Flash存储技术在当前企业环境中的运用课件.docx

Flash存储技术在当前企业环境中的运用 尽管目前在企业IT系统以及企业的数据中心里，基于HDD的磁盘存储还占据着绝对的容量份额，但大部分客户都意识到Flash技术给企业应用带来的巨大潜力，而基于Flash的新型存储架构势必给现有架构带来巨大的革命 Flash闪存技术作为存储介质的革命性优势主要体现在两个方面： 性能，相对于传统磁盘每次只能进行一次IO操作，Flash在理论上每个4KB sector都可以互不干扰地进行读写操作，从而具备巨大的并发IO处理能力，同时由于不受限任何机械设备的性能，Flash存储在IO的时延上也具备巨大的优势 存储密度，相对于传统磁盘，构成Flash容量的基础是NAND芯片，而芯片技术是遵循摩尔定律的，在过去5年，NAND单芯片的容量从32MB已经增长到3TB，而且技术上也远没有到达极限，这意味着将来很容易出现几十甚至上百TB的单盘或单卡容量 结合Flash这两方面的优势，以前传统磁盘需要一个或几个机架才能搭建的存储系统，可以很轻松地用一个或几个巴掌大的Flash设备完成 但是，同样使用NAND芯片，不同厂商的不同Flash存储产品在接口形式、IO转换方式、转换技术和使用架构上千差万别，导致最终的性能和可靠性也相差很大。 在目前技术环境下，很难通过一些简单的判断得出那种Flash存储产品更好的结论，企业出于不同的使用目的，在运用Flash存储产品时，需要在性能、功能、可靠性、扩展性和成本之间做出平衡，从而设计出符合业务需要的解决方案。 从Flash存储设备访问方式看，站在Flash存储的位置角度，可以分为两种 In Server，即Flash存储设备以SSD盘或Flash卡的形式，通过主机PCI-e插槽或SAS／SATA接口直接连接主机系统，这种方式具备相对更高的性能，但是Flash存储自身的实现功能较为简单，除了IO访问，几乎没有什么存储管理功能，企业应用如果采用这种方式，需要在OS层面部署针对Flash优化的存储管理软件，在In Server模式下，站在IO访问路径角度，又可以细分为两种模式： Block Device/Logical Device，在IO访问的技术特征上，Flash存储更像内存（平面寻址）而不像传统磁盘设备（顺序寻址），从而并不需要通过复杂的队列和SCSI控制去访问，因此为了追求最大性能，很多设备厂商放弃对传统磁盘接口的兼容，转而通过PCI－e这种高速总线去连接Flash存储，这种访问方式映射到OS就是一个虚拟化的逻辑设备或块设备(类似传统的”卷”设备)；但这种方式由于直接和应用对接，因此要么应用层能完成对存储的管理功能，要么设备驱动自身就必须具备比较完善的存储管理功能，所有的PCI－e Flash卡的厂商几乎都采用这种模式，由于这种模式的性能最好，价格相对也并不是最贵，因此首先被广泛应用在互联网企业，但由于PCI－e Flash卡的厂商通常缺乏存储背景，因此在存储管理的功能上并没有太多的解决方案，而是依赖应用或OS层面实现存储管理功能，除了一些新型分布式应用(自身带存储管理功能或对存储管理没有什么要求)，该模式在传统企业市场还并没有得到大规模使用。 Disk Device，鉴于企业现有架构中，磁盘存储还是占据统治性的地位，出于兼容性的考虑，有很多厂商在性能上进行一些妥协，通过Flash控制芯片，模拟类似磁盘的接口特性，这样在使用上就变得相对简单，不用对原有架构做比较大的改动变化。所有SSD盘的厂商几乎都采用这种模式，其特点是产品价格在所有方案中是最便宜的，但是性能受到两点限制：首先受限磁盘物理尺寸，在内部能铺放的NAND和控制芯片数量有限，其次IO要经过OS内部比较冗长复杂的标准磁盘接口，NAND性能无法得到充分利用，但是即使这样，SSD性能依然能满足大部分应用需求，因此使用范围最为广泛，覆盖了消费市场、中小企业、大型企业、互联网企业等各种环境 无论采用什么方式，企业在运用In Server模式共同的挑战在于以下几点： 可靠性和可用性挑战：即跨主机的数据可靠性和共享能力，因为一旦主机宕机，要想数据能够继续访问，就必需要在主机之间实现跨节点的数据同步，目前Flash存储设备厂商在这方面还没有太好的技术手段。 大规模部署的挑战：即对海量分散在各个主机中的Flash存储设备的管理能力和存储资源整合能力，和消费市场不同，企业数据中心的服务器数量众多，数据量巨大，涉及到的Flash存储设备数以千计，如果无法进行资源的统一管理和分配，企业是无法在数据中心进行大规模部署的。 业务连续性挑战：即数据容灾保障能力，比如在线的数据复制，数据快照、数据迁移这些保障性功能，对于企业数据中心而言都是标准配置要求，而目前Flash存储设备厂商还缺乏对应的解决方案 在没有解决上述几个关键技术挑战前，企业只