(jù)的訪問頻率將顯著降低。BIM數(shù)據(jù)的生命周期要比建筑的生命周期更長。因此，訪問頻率高的數(shù)據(jù)稱為活躍數(shù)據(jù)，反之，稱為非活躍數(shù)據(jù)?；钴S數(shù)據(jù)需要更高的性能和業(yè)務(wù)不中斷的能力，而非活躍數(shù)據(jù)則需要長期保存，也許是永遠(yuǎn)保存。通常活躍數(shù)據(jù)從產(chǎn)生時間上說，是時間較近的數(shù)據(jù)；而非活躍數(shù)據(jù)是時間較早的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在的活躍數(shù)據(jù)是明天的非活躍數(shù)據(jù)?；钴S數(shù)據(jù)通常需要不斷更改的，而定稿的BIM數(shù)據(jù)對象可能永遠(yuǎn)也

12、不再更改。相對而言，活躍數(shù)據(jù)的增長較慢，非活躍數(shù)據(jù)的增長卻要快的多，且持續(xù)增長。將非活躍數(shù)據(jù)定期歸檔到磁帶是一種成本較低的方法，這種方法現(xiàn)在越來越遭到摒棄的原因是數(shù)據(jù)存放到磁帶離線后再讀極為不便，另一個原因是磁帶是難以讓人放心的不可靠的介質(zhì)，存在數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。非活躍數(shù)據(jù)在線的另一個原因是需要處理長尾效應(yīng)，尤其是在建筑維護(hù)期間，早期BIM數(shù)據(jù)極有可能不定期地被訪問，能不能準(zhǔn)確和及時的獲得信息對建筑維護(hù)工作極其重要。因此，許多公司需要所有的數(shù)據(jù)能夠在線訪問，而不是離線存儲，這為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)帶來了更大的挑戰(zhàn)。通常情況下，一段時間以后大概有75%以上的數(shù)據(jù)將會是非活躍的數(shù)據(jù)。非活躍數(shù)據(jù)的增長和確保即

13、時訪問的有效性使得數(shù)據(jù)存儲需要新的存儲策略了。許多企業(yè)通過簡單地增加存儲容量、增加存儲系統(tǒng)數(shù)量來滿足需求。但從長遠(yuǎn)來看，這種方式的性價比較差，因?yàn)檫@樣的方式，勢必形成數(shù)據(jù)孤島，增加系統(tǒng)管理的難度。如果企業(yè)不能采用更具效率的方式來管理存儲系統(tǒng)，那么總體擁有成本（TCO）將很快超出控制。BIM信息存儲架構(gòu)要求全球大型企業(yè)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)所面臨的最大挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)增長，其次分別是系統(tǒng)性能、可擴(kuò)展性，以及網(wǎng)絡(luò)阻塞和接入架構(gòu)。這些挑戰(zhàn)和趨勢將推動數(shù)據(jù)中心的變革。BIM對建筑行業(yè)的影響和沖擊是根本性，BIM數(shù)據(jù)是企業(yè)正日益使用的新形式的信息。管理這些極端數(shù)據(jù)卻是他們的核心競爭力。BIM數(shù)據(jù)是企業(yè)的最高層次的

14、資產(chǎn)，需要企業(yè)級數(shù)據(jù)中心的信息基礎(chǔ)架構(gòu)支撐。該信息基礎(chǔ)架構(gòu)的角色沒有改變，仍然是為關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供支持，但對于BIM應(yīng)用而言，現(xiàn)在還必須能處理更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型、更大的容量和提供更快的即時響應(yīng)的性能。這對于當(dāng)前普遍使用的10年前設(shè)計出來的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)來說，需要作體系結(jié)構(gòu)上的根本革新。適合BIM的存儲系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足以下要求，才能有效的存儲、管理、保護(hù)和使用BIM數(shù)據(jù)，從而使得企業(yè)充分利用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)價值，提高企業(yè)的競爭力。擴(kuò)展性存儲基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有超強(qiáng)的擴(kuò)展能力。BIM數(shù)據(jù)增長的速度難以準(zhǔn)確估計，如果存儲架構(gòu)能夠支持的擴(kuò)展能力超過極限增長速度，達(dá)到事實(shí)上的容量無限，那么企業(yè)就無須考慮數(shù)據(jù)增長的壓力而按需購買

