3.1.8  CPU,、緩存和存儲(chǔ)性能

很多用戶在進(jìn)行產(chǎn)品對(duì)比和設(shè)備選型的時(shí)候,，經(jīng)常以CPU和緩存的大小、主機(jī)端口的數(shù)量來(lái)判斷存儲(chǔ)設(shè)備性能的好壞,。許多用戶片面地會(huì)認(rèn)為CPU快,、緩 存大、接口數(shù)量多的設(shè)備性能要好,。因此在設(shè)備選型,、編寫(xiě)招標(biāo)技術(shù)要求時(shí)也經(jīng)常以CPU和緩存的大小、主機(jī)端口數(shù)量來(lái)作為是否采用的重要甚至惟一標(biāo)準(zhǔn),。

存儲(chǔ)的性能好壞不是簡(jiǎn)單地對(duì)比CPU和緩存大小的就可以區(qū)別好壞,，如果你認(rèn)為可以，那么你還沒(méi)有真正了解存儲(chǔ),，對(duì)存儲(chǔ)還只是一知半解,。

中高端的FC存儲(chǔ)和iSCSI存儲(chǔ)都是基于控制器架構(gòu)的，存儲(chǔ)性能的好壞關(guān)鍵在于控制內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，設(shè)計(jì)先進(jìn)的控制器可能處理效率非常高,，因而并 不一定要求很高速的CPU，也不需要很大的緩存,。設(shè)計(jì)不好的存儲(chǔ)即使采用了很好的CPU,、很大的緩存，其性能也不見(jiàn)得就好,。如在XX行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)中,，為了獲 得700MB～800MB的大帶寬，有的存儲(chǔ)設(shè)備只需要2GB～4GB的緩存,，而有的存儲(chǔ)即使采用32GB的超大緩存,，其帶寬性能仍然很低,。另外，增加緩 存是否能提升性能還要看存儲(chǔ)應(yīng)用業(yè)務(wù)環(huán)境的好壞,。在數(shù)據(jù)庫(kù),、小文件應(yīng)用環(huán)境中增大緩存會(huì)大幅度提高寫(xiě)帶寬，當(dāng)然前提是后端磁盤(pán)性能會(huì)達(dá)到極限,。但對(duì)于大文 件讀取的應(yīng)用環(huán)境,，增加緩存所帶來(lái)的性能提升幅度并不大。

NAS存儲(chǔ)設(shè)備和一些中低端的iSCSI都是基于PC架構(gòu),，其核心部分就是一臺(tái)PC服務(wù)器,，它的性能會(huì)因CPU和內(nèi)存變化而發(fā)生變化，但變化也有一 定的范圍,。這類存儲(chǔ)性能一般取決于自身操作系統(tǒng)設(shè)計(jì),、文件系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)檢索等方面的設(shè)計(jì)，而不是CPU和緩存,。先進(jìn)高效的文件系統(tǒng)可使存儲(chǔ)產(chǎn)品對(duì) 外提供非常高的性能,。NETAPP的高端NAS之所以性能好，就是因?yàn)樗鼉?nèi)部有一個(gè)非常高效的文件系統(tǒng),，而不是因?yàn)镃PU好和緩存大,。

另外，對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)講,，主機(jī)接口的數(shù)量很多時(shí)候只能表示存儲(chǔ)設(shè)備區(qū)有一定的擴(kuò)展能力,，即可以直連更多的主機(jī)和交換機(jī)，而不能表示性能更高,。存儲(chǔ)產(chǎn) 品的性能是由控制器決定的,，但主機(jī)端口增加到一定數(shù)量，足以完全輸出存儲(chǔ)設(shè)備的最大性能時(shí),，增加再多的主機(jī)端口也不會(huì)增加性能,。因此不能片面地相信主機(jī)端 口越多性能就越高的說(shuō)法。

