最近也遇到了幾個企業IT管理員問了一些問題,大致是“我到底為什么要使用SAN”,如果換了幾年前,我或許直接會這么回答:“SAN可以消除孤島,數據共享”等等等等,但是現在,我不會再拿著這些當初被忽悠的詞句去誤導別人了,至少回答之前要問清楚他目前的業務類型、數據量以及后續需求等。其中有一個人我確實沒有推薦其使用SAN,因為他的業務完全本地盤就已經滿足需求,況且還是使用PC服務器,如果使用小機等擴展性更強的服務器,一臺機器上完全可以擴充到幾十甚至上百塊硬盤,對于一般通常業務來講,有什么理由去拉根線連到外面存儲上取數據呢?
有人會問,數據如果不集中存放的話,備份怎么辦呢?還可以集中備份和LAN-Free么?這個問題,如果熟知現在的備份數據流就根本無需擔心。當前來講,就算是所謂“LAN-Free”也一樣需要數據先從SAN陣列中讀出到主機,然后再從主機寫到備份介質。筆者另一篇文章《亂七八糟的“Free”》中對這些名詞有詳細的解釋。而對于DAS模式下的備份,數據只是從每個服務器本地盤讀出來然后寫到備份介質中,與SAN備份沒有本質區別,甚至速度可以比SAN備份更快。至于所謂“集中備份”,除非使用NDMP設備到設備直接備份模式,那么這個“集中備份”也沒有意義,現在數據先從主機讀出再寫到備份介質依然是主流的備份方式,這與DAS下的備份數據流沒有區別。
在來看看DAS模式下的容災。在SAN模式下,直接通過兩地的陣列做集中的數據遠程復制與接收,確實比DAS模式下每個節點單獨做復制要方便的多,這一點確實算是一個劣勢。但是回頭想想,如果這些節點是處于云中的,由兩個云之間來做容災,那么又會被統一起來。而且目前來講仍有非常大比例的系統采用的是基于應用層的數據復制,而不是底層存儲層,比如OracleDataGuard、DB2的HADR等等,這類復制能夠保證數據一致性并且可回放,底層存儲有時候并不能完全信任,10次有2次會產生應用無法啟動的數據不一致。
另外,SAN的另一個噱頭,即“集中管理”。如果整個數據中心只有少數幾臺集中存儲設備,那管理起來確實比較方便,尤其是對一個尚沒有完善的自動化運維體系的數據中心來講。在配置存儲空間的時候,如果有一套比較好的管理軟件,那么在一個全DAS環境中配置起來也不見得要比配置集中存儲來得復雜。但對于后期維護操作,全DAS存儲環境確實會增加不少復雜度,這就需要一套完善的自動化運維工具和體系來應對這個問題。
至于各種外置存儲所提供的快照、重刪、Thin等數據管理特性,(作者:冬瓜頭(張冬),《大話存儲》及《大話存儲2》作者)隨著芯片性能不斷提升,Raid卡上直接集成這些功能,也將不再是難事。
總之,上述的種種因素,最終都會將目前的傳統外置存儲系統逼上絕路。
2.2.2存儲廠商面對Flash,友善還是敵對?