15、，隨時擴(kuò)展，從而從“一年一擴(kuò)容、三年一重構(gòu)”的增長壓力中解放出來。為此，存儲架構(gòu)還必須支持平滑地擴(kuò)展，不能要求停機(jī)中斷業(yè)務(wù)，也不能影響客戶端的性能。而且，存儲必須支持平滑處理硬件升級換代的更新周期。沒有硬件能夠永遠(yuǎn)使用，而傳統(tǒng)存儲通常的產(chǎn)品周期5到10年，而BIM數(shù)據(jù)必須能夠平滑的遷移到新的存儲架構(gòu)。性能存儲基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有超強(qiáng)的性能。BIM營造了一個協(xié)同工作環(huán)境，存儲架構(gòu)必須支持大量并發(fā)的數(shù)據(jù)讀寫請求。由于單一的BIM客戶端的性能要求已經(jīng)很高，成百上千的并發(fā)將需要超強(qiáng)性能。存儲架構(gòu)必須能夠擴(kuò)展容量的同時，同步擴(kuò)展性能。高可用和可靠性存儲基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有超強(qiáng)的高可用和長期的可靠性。當(dāng)前普遍使用

16、的存儲系統(tǒng)在高可用和可靠性上已經(jīng)達(dá)到很高標(biāo)準(zhǔn)，可用性都超過59。但是它們主要是針對短期的，針對當(dāng)下的，只要在系統(tǒng)的三五年內(nèi)不發(fā)生長時間停機(jī)事故即可。而BIM的可用性和可靠性要求是長期的，因此，需要更強(qiáng)的可靠性，并且，系統(tǒng)要求具備相當(dāng)高的自愈能力。分層存儲 存儲基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)支持分層存儲功能，以應(yīng)對BIM數(shù)據(jù)的信息生命周期的規(guī)律，提高存儲資源的利用率，降低成本。存儲架構(gòu)自身有數(shù)據(jù)按照設(shè)定的策略在不同層次的存儲之間移動數(shù)據(jù)的能力，而數(shù)據(jù)的移動應(yīng)當(dāng)不以犧牲存儲架構(gòu)的服務(wù)性能為代價。從而使得活躍數(shù)據(jù)和非活躍數(shù)據(jù)各得其所。使用方便性存儲管理是系統(tǒng)管理員的最復(fù)雜的日常工作之一。當(dāng)前普遍使用的企業(yè)級存儲系統(tǒng)是

17、以RAID為基石的，所有系統(tǒng)管理從RAID開始，然后是卷、文件系統(tǒng)和映射關(guān)系。在使用中還需要不斷地調(diào)整優(yōu)化，十分繁瑣。因此，一個存儲工程師只能管理有限的TB數(shù)。而BIM數(shù)據(jù)的增長的特性，使得傳統(tǒng)的管理方式不適用，需要更多自動化的處理方式，簡化數(shù)據(jù)存儲管理任務(wù)，這些死板的程序型性工作盡量讓軟件和系統(tǒng)自己去完成。容災(zāi)和業(yè)務(wù)連續(xù)性存儲基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)當(dāng)支持遠(yuǎn)程容災(zāi)，提高 HYPERLINK /wiki/%E4%B8%9A%E5%8A%A1%E8%BF%9E%E7%BB%AD%E6%80%A7 o 業(yè)務(wù)連續(xù)性 業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)保護(hù)能力。傳統(tǒng)存儲遠(yuǎn)程復(fù)制技術(shù)通常是內(nèi)容不敏感的，它將一個卷的數(shù)據(jù)一股腦全部復(fù)制過