希望用戶在選擇存儲(chǔ)設(shè)備時(shí),，能夠合理和正確地對(duì)待CPU,、緩存和接口等技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)自己系統(tǒng)的應(yīng)用類型和帶寬,、IOPS等指標(biāo),，合理地選擇存儲(chǔ) 設(shè)備。同時(shí)拿到一定產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)或產(chǎn)品的宣傳彩頁(yè),，千萬(wàn)別完全迷信上面所寫(xiě)的技術(shù)參數(shù),，更別相信8個(gè)４GB的FC就能提供3200GB帶寬，８?jìng)€(gè)以太網(wǎng)接 口就能提供800MB帶寬,。

3.2  網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)

3.2.1  網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)分類

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)是基于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一種通用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ),。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)大致分為3種：直連式存儲(chǔ)（DAS：Direct Attached Storage）,、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備（NAS：Network Attached Storage）和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（SAN：Storage Area Network）。

直連式存儲(chǔ)（DAS）：一種直接與主機(jī)系統(tǒng)相連接的存儲(chǔ)設(shè)備,，如作為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬件驅(qū)動(dòng),。到目前為止，DAS仍是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法,。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備（NAS）：一種采用直接與網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)相連的特殊設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的機(jī)制,。由于這些設(shè)備都分配有IP地址，所以客戶機(jī)通過(guò)充當(dāng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的服務(wù)器可以對(duì)其進(jìn)行存取訪問(wèn),，甚至在某些情況下,，不需要任何中間介質(zhì)，客戶機(jī)也可以直接訪問(wèn)這些設(shè)備,。

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（SAN）：存儲(chǔ)設(shè)備相互聯(lián)接且與一臺(tái)服務(wù)器或一個(gè)服務(wù)器群相連的網(wǎng)絡(luò)。其中的服務(wù)器用作SAN的接入點(diǎn),。在有些配置中,，SAN也與網(wǎng)相 連。SAN中將特殊交換機(jī)當(dāng)作連接設(shè)備,。它們看起來(lái)很像常規(guī)的以太網(wǎng)交換機(jī),，是SAN中的連通點(diǎn)。SAN使得在各自網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)相互通信成為可能,，同時(shí)帶來(lái) 了很多有利條件,。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)通信中使用到的相關(guān)技術(shù)和協(xié)議包括SCSI、RAID,、iSCSI以及光纖信道,。一直以來(lái)SCSI支持高速、可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),。RAID（獨(dú) 立磁盤(pán)冗余陣列）指的是一組標(biāo)準(zhǔn),，提供改進(jìn)的性能和/或磁盤(pán)容錯(cuò)能力。光纖信道是一種提供存儲(chǔ)設(shè)備相互聯(lián)接的技術(shù),，支持高速通信（將來(lái)可以達(dá)到 10Gbps）,。與傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)，如SCSI相比,，光纖信道也支持較遠(yuǎn)距離的設(shè)備相互聯(lián)接,。iSCSI技術(shù)支持通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備間雙向的數(shù)據(jù)傳 輸，其實(shí)質(zhì)是使       SCSI連接中的數(shù)據(jù)連續(xù)化,。通過(guò)iSCSI,，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器可以應(yīng)用于包含IP的任何位置，而作為Internet的主要元素,，IP幾乎無(wú)所不在,。

各種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的示意圖如圖3-6所示,。

3.2.2  SAN存儲(chǔ)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)（2）

（3）存儲(chǔ)和主機(jī)的電氣獨(dú)立時(shí)代的lun的概念

在磁盤(pán)陣列和磁帶庫(kù)大行其道的時(shí)代,，存儲(chǔ)越來(lái)越智能化,，越來(lái)越像一個(gè)獨(dú)立的機(jī)器，實(shí)際上存儲(chǔ)和主機(jī)的電氣獨(dú)立本來(lái)就是一個(gè)必然趨勢(shì),，在存儲(chǔ)越來(lái)越重要的時(shí)代,，存儲(chǔ)要獨(dú)立出來(lái)是必然的事。