既然上文中我把Flash看做傳統存儲的死敵,那么目前一些存儲廠商對Flash是什么態度呢?最早痛恨Flash的專業存儲廠商是NetApp。在筆者的另一篇文章《引領潮流、隨波逐流、最后追趕潮流?——在荊棘中掙扎前進的NetApp》中曾經就WAFL與Flash之間的恩怨做過分析。但是不知道當初NetApp反對Flash是不是也有更深一層的擔憂,即Flash或將革掉自己的命。但是大勢不可擋,如今所有主流存儲廠商都針對固態介質做了處理,比如各種動態分級或者緩存技術。NetApp的PAM加速卡就是一張插在其FAS陣列中的PCIEFlash卡,其被用作WAFL文件系統的緩存,而不是直接承載WAFL主體數據。NetApp也曾經說過將來存儲系統中只有兩種介質——SSD+SATA,但至少目前看來,NetApp最新的FAS陣列依然是支持SAS與FC磁盤。
EMC對待固態介質的態度一向都是積極的,他知道固態介質勢不可擋,逃避是沒有用的。也曾經大有信心的說SSD將取代FC盤,并且從FAST1.0到FAST2.0再到FASTVP,一直不遺余力的讓SSD在陣列上發揮最大價值。其他廠商則基本都是追隨者,隨大流,針對SSD也都是不遺余力的支持,包括開發動態數據分級/緩存方案,以及在內核中針對Flash介質特有的IO特性做各方面優化。
FusionIO,一家專做PCIEFlash卡的尖兵廠商,在互聯網后端這個細分市場占據了不少市場份額。互聯網企業IT系統的前端和后端是當今最流行IT技術的發源地,從這里也可以對后續IT領域的發展趨勢掠探一二。FusionIO的卡,說俗了就是一種DAS(DirectAttachedStorage)方式,你能說它相對于SAN方式是一種倒退么?肯定不是,與其說是倒退,不如說是輪回。能在服務器本地滿足的IO性能,何必去花大價錢買個高端存儲而且性能還不夠呢?國內某互聯網公司幾乎明確了他們的觀點,即去IOE,也就是IBM的小機、Oracle的RDBMS以及EMC的高端存儲。從這一點上來看,EMC已經被FusionIO搶了不知道多少單出貨高端存儲的機會。
EMC能不有所動么?這不,EMC發布了所謂“閃電計劃”,也開始搞插在服務器上的PCIEFlash卡作為陣列的前置緩存,然而他肯定不能以后就賣卡為主了,他真正想帶動的還是其陣列,所以“閃電計劃”的最終目的其實是EMC想通過服務器主機端的PCIE卡產生一個鏈帶,后端還是要購買EMC的存儲陣列,所以閃電計劃在互聯網后端肯定是不被買賬的,EMC這段時間好像對互聯網后端額外重視,但是眼巴巴看著金子被別人挖走,心有不甘。收購GreenPlum就是一步棋。就好像看著一座金山,拼命往上爬卻發現腳底打滑,于是就去鞋店大肆采購各種鞋子。
PCIEFlash是所有傳統存儲廠商的對手,雖然有廠商比如NetApp將PCIEFlash卡用到自己陣列里給自己加速,但是敵人永遠是敵人。
固態存儲介質讓傳統外置存儲難受其實還有另外一個原因。傳統外置存儲控制器一般為每臺設備雙控制器,這臺設備后端如果掛太多SSD,由于固態介質響應時間和IOPS“過高”,則會無法發揮出這些ssd的性能,可能在20塊左右就可以飽和一臺中端存儲的性能。如果后續SSD真的全面取代機械盤,那么外置存儲控制器就會成為大瓶頸,陷入不利環境。從這一點上來看,傳統外置存儲走向Scale-Out分布式,增加CPU/RAM與盤數的比例,是支撐全SSD的一個必要條件。
2.2.3VTL已經成為備份軟件廠商的傀儡
VTL也算是一種外置存儲系統。VTL這個東西已經賴乎乎的存在了很長時間了,其幕后始作俑者其實就是一些主流的備份軟件廠商。這些壟斷廠商在操控各種物理帶庫、磁帶機的磁帶和機械手方面擁有大量積累,一般廠商較難掌握,所以這套接口寧愿保留,哪怕介質從磁帶換成了硬盤,操控和數據接口也要保留。對物理帶庫體系的操控、對上層應用的數據接口以及備份之后數據的生命周期管理,這三大件就是這些廠商的生存根基,他們不想失去任何一個。