18、去，這種技術(shù)用于交易類應(yīng)用非常合適。而BIM數(shù)據(jù)在使用中會生成許多中間數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)沒有必要復(fù)制，因此，基礎(chǔ)架構(gòu)的復(fù)制功能需要支持基于策略選擇復(fù)制內(nèi)容的能力，以提高復(fù)制的效率和有效性。 總體擁有成本所有數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)從某種程度上會影響到成本。數(shù)據(jù)增長這個因素與硬件、軟件、維護(hù)、管理和服務(wù)不斷增長的成本有密切關(guān)系。由于控制成本仍然是大多數(shù)企業(yè)機(jī)構(gòu)的一個關(guān)注焦點(diǎn)，所以找到與控制成本密切相關(guān)的技術(shù)是一個很有效的方法。除了要考慮購買成本、使用維護(hù)成本，還需考慮系統(tǒng)擴(kuò)展時連帶的成本。數(shù)據(jù)增長給總體擁有成本新的內(nèi)容。ZU2中國BIM門戶 - ChinaBIM.comisilon集群存儲的技術(shù)特點(diǎn)SAN

19、和 NAS 存儲系統(tǒng)所依賴的技術(shù)和設(shè)計已有20年了，無法擴(kuò)展以應(yīng)對當(dāng)今企業(yè)面對的難題。需要有一個新的專門設(shè)計用來根據(jù)需要而擴(kuò)展的平臺。存儲平臺的擴(kuò)展必須以經(jīng)濟(jì)高效、無中斷、可預(yù)測的方式進(jìn)行，并且在容量和性能提高時必須仍然易于管理和維護(hù)。它提供無限地?zé)o縫增長環(huán)境而不增加復(fù)雜性的能力，這種可擴(kuò)展性設(shè)計稱為“橫向擴(kuò)展”。EMC isilon橫向擴(kuò)展存儲系統(tǒng)是業(yè)界技術(shù)最突出的代表，是大數(shù)據(jù)存儲、保護(hù)和管理的最佳平臺。是BIM數(shù)據(jù)值得依賴的存儲基礎(chǔ)架構(gòu)。Isilon 存儲集群和 OneFS 操作系統(tǒng) Isilon硬件系統(tǒng)是橫向擴(kuò)展存儲系統(tǒng)（稱為“集群”）。一個 Isilon 集群由多個存儲“節(jié)點(diǎn)”組成，

20、這些節(jié)點(diǎn)采用可安裝在機(jī)架上的企業(yè)級應(yīng)用裝置的構(gòu)造，每個節(jié)點(diǎn)包含內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)、NVRAM、Infiniband 和存儲介質(zhì)。Isilon 集群開始只有三個節(jié)點(diǎn)，可以橫向擴(kuò)展到多達(dá) 144 個節(jié)點(diǎn)。所有節(jié)點(diǎn)通過內(nèi)部的 40 Gb/s 的 Infiniband交換網(wǎng)絡(luò)互連。目前，Isilon 橫向擴(kuò)展存儲系統(tǒng)的單文件系統(tǒng)總?cè)萘繌淖畹?TB ，可以橫向擴(kuò)展到最高15PB。往集群添加節(jié)點(diǎn)，就可以增加總的磁盤、緩存、CPU 和網(wǎng)絡(luò)容量。由于容量和性能均在單一存儲系統(tǒng)、單一文件系統(tǒng)和單一卷中提供，系統(tǒng)的復(fù)雜性和存儲管理員的管理時間不會隨著系統(tǒng)的擴(kuò)展而增加。EMC Isilon 革命性的新存儲體系結(jié)構(gòu)，