如果把存儲(chǔ)當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的主機(jī),，理解起來(lái)就很簡(jiǎn)單了,。說(shuō)到lun的概念的時(shí)候,，就要分為兩個(gè)層面。一個(gè)層面就是在陣列這個(gè)機(jī)器的OS識(shí)別到的范圍,， 一個(gè)層面就是服務(wù)器的OS識(shí)別到的范圍,。這兩個(gè)層面是相對(duì)獨(dú)立的，因?yàn)槿绻汛鎯?chǔ)當(dāng)作一個(gè)主機(jī)來(lái)看,，那么它自然有自己的device,、target、 lun之說(shuō),，而服務(wù)器也有自己的device,、target、lun之說(shuō),。另一方面,，這兩個(gè)層面又是相互關(guān)聯(lián)的，一個(gè)陣列的控制系統(tǒng),，大多都有虛擬化的功 能,，陣列想讓主機(jī)看到什么樣的內(nèi)容，主機(jī)才能看到相應(yīng)的內(nèi)容,。當(dāng)然,，服務(wù)器識(shí)別到的最小的存儲(chǔ)資源，就是lun級(jí)別的,。那么主機(jī)的HBA卡看到的存儲(chǔ)上的 存儲(chǔ)資源就主要靠?jī)蓚€(gè)設(shè)備來(lái)定位,，一個(gè)就是存儲(chǔ)系統(tǒng)的控制器（target），一個(gè)就是lun id,，這個(gè)lun是由存儲(chǔ)的控制系統(tǒng)給定的,，是存儲(chǔ)系統(tǒng)的某部分存儲(chǔ)資源。

（4）lun masking,、lun mapping

有了獨(dú)立的磁盤(pán)陣列之后,，服務(wù)器只要看到存儲(chǔ)的控制系統(tǒng)，就有可能使用磁盤(pán)陣列的磁盤(pán)資源,，但是磁盤(pán)陣列不可能只為某一個(gè)服務(wù)器來(lái)使用,，所以它必須 管制主機(jī)使用某部分磁盤(pán)資源。這個(gè)管制分為兩個(gè)部分：一部分就是lun mapping,類似于綠色通道,，就是保證服務(wù)器能看到某部分存儲(chǔ)資源；一部分就是lun masking,，類似于警戒線,，就是保證服務(wù)器只可訪問(wèn)給它分配的存儲(chǔ)資源，不可訪問(wèn)沒(méi)分配給服務(wù)器的資源,。

實(shí)現(xiàn)lun masking和lun mapping有3種方法,，一個(gè)是基于存儲(chǔ)控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)置，一個(gè)是基于存儲(chǔ)交換系統(tǒng)來(lái)設(shè)置，一個(gè)是基于服務(wù)器OS來(lái)設(shè)置,。

基于存儲(chǔ)控制系統(tǒng)的設(shè)置是比較常見(jiàn)的設(shè)置,，很多磁盤(pán)陣列的控制系統(tǒng)本身就能設(shè)置lun被某服務(wù)器看到，比如FastT的partition功能,。

基于存儲(chǔ)交換系統(tǒng)的設(shè)置也是一種常用的方法,，比如常說(shuō)的zoning。

基于服務(wù)器OS的設(shè)置,，比較少采用,。

（5）lun的多路徑（multi-path）

現(xiàn)在，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越發(fā)達(dá),，一個(gè)lun有多條通路可以訪問(wèn)也不是新鮮事了,。服務(wù)器使用多個(gè)HBA連接到存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)又可能是由多個(gè)交換設(shè)備組 成,，而存儲(chǔ)系統(tǒng)又可能有多個(gè)控制器和鏈路,，lun到服務(wù)器的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)鏈路又可能存在著多條不同的邏輯鏈路。那么,，必然的,，同一個(gè)physical lun在服務(wù)器上必然被識(shí)別為多個(gè)設(shè)備。因?yàn)镺S區(qū)別設(shè)備用的是總線,、target id,、lun id，只要號(hào)碼不同,，就是不同的設(shè)備,。