僅有少數的愿意創新的新型備份軟件廠商或者初創不久的廠商才會去推廣純D2D備份,更加專注于上層的數據備份與恢復管理,探索創新。這些廠商在物理帶庫、機械手等方面基本沒有積累,(作者:冬瓜頭(張冬),《大話存儲》及《大話存儲2》作者)那么他們就是讓VTL徹底退位的人。而隨著存儲廠商越來越看清市場,在數據保護方面發力的廠商會越來越多,傳統體系下的壁壘一定要被沖垮。
而后續低規格大容量的Flash作為備份介質是必經之路,如果那時候的數據和操控接口依然沿用傳統物理帶庫的SCSI流式指令以及機械手控制指令,就非常說不過去了。Flash是可以隨機尋址的,控制Flash選擇和讀寫的是片選器(ChipEnabler)以及ASIC芯片,都是電子器件,何來機械手?任何方面都說不過去。
VTL接口被替代之后,下一步就需要數據記錄格式的替代,讓備份之后的數據直接可以看到,直接可以從備份介質中恢復到源端,而不是使用物理磁帶的格式去讀寫和存放。
所以,傳統物理磁帶以及VTL備份介質體系也即將走向終結。
2.3云計算架構最終會將存儲“埋起來”
既然傳統存儲盒子或將枯萎,那么是否可以做點高層的脫離盒子的東西,比如虛擬化,數據遷移等數據管理方面的“智能一些的盒子”或者方案呢?很不幸的是,這條路可能也將會被堵了。
2.3.1陣列能做的,云幾乎都能做
什么是云存儲或者存儲云?我是這么定義的,傳統外置存儲就是用幾個控制器來掛起后端的磁盤擴展柜,然后對外提供存儲空間;而存儲云就是用一堆服務器上面跑的軟件當做控制器,掛起后端一堆異構廠商的各種存儲介質包括JOBD、雙控或者多控陣列、NAS、VTL、帶庫等等并向外提供各種不同訪問方式的存儲空間。(作者:冬瓜頭(張冬),《大話存儲》及《大話存儲2》作者)服務器集群上跑什么軟件?當然是某種分布式卷或/和者分布式文件系統,這種系統具有原生的異構支持,不管底層使用誰家的陣列,都可以被收納為存儲資源。當然,像傳統陣列一樣,僅僅有了存儲空間就夠了么?存儲云當然還需要做各種數據管理功能,比如容錯、快照、Thin、重刪、動態分級、克隆、遷移、遠程復制、容災等等。這些特性,在一個分布式文件系統或者卷管理系統上是完全可以做的,但是一些比較耗費計算資源的比如重刪,則可以下放給底層設備來做。云為何不信任,或者說不能夠信任底層設備上原配的這些功能呢?答案很簡單,就是異構支持。存儲云中總不可能只有一家設備廠商的設備,而不同廠商的設備之間的這些特性又是不兼容的,所以只有在上面的虛擬化層,也就是分布式數據管理層來處理這些特性,此時,外置存儲系統就是徹徹底底的一塊大硬盤,不管你是EMCSymmetrix還是HDSVSP/USP,還是JOBD,甚至或者是服務器本地磁盤,是否是Scale-Out架構甚至都已經沒有意義,因為上層的虛擬化層自己可以Scale-Out。對于云來講,或許只有磁盤有意義,其他比如JBOD、控制器、Scale-Out架構之類,云統統不在乎。
2.3.2觀VMware動作,體會后續趨勢
當年EMC收購VMware,誰也不曾想到VMware會有今天的市值。如今VMware已經是云架構中的核心角色。既然已經成為核心,那么就有權利發布一系列接口讓別人來適配他。從第一個比較系統的VAAI,到第二個VASA,再到將來會發布的第三代API。
在第一代VAAI中,VMware只是將一些原本由Hypervisor做的數據操作工作下放給了外部存儲系統來做,提高效率,從其全名vStorageAPIsforArrayIntegration就可以隱隱領會出VMware還是比較看重外置存儲的,能夠將重要任務交給它們。
而在第二代VASA(vStorageAPIsforStorageAwareness)中,顯然可以領會到VMware進一步控制外部存儲的欲望,VMware需要了解到更多的外部存儲的信息。做過底層存儲開發的都知道,硬盤驅動程序會探知控制器后面所掛的硬盤的各種信息,包括容量、是否支持WriteBack模式緩存及具體類型、是否支持隊列、最大傳輸單元等等。而VMware這套VASA接口分明就是做了硬盤驅動的工作,以便后續更好的對外置存儲進行控制。(作者:冬瓜頭(張冬),《大話存儲》及《大話存儲2》作者)顯然,外置存儲對于VMware,就相當于一塊大硬盤。
