基于存储网格的关键技术

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一.引言    

 随着网格技术的迅猛发展，存储网格的重要地位日益凸显。网络中的每一项运算都必须有强大的存储功能提供支持。而该功能背后的关键就是要使分布式数据库、存储设备、文件系统等多个层面的技术应用进行有机整合，从而构成一个理想的网格存储环境。

二.存储网格

1.存储网格的概念

海量数据的网格计算基础是存储，我们可以称之为存储网格。存储网格是指运用网格思路和技术，包括虚拟化和开放标准。实现分布、异构的存储和数据一体化，为各类网格应用服务。就像计算网格一样，存储网格也是一种有机的”智能单元(smartcell)”的组合，各个”智能单元”之同可以有效地协同工作。而这种所谓的”智能单元”，则是由一些基础的硬件来组成。其职责包括有效地处理I／O、做一些基本的计算、存储信息等等。这些硬件架构都是基于工业标准来实现和完成的。

2.存储网格体系结构

NetApp存储网格既可应用于SAN(存储区域网)环境，又可应用于NAS(网络附加存储)环境，是对其它业界领先厂商所推崇的计算网格的理想补宛。它提供快速简单的对于容量、性能、服务质量和连接协议的可升级性，可对用户所有数据进行统一查看和管理，远远超出当前有限的虚拟化实现途径，还可优化分布式企业远程数据访问的性能。存储网格架构可实现数据库和企业之问更紧密的应用整合。提供更高的数据保护，并可基于策略更简单地管理数据资源。这些优势极大降低了用户在购买、扩容和管理时的费用，它是下一代信息周期管理(ILM)的理想平台。

NetApp存储网格共分四层：第一层为用户的各类业务应用，第二层为存储网络层。提供各类设备的连接。第三层为网格管理层，使用文件服务器与全局命名空间对整个存储网格进行管理，第四层为用户实际存放数据使用的存储设备。

从NetApp存储网格可以通过由Spinnaker公司开发的SpinNP协议来实现。通过该协议。数以千计的单一的存储系统之间都可以进行对话和数据的沟通。方便用户使用的存储网格，对于企业的管理者来说也十分有效。比如，管理者有时会需要将数据文件从一个高性能光纤存储器转移到另一个性能较低的存储器中，这时，通过SpinNP协议，管理者能够在文件访问的同时进行文件迁移，实现了不中断的数据迁移。

3.存储网格新产品及其关键技术

NetApp提供了能够满足企业需要的优化存储解决方案。在存储预配置、集群、数据移动以及镜像方面，NetApp拥有业界领先的专业知识，同时，它还可以提供很高的性能。并且能够对容量进行扩展，从而为高性能网格和独立计算环境提供高性能的网格存储，在这一领域占据了独一无二的地位。NeLApp最近发布的最新版企业级存储软件一Data ONTAP 7G。

Data ONTAP 7G针对存储网格进行设计，是向更高级的网格功能不断发展过程中的又一进步，在扩展和传播存储网格理念方面具有里程碑式的重要意义。它实现了与所有NetApp统一存储产品的无缝集成，并将具有突破性的存储管理技术引入了企业中，而且能够集中多个存储资源，从而实现将整个系统的容量和性能提供给所有的数据集，它是一个动态虚拟化引擎，可将各存储部件整合成智能的、自我优化的存储池，将数据管理功能在每个单独应用数据组得到圆满实现。用户应用Data ON—TAP 7G及其先进的虚拟化性能可成倍地提高存储利用率，并显著降低在复杂应用环境下的存储管理成本。

实现这些功能的核心是NetAPP FiexVol 和FlexClone技术。这两种技术相结合，为实现未来的网格体系结构提供了无与伦比的管理功能，能够满足这一体系结构的需要，将存储资源以内部逻辑形式汇合成存储池以自动管理细化的数据，使管理者能通过任意伸缩逻辑卷以满足存储需求的变化。由于存储可在线进行智能分配，甚至是生产环境下不受影响地进行再分配，直接效益就是更低的存储管理成本节省时间。立即为企业组织提供多种优势。

(1)NetApp Flexvol技术提供了真正的存储虚拟化解决方案，创造了动态虚拟化的、灵活的数据存储方式，从而消除了性能和利用率的损耗，废除了陈旧的存储理念，即存储卷必须与特定的物理或逻辑磁盘所绑定。它具有很高的灵活性，可以快速方便地适应企业不断变化的需求。nexVol技术可以自动集中存储资源，便于在一个大型磁盘池中创建多个灵活的卷。这一灵活性可以简化操作，最大限度地提高利用率和效率，并可以快速、无缝地进行修改。利用NetApp存储解决方案，可以随时随地根据需要以最低成本增加存储容量，并且无需中断业务运作。FlexVol使得NetApp公司先进的数据管理功能，例Snapshot的point—in-time数据备份。以及SnapMirror的远程复制功能，对于每个应用数据组的独特需求得以精确实现，同时可为大到磁盘存储池、小到最小的数据组提供最佳性能。FlexVol还允许动态和不问断的存储卷的自动配置(增长或缩减)，以促进基于精简容量自动配置的存储应用。

(2)NetApp FiexClone技术实现了真正的克隆，能即时复制数据卷和数据集，并且在生成副本时无需增加存储空间。每个克隆卷都是透明的虚拟副本，可用在基本的企业运作方面，例测试和补丁修复、平台和升级检查、针对大型数据集的多个模拟数据集、远程办事处的测试和分级以及特定市场的产品多样化等。NetApp FlexClone能以最小的开销节约空间。

FlexClone可使FiexVol数据组近乎瞬时地产生多份、独立的可写映像，并且不需要消耗任何存储空问。被复制的数据可以用多种方式被处理或测试，而不会对原始数据产生任何影响，并且只有克隆数据发生变化时才消耗额外空间。而其他厂商的类似功能，其复制数据所占用的空问和原始数据集占用的存储空问是同样大的。它代表了数据库应用和建模方面的创新性突破。

应用测试和研发不得不面对错综复杂的环境，以及管理多份的复制拷贝而产生的存储损耗。FiexClone是一种变革性的技术，与其他厂商的技术相比，通过简单操作即可实现，并由于大大提高了空问利用率而为用户节省了巨额成本。

4.存储网格的解决的难题

存储网格是将来存储管理的方向已经不容置疑，其中最大的优势是在NetApp提供的全局命名空问中。无论文件的物理存储位置在哪里，只需知道文件名。就可以轻易找到所需文件。在文件移动后，用户仍然只输入文件名即可迅速找到文件。其统一管理的优势在降低了管理成本的同时提高了存储管理效率。

其实存储网格最本质的特点也是其共享功能，不同架构存储系统之间的共享。虽然使用以前的技术也能够实现目前的存储网格的功能，但所需要进行再次开发的工作最大大增加，而利用存储网格。则可以将任何一个NAS、SAN作为存储网格的一个节点进行管理。它不仅能够跨越不同的硬件和操作系统平台。更重要的是。它超越了数据中心的集中式存储管理，可以扩展到校园网、城际网、广域网等环境。进行分布式的管理和控制。

四.结束语

随着时问的迁移。存储网格将会像今天的SAN一样，成为整个企业级架构的典范。存储网格不仅仅是未来的趋势和理念，更是今天实实在在存在的服务和产品。仅就存储网格的概念、体系结构、研究存储网格新产品及其关键技术进行了阐述和分析，希望能对我国的存储网格技术的研究和应用起到推波助澜的作用。