由于上面的情況，多路徑管理軟件應(yīng)運(yùn)而生,，比如emc的powerpath,，這個(gè)軟件的作用就是讓操作系統(tǒng)知道哪些操作系統(tǒng)識(shí)別到lun實(shí)際上是一 個(gè)真正的physical lun，具體的做法就是生成一個(gè)特別的設(shè)備文件,，操作系統(tǒng)操作這個(gè)特殊的設(shè)備文件,。設(shè)備文件+driver+firmware的一個(gè)作用，就是告訴操作系 統(tǒng)該怎么使用這個(gè)設(shè)備,。就是說(shuō),，多路徑管理軟件從driver和設(shè)備文件著手，告訴了操作系統(tǒng)怎么處理這些身份復(fù)雜的lun,。

3．關(guān)于備份（Backup）和高可用性（High availability）

備份,，從字面的意思來(lái)理解，其實(shí)就是現(xiàn)時(shí)存在和應(yīng)用的一個(gè)實(shí)體的后備實(shí)體,。

高可用性,，即硬件的環(huán)境,、設(shè)施、數(shù)據(jù),、應(yīng)用系統(tǒng)等,，在復(fù)雜環(huán)境下可用的能力和可能達(dá)到的一個(gè)較高的值；在現(xiàn)實(shí)世界里,，都講究穩(wěn)定,、可靠，所以經(jīng)常在計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)里,，涉及高可用性和備份等元素,。

對(duì)于備份主要說(shuō)以下幾個(gè)方面。

（1）設(shè)備的備份

設(shè)備的備份,，也就是除使用的設(shè)備之外,，采取相同或類似的設(shè)備做后備。

比如在服務(wù)器上采用冗余電源,，也叫后備電源,，使用單獨(dú)的硬盤(pán)來(lái)做RAID的備用盤(pán)，也叫熱備盤(pán),。

如果采取單獨(dú)的一臺(tái)服務(wù)器來(lái)做后備,，這就成了主機(jī)的備份，主機(jī)的備份有很多種方式,，比較著名的就是所謂的cluster,、雙機(jī)熱備和雙機(jī)容錯(cuò)，它們 有一個(gè)共同的特點(diǎn),，就是都是為了實(shí)現(xiàn)主機(jī)的備份,，即某一個(gè)主機(jī)失效了，由另外一個(gè)主機(jī)頂替它來(lái)運(yùn)行,。實(shí)現(xiàn)主機(jī)熱備的軟件有很多,，比如IBM的HACMP、 HP的MCSG,、SUN的sun cluster,、Compaq的Ture Cluster、Veritas的VCS,、EMC的autostart,、ROSE HA等。

（2）數(shù)據(jù)的備份

數(shù)據(jù)的備份,，就是在現(xiàn)時(shí)使用的數(shù)據(jù)之外,，實(shí)現(xiàn)或設(shè)置另外一份不同物理體現(xiàn)的、內(nèi)容相同的有效數(shù)據(jù)復(fù)制,，比如將生產(chǎn)數(shù)據(jù)復(fù)制到磁帶上,，就是一種數(shù)據(jù)備份方式。比如將生產(chǎn)數(shù)據(jù)復(fù)制到磁盤(pán)的另一個(gè)分區(qū),、另一個(gè)文件系統(tǒng)或者復(fù)制到別的主機(jī)的磁盤(pán)上等,，都是一種數(shù)據(jù)備份的方式。

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份的軟件有很多,，比如一些磁帶操作的小工具,，tar、cpio等,，大的工具軟件有EMC Networker,、Symantec Netbackup、CommVault,、tapeware等,，數(shù)據(jù)復(fù)制的工具就更多了，操作系統(tǒng)的復(fù)制命令,、EMC replicator,、srdf等。