而就在今年的VMworld大會上,VMware的動作已經顯露無疑,VMware計劃將vSphere環境中的存儲管理和精簡配置進行“根本性的”改變,無需再設置LUN、RAID組合NAS掛載點,VMware工程師SatyamVaghani稱新版API將使用工具如I/ODemultiplexer、CapacityPool以及VMVolume。對于這第三代存儲API的細節尚不知,但是從字面來看,第三代API將會對外部存儲實現徹底的大統一,任何存儲廠商在VSphere下都被同質化,誰也別想冒出來,那些傳統的特性對于VMware存儲虛擬層來講,都是小兒科。
各廠商新產品的宣傳噱頭上,除了硬件規格之外(其實硬件規格大家都差不多),就是對固態存儲介質的應用方案,再就是與云搭上邊,也就是Thin以及VMwareAPI支持。
綜上,外置存儲系統在經歷了從服務器內置到外部獨立控制器的進化過程之后,在虛擬服務器的召喚之下,其地位又回到了原點。
3、外置存儲后續的生存和發展空間
這場殘酷的嚴冬,對于國內外置存儲廠商來講,將會是一個異常難熬的過程。而那些專注于硬件上層功能、方案的存儲廠商不會受到太大影響。比如備份容災等,不管底層采用什么介質、什么架構,用戶對備份和容災的投入將是持續的。而且當機械操控協議徹底被廢止,也就是VTL真正被淘汰之后,備份軟件廠商就會更加專注于數據的管理,而且門檻會降低很多,會催生更多競爭者進入,而不再是幾家在機械操控協議和兼容性方面有多年積累的廠商把著那千年陳糠來壟斷市場。當然,這些廠商不能只在備份容災方面發展,“存儲”這個詞不僅僅是硬件盒子+備份容災,比如還有數據管理、應用存儲優化等等
做盒子的傳統外置存儲廠商怎么辦?這類廠商生存在IT生態鏈最底層,鋪開大攤子,拼規格,拼價格拼量,備貨、物流、維護,好不熱鬧,可是這一層卻是利潤最低的。而現在他們的死敵固態存儲介質正在茁壯成長,IT大架構也在向著云方面發展,他們只能望洋興嘆。
傳統存儲廠商轉型迫在眉睫,尤其是那些專注于生產存儲產品的廠商,要么做成全球最大的存儲盒子加工廠,以量取勝,要么就往上走,讓存儲設備直接體現業務價值,而要往生態鏈高層遷徙的話,就必須脫離做盒子的老思想,盒子里面有什么東西能解決用戶什么問題,才是最重要的。
而如果想傍著云來做些東西的話,存儲+云就是所謂“云存儲”?“云存儲”其實并不存在,任何形式的存儲都是云存儲,包括單塊硬盤。存在的只有存儲云。前者是依然想以存儲為中心,而這可以說是逆勢而為。而存儲云則是以云為中心,也就是以將任何形式的異構存儲空間整合利用的云虛擬化層為中心。如果對這一點理解存在偏差,認為做云存儲就是去做一款新形態的分布式存儲硬件,那基本上還是走老路。
但是如果去做存儲云,也就是專注于虛擬化整合,那么這與存儲硬件就基本脫離關系了,而完全轉向了數據中心管理軟件,或者說通俗點,網管領域,或者說的專業點,自動化運維領域。
最后,不得不說一下賽門鐵克。其實是賽門鐵克所收購的Veritas的StorageFoundation(SF)產品,這東西真的是個很好的胚子,他可以適配任何異構存儲,將底層存儲空間虛擬化成大的統一存儲池。但是SF貌似生錯了年代,太超前了。當云架構有這個訴求的時候,機會就擺在眼前了。賽門鐵克已經擁有了多廠商支持的平臺,(作者:冬瓜頭(張冬),《大話存儲》及《大話存儲2》作者)那么對于他們來講,開發一個用于云底層的大統一的存儲基礎架構從而為各種虛擬機Hypervisor提供底層資源是水到渠成的事情,我們就靜觀其變吧。
小結
后方被固態存儲介質追殺,前方則遭遇云架構的圍堵,傳統外置存儲,將會走向非常窄的道路,需要外置存儲的場景將會僅限在少數行業的少數系統中,僅有少數廠商掙扎存活,偃旗息鼓,然后漫長的等待著新技術新革命時代的到來。更有甚者,單純存儲廠商或被IT巨鱷們收購也不是沒可能。
而我們這批所謂“做存儲的”,出路在何方?看來我還是回家呆著繼續大話存儲誤人子弟吧。
版權聲明:本文轉載至2011年10月刊的《計算機世界》報。(作者:冬瓜頭(張冬),《大話存儲》及《大話存儲2》作者,QQ&Email: 122567712@qq.com)