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各家Scale-Out NAS差異 業界專家細說分明

2013-02-08
資料增長的因素,很可能來自於不同面向,甚至是多種因素的組合,例如因為企業推出更多營運服務,造成資料增長,或是前端存取資料的使用者從數千人增加到上萬人,也讓存取的需求不斷激增,當各種條件因素同時促使資料增長時,企業對於儲存設備的要求不僅在於空間成長的彈性,同時還需要在處理效能、流量以及管理等方向強化。
如果企業選擇的是PowerVault NX3600系列,那麼就只允許一組雙控制器,再搭配Dell PowerVault MD 3200i以及3600i系列的iSCSI磁碟陣列,倘若企業選擇的是Compellent,最高階的FS8600便可以在單一命名空間內最多建立四組雙控制器,在後端接上四個FS8600儲存裝置,提供最高1PB的可管理容量。

但除了三大儲存設備之外,在Dell流動資料架構(Fluid Data Architecture)之中,重點還包括了流動檔案系統(Fluid File System,FluidFS)設備。這個設備包含了控制器以及Dell在2010年收購Exanet所取得其叢集技術可擴展的檔案系統(Dell Scalable File System,DSFS),而且每一台設備都會以雙控制器的形態呈現。


▲Dell流動資料架構(Fluid Data Architecture)示意圖。(資料來源:Dell)

Dell台灣分公司企業技術系統顧問陳毅達解釋,雙控制器的目的是為了冗餘需求而設,以預防單一控制器出現故障或問題時,可以確保設備仍然不中斷地運行。而DSFS則用來協助Dell目前的統一儲存設備,擺脫傳統架構在效能、規模以及管理面的限制,並且同步擴展效能以及容量空間。

單一命名空間與資料保護功能

簡單地說,流動檔案系統扮演著控制器的角色,而PowerVault、EqualLogic以及Compellent則提供資料儲存空間,這兩者再搭配DSFS,在效能與空間同步增長之外,同時也可以依照資料的屬性,自動化地進行儲存分級,並且對於現行設備的工作狀態進行負載平衡。

「當然,DSFS本身還提供許多資料保護的機制,例如能提供給使用者復原自己意外更改或刪除的文件的快照功能;非同步的檔案系統層級快照式複製;完全複製整體檔案系統,包括共用、匯出及權限,協助簡化災難後的資料回復;網路資料管理通訊協定(NDMP)的標準備份支援,提供本機備份及災難回復等等。」陳毅達指出,這些在儲存端常見的功能,對於資料保護具有一定的效益,另外,基於檔案管理的完整性,Metadata會被複製到另外的LUN中,所有的更新都會被自動地紀錄與校驗。

不過,在Dell流動資料架構中,DSFS還有一個重要的功能,便是單一命名空間(Single Namespace)。這項技術會提供一層虛擬介面,當前端使用者提出資料存取的請求時,這個虛擬介面將會提供虛擬IP,並且針對所有的檔案路徑進行統一的管理。「我們希望企業從Scale-Up NAS跨越到Scale-Out NAS的過程中,同時也能轉換管理思維,從過去習慣管理硬體組態的心態,直接進入到管理資料的層級。」

他指出,當企業進入海量或巨量資料需求時,管理能否簡化是企業必須關注的一個項目,在如此大量的資料下,如果每一份資料路徑的改變都必須手動處理,勢必會增加許多管理上的負擔,單一命名空間的功能就是可以讓擴充之後的整個NAS 平台依然只有一個Name Space,使用者在不知道真實的文件檔案路徑的情況下,也能順利地取得想要的資料。

跳脫傳統備份思維

從資料保護的角度來看,只要資料存在一天,備份的工作就不可少。然而資料太大,企業勢必會面臨備份窗口的問題。「如果企業內部的資料量有20PB,每天想要進行一次全備份,當然在執行上會有很大的難度,這個時候就必須有資料分層的概念。」


▲FluidFS適用於多種環境,圖為桌面虛擬化環境的運用。(資料來源:Dell)

陳毅達提到,過去大家所熟悉的資料分層都是從硬體思維出發,第一層用速度最快的SSD、第二層用SAS硬碟,第三層用容量較大的SATA硬碟,但是這裡的資料分層卻是針對資料的分類,對於企業來說,並非每一筆資料都有異動,甚至有些可能長達三個月或半年完全沒有異動過,像這類的資料量是否有必要每天都進行全備份一次是有待商榷的,對於這些沒有存取需求的資料,應該從備份的角度轉到歸檔的思維,從此之後,資料仍有保有一份,只是這些資料可以放在較便宜的儲存媒體之中,並且維持使用者在某天仍有存取的需求時,仍可以隨時被存取的彈性,如此一來,便可以大量減少備份的挑戰。

NetApp跨越橫向縱向

同樣都是將自家原有的儲存設備整合到Scale-Out NAS的解決方案中,NetApp的Scale-Out NAS解決方案,除了可以橫向擴充之外,還可以保留Scale-Up的優勢,這因為NetApp對自家NAS設備提供了資料就地升級(Data in-place Upgrade)技術的緣故。

傳統上,當Scale-Up NAS遇到效能不足的問題時,企業必須採購一台效能更好的儲存設備來進行資料升級,而資料原位升級功能可以讓企業只需重新採購儲存設備的控制器,直接擴充資料的承載上限,因而不需將資料搬移到另外的空間,所有的資料都可以保留在原來的環境而無需變動。

正是基於這項功能,NetApp保留了向上升級的優勢,而為了也能夠橫向擴展,NetApp在其作業系統Data ONTAP 8.1版之後,在原來的7-Mode版本之外,還增加了Cluster-Mode的版本選項,以協助企業可以在原有的NetApp產品線中就能做到Scale-Out的成效。換句話說,在部署之初,如果企業選擇的是Data ONTAP 8.1 Cluster-Mode,那麼就可以在同樣的設備,例如所有FSA家族系列以及V系列中採取橫向擴充的設計。

NetApp系統技術暨專業服務事業部技術顧問歐力彰說明,Data ONTAP在8.1版之後提供給企業更多的選擇彈性,在面臨資料增長的需求,企業可以選擇直接升級到更高階的產品或者採取Scale-Out NAS架構。「這兩個不同的解決方案的差異性在於,選擇原來Scale-Up方式仍需要有停機時間,即使只是換置控制器,也必須把系統中斷二至三個小時,當企業面臨高度競爭的環境時,就算是二至三個小時的中斷時間,也可能無法接受。因此,在這個情況下,當企業有NonStop考量時,Scale-Out NAS架構就是一個比較好的方式。」

HA架構與功能

在NetApp的Scale-Out NAS架構中,也是以雙控制器為一個單位,採取雙機備援的高可用性(High Availability)機制,以確保系統不中斷運行,當其中一個控制器因故出現問題時,另一個控制器就會即時接手。也因此,企業每次新增就是以一對控制器為單位,在作法上就是一次採購二台FSA家族系列或是V系列的儲存設備,目前最多可以讓12組雙控制器組成一個叢集。


▲NetApp的Scale-Out NAS架構是以雙控制器為一個單位。(資料來源:NetAPP)


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