21、是其管理存儲集群的 OneFS 操作系統(tǒng)。EMC Isilon 存儲的最重要設(shè)計選擇和根本差異在于，OneFS（請參見圖 1）將三個傳統(tǒng)的存儲軟件層（文件系統(tǒng)、卷管理器和 RAID）合并為一個統(tǒng)一的軟件層，從而創(chuàng)建一個跨越存儲系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)的單一智能文件系統(tǒng)。在此商用硬件的基礎(chǔ)上，OneFS 操作系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)保護(hù)和自動數(shù)據(jù)平衡及遷移，并且無需系統(tǒng)停機(jī)即可無縫地添加存儲和性能特性。圖 1. OneFS 操作系統(tǒng)：為 Isilon 橫向擴(kuò)展存儲平臺提供支持OneFS 跨所有節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)條帶化。數(shù)據(jù)從客戶端發(fā)送到集群時（使用 NFS、CIFS或多iSCSI等），OneFS 會自動劃分內(nèi)容并將其并行分配

22、到不同的存儲節(jié)點(diǎn)。此工作通過專用的內(nèi)部 Infiniband 網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。客戶端要讀取文件時，OneFS 會并行地從多個存儲節(jié)點(diǎn)檢索相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，自動重新組合文件，并傳送到客戶端。這種以透明方式自動跨多個節(jié)點(diǎn)分布數(shù)據(jù)的能力，對 OneFS 實(shí)現(xiàn)增長、新一代數(shù)據(jù)保護(hù)和極高性能的能力非常重要。OneFS文件系統(tǒng)將屏蔽了存儲架構(gòu)中RAID、卷和文件系統(tǒng)等復(fù)雜性，這意味著在isilon系統(tǒng)中只有單一卷，單一文件系統(tǒng)。沒有卷大小和文件系統(tǒng)的硬性的限制，用戶無需管理多個網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器，用戶只要開子目錄，然后共享或export即可。重新配置或擴(kuò)展存儲時，不需要停機(jī)。OneFS為用戶提供了管理單一NAS存儲的便利

23、性和簡單性，而且其可擴(kuò)展性、性能和靈活性都要勝過 SAN系統(tǒng)?？蓴U(kuò)展性和分層存儲OneFS 使 Isilon 存儲系統(tǒng)能夠“橫向擴(kuò)展”，從而無縫地將現(xiàn)有文件系統(tǒng)或卷的容量提高到 PB 級別。此外，借助 OneFS 的靈活性，單個集群或“池”中可以通過增加 SmartPools 軟件混合使用不同的節(jié)點(diǎn)類型，從而提供投資保護(hù)并避免在需要不同的容量或性能級別時進(jìn)行“推倒重來”式升級。SmartPools（請參見圖 2）使企業(yè)和存儲管理員能夠輕松部署單一文件系統(tǒng)，以滿足存儲分層，滿足不同的性能和容量要求。 圖2. SmartPools 通過自動、透明的數(shù)據(jù)移動將單個文件系統(tǒng)用于多個層 Isilon 集

24、群擴(kuò)展非常容易，只需執(zhí)行三個簡單步驟即可：在機(jī)架中添加另一個節(jié)點(diǎn)、將該節(jié)點(diǎn)連接到 Infiniband 網(wǎng)絡(luò)，然后指示集群添加該附加節(jié)點(diǎn)。新節(jié)點(diǎn)可以提供額外的容量和性能，因此，存儲系統(tǒng)整體的容量和性能就同步增加了。然后，OneFS 的 Autobalance 功能會自動通過 Infiniband 網(wǎng)絡(luò)移動數(shù)據(jù)，使得現(xiàn)有數(shù)據(jù)會部分移動到該新存儲節(jié)點(diǎn)上。這種自動重新平衡功能可以確保新節(jié)點(diǎn)不會成為新數(shù)據(jù)的熱點(diǎn)，并且現(xiàn)有數(shù)據(jù)能夠獲得功能更強(qiáng)的存儲系統(tǒng)的好處。Autobalance 功能對用戶是完全透明的。憑此功能可使 OneFS 能夠透明地從 6TB 動態(tài)擴(kuò)展到高達(dá) 15 PB，同時不會增加管理員的管