（3）應(yīng)用系統(tǒng)的備份

應(yīng)該說(shuō)應(yīng)用系統(tǒng)的備份,，包含了以上兩種備份,，因?yàn)橐粋€(gè)完善的應(yīng)用系統(tǒng)，其設(shè)備和數(shù)據(jù)都是要求有備份的,，除此之外,，作為一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，它還包含了業(yè)務(wù)程序,、人員,、業(yè)務(wù)邏輯、外部環(huán)境等一系列讓?xiě)?yīng)用運(yùn)行的內(nèi)容,。

在這個(gè)層面,，就有一個(gè)遠(yuǎn)程容災(zāi)。遠(yuǎn)程容災(zāi),，就是在生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)境之外,，在相隔較遠(yuǎn)的物理空間，構(gòu)建相同或類似的一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),，以達(dá)到在必要的時(shí)候頂替原生產(chǎn)系統(tǒng)工作的           目的,。

要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程容災(zāi)的目的，除了外部環(huán)境,，比如機(jī)房,、電力、后勤保障,、人員配備,、業(yè)務(wù)程序之外,，我們比較著重的一個(gè)環(huán)節(jié)，就是數(shù)據(jù)的問(wèn)題,，也就是在兩個(gè) 系統(tǒng)之間要保證數(shù)據(jù)的相對(duì)一致,，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的方法有很多，比如磁盤(pán)陣列之間的卷復(fù)制,、兩個(gè)主機(jī)之間文件系統(tǒng)上的復(fù)制等,。當(dāng)然，在一個(gè)系統(tǒng)里,，把數(shù)據(jù)用磁 帶導(dǎo)出來(lái),，快遞到另外一個(gè)系統(tǒng)地點(diǎn)，再用磁帶把數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)去,，也不能說(shuō)不是一個(gè)辦法,，但是這樣操作，經(jīng)常會(huì)和業(yè)務(wù)的邏輯相違背,。

可用性是指在各種復(fù)雜環(huán)境下,，數(shù)據(jù)、應(yīng)用等計(jì)算資源都可以保持使用的能力和可能性,。比如服務(wù)器配備冗余電源,，就提高了服務(wù)器的可用性，即一個(gè)電源工 作不正?；蛘吣芰Σ粔虻臅r(shí)候,，服務(wù)器不受影響。再比如,，磁盤(pán)陣列采用雙控制器,，當(dāng)某個(gè)控制器和鏈路工作不正常的時(shí)候，數(shù)據(jù)的訪問(wèn)能平滑地過(guò)渡到另外一個(gè)控 制器上和鏈路上,，這也提高了數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)設(shè)備的可用性,。

那么高可用性就是一切為了提高系統(tǒng)可用性的實(shí)現(xiàn)方法和結(jié)果，就是cluster或者雙機(jī),。為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)的高可用性,，其中一個(gè)環(huán)節(jié)就是實(shí)現(xiàn) 服務(wù)器的高可用性，就是某服務(wù)器失效或者能力不足時(shí),，應(yīng)用能平滑地過(guò)渡到另外的主機(jī)上,，也就是說(shuō)對(duì)于應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，服務(wù)器保證了相對(duì)的可用性,。

那備份和高可用性有什么區(qū)別呢,？這是兩個(gè)不同的概念，它們的著眼點(diǎn)是不同的。備份只是保證了有后備,，而高可用性則是為了保證應(yīng)用的盡快恢復(fù),。打個(gè)比 方，備份就好比買(mǎi)保險(xiǎn),，買(mǎi)保險(xiǎn)不能保證平安無(wú)事,，但是肯定能減輕損失。高可用性,，就是安全氣囊、ABS,，能快速地重新開(kāi)始或者說(shuō)將危險(xiǎn)消弭于萌芽時(shí)刻,。所 以說(shuō)做備份和提高可用性，兩手都不可放松,，也不互相矛盾,。