25、理時間，也不會增加存儲系統(tǒng)的復(fù)雜性。性能大規(guī)模存儲系統(tǒng)必須提供各種工作流所要求的性能，無論這些工作流是順序、并發(fā)還是隨機(jī)的。應(yīng)用程序之間和單個應(yīng)用程序之內(nèi)存在不同的工作流。OneFS 利用智能軟件同時滿足了所有這些需求。更重要的是，利用 OneFS（請參見圖 3），吞吐量和 IOPS 可隨單個系統(tǒng)中存在的節(jié)點(diǎn)數(shù)量線性擴(kuò)展。由于平衡的數(shù)據(jù)分布、自動重新平衡和分布式處理，OneFS 能夠在系統(tǒng)擴(kuò)展時利用額外的 CPU、網(wǎng)絡(luò)端口和內(nèi)存。圖 3. OneFS 線性可擴(kuò)展性為了滿足各種工作流的需求，OneFS提供跨所有節(jié)點(diǎn)的全局一致性緩存。每個存儲節(jié)點(diǎn)都包含標(biāo)準(zhǔn) cache（ 6 GB 至 96 GB）

26、，緩存總數(shù)隨著集群中添加更多節(jié)點(diǎn)而增長，一個存儲系統(tǒng)中緩存可擴(kuò)展到 13.8 TB。此外，OneFS 讓存儲系統(tǒng)管理員能夠按文件或按目錄指定工作負(fù)載的類型，從而對特定文件/目錄的訪問模式是隨機(jī)、并發(fā)還是順序的。這種獨(dú)特功能使 OneFS 能夠定制磁盤上的布局決策、緩存保留策略和數(shù)據(jù)預(yù)取策略，以便最大限度提高各個工作流的性能。管理新一代數(shù)據(jù)中心的重點(diǎn)是以可持續(xù)、可擴(kuò)展和高效，成功的關(guān)鍵是減少管理復(fù)雜性。OneFS 旨在簡化管理活動，并在總體系統(tǒng)擴(kuò)展時保持這種簡單性，如圖 4 所示。Isilon可在 60 秒內(nèi)增加節(jié)點(diǎn)，從而添加性能和/或容量，且無須配置RAID、卷和文件系統(tǒng)。同時，借助 Smar

27、tConnect 和 Autobalance，避免手動數(shù)據(jù)及連接重新均衡。在系統(tǒng)管理員添加新的存儲資源后，下一個步驟通常是將現(xiàn)有存儲設(shè)備中的內(nèi)容手動遷移到新設(shè)備中，以便均衡資源之間的容量。Isilon IQ 在擴(kuò)展時自動遷移內(nèi)容，徹底消除了中斷企業(yè)應(yīng)用程序的必要性。使用其 AutoBalance功能，可在60秒內(nèi)將新的存儲節(jié)點(diǎn)添加到Isilon IQ集群。節(jié)點(diǎn)打開、網(wǎng)絡(luò)電纜連接后，AutoBalance通過集群的互連后端交換機(jī)，立即著手將現(xiàn)有存儲節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)容移至新添加的節(jié)點(diǎn)，在集群的所有節(jié)點(diǎn)中重新平衡全部內(nèi)容并實(shí)現(xiàn)最大的利用率。圖 4. OneFS 的簡單性與傳統(tǒng) NAS 的復(fù)雜性Isilon

28、 IQ 的“即插即用”的設(shè)計，使很多工作可以自動完成，再也不用與其他高端系統(tǒng)那樣進(jìn)行手工操作了。只要花費(fèi)幾分鐘時間就能夠完成Isilon IQ集群的初始安裝和配置，對容量進(jìn)行擴(kuò)容就更為簡單了，正如一個客戶所說：“使用Isilon存儲系統(tǒng)，能容易地添加新的節(jié)點(diǎn)。而原來在SAN上擴(kuò)容則是另外一回事不僅復(fù)雜，且特別耗時。”O(jiān)neFS的另外一個自動功能是SmartConnect。SmartConnect功能支持存儲節(jié)點(diǎn)間的客戶端連接負(fù)載均衡、動態(tài) NFS故障轉(zhuǎn)移和客戶端連接故障恢復(fù)，以最佳地利用集群資源。由于無需安裝客戶端驅(qū)動器，管理員能夠輕松管理龐大而且數(shù)量不斷增加的客戶端，即使遇到系統(tǒng)故障也可以放

29、心，讀寫操作將會成功完成，且不會失敗。 SmartConnect采用智能策略（即CPU使用率、連接數(shù)、吞吐率）來簡化連接管理任務(wù)，方法是根據(jù)已定義的策略在集群內(nèi)自動分布客戶端連接，從而實(shí)現(xiàn)性能的最大化。 而 Isilon IQ 存儲系統(tǒng)構(gòu)建了單一存儲池，消除管理多個“存儲孤島”（服務(wù)于不同的用戶群和應(yīng)用程序）所產(chǎn)生的成本。Isilon IQ 存儲系統(tǒng)使用簡便，管理幾十TB和管理幾個PB都只要一個管理員。 數(shù)據(jù)保護(hù)傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)擴(kuò)展時，在規(guī)模尚小時適用的技術(shù)在規(guī)模較大時變得不再適用，RAID 就是最好的例子。OneFS不依賴基于硬件的RAID技術(shù)來提供數(shù)據(jù)保護(hù)。OneFS包含核心技術(shù)FlexPro

30、tect，此技術(shù)利用 Reed-Solomon 編碼來提供冗余和可用性。FlexProtect 可以提供針對最多四個同時發(fā)生的全節(jié)點(diǎn)或單個驅(qū)動器的故障的保護(hù)，并且在集群規(guī)模擴(kuò)展時，F(xiàn)lexProtect 可以滿足確保將單個故障的重新構(gòu)建時間縮至最短這一要求。FlexProtect是OneFS中的一項(xiàng)重要創(chuàng)新技術(shù)，它采用特定于文件的方法來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)，為每個文件單獨(dú)存儲保護(hù)信息。這種獨(dú)立保護(hù)允許將保護(hù)數(shù)據(jù)連同文件數(shù)據(jù)一起散布在整個集群中（請參見圖 5），從而在需要時大幅提高數(shù)據(jù)訪問和重建的潛在并行度。舉例來說，Isilon的“n+2”雙ECC糾錯在單一集群和文件系統(tǒng)內(nèi)最多允許磁盤或整個節(jié)點(diǎn)同時出

31、現(xiàn)兩個故障。每個文件皆在集群內(nèi)的多個節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行塊級拆分，其中每個數(shù)據(jù)塊有兩個奇偶校驗(yàn)塊級拆分。與“n+1”單奇偶校驗(yàn)不同，如果此次重建過程中出現(xiàn)了第二個故障，所有數(shù)據(jù)仍全部可用，因?yàn)樽畛跻淹ㄟ^雙重ECC保護(hù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行了塊級拆分。相反，如果同樣的情形發(fā)生在使用 RAID5 的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，則將造成數(shù)據(jù)丟失，而且無法恢復(fù)。Isilon 工程師估計，n+2 RAID的平均故障間隔時間(MTBF)比單奇偶校驗(yàn)RAID的長100倍?，F(xiàn)在，設(shè)想一下，Isilon Systems的這種功能最高達(dá)到“n+4”，使得任何集群存儲系統(tǒng)均可以承受驅(qū)動器或整個節(jié)點(diǎn)的四個同時故障，這是史無前例的，Isilon Systems是可用性最高的解決方案。圖 5. OneFS N+4 數(shù)據(jù)保護(hù)SyncIQ軟件：快速而可靠的基于文件的復(fù)制企業(yè)希