2020-09-25 09:11:08

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存储阵列:由大量的存储单元组成,每个存储单元能存放1位二值数据(0,1)。通常存储单元排列成N行×M列矩阵形式。它是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping )的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术,称为RAID level ,不同的level 针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。

基本信息

  • 中文名称

    存储阵列

  • 外文名称

    Memory Array

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折叠 编辑本段 简介

存储阵列:由大量的存储单元组成,每个存储单元能存放1位二值数据(0,1)。通常存储单元排列成N行×M列矩阵形式。

它是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping )的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。磁盘阵列所利用的不同的技术,称为RAID level ,不同的level 针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。

一般高性能的磁盘阵列都是以硬件的形式来达成,进一步的把磁盘快取控制及磁盘阵列结合在一个控制器(RAIDControler )或控制卡上,针对不同的用户解决人们对磁盘输出/入系统的四大要求:

1)增加存取速度

2)容错(fault tolerance ),即安全性

3)有效的利用磁盘空间

4)尽量的平衡CPU,内存及磁盘的性能差异,提高电脑的整体工作性能

延长存储阵列寿命

vSphere环境中,管理员使用SSD可以提升工作负载的性能,但是,你要知道你工作负载的需求,以防支出浪费。

SSD正在改变存储。它们的低延迟、高吞吐量、价格适中结合在一起,使用SSD作为前端更大的缓存产生了一系列解决方案,这种便宜但是较慢。

SSD的一个最大特征就是,它们的读写速度可以在几十微妙内,比普通硬盘要快个几百倍。这种低延迟让SSD成为很棒的缓存技术。

昂贵的选择

虽然价格持续下跌,SSD以低延迟、高吞吐量,以每千兆字节为单位仍是一个高价格。如何经济高效地使用这种昂贵类别的存储,需要你拥有工作负载的知识。重要的是要有足够的昂贵的缓存来支持应用程序性能。如果一个较大的缓存不能够提供改进应用程序的性能的话,那就是浪费金钱。真正的问题是有几个工具能够用于识别你的应用程序的磁盘缓存大小。

在存储历史上,大多数存储阵列都是使用硬盘作为存储容量,将大量的硬盘和一些提高性能的RAM进行组合。最近,我们看到了一个新兴的经济型的全闪存存储阵列--阵列里无硬盘--比同等价格的磁盘存储提供更高的性能。这向许多客户近年购买的磁盘存储发起了挑战。

从阵列中获取最大利润

存储阵列的购买周期较长,一般都是3-5年。客户想以更经济的方式从他们的磁盘阵列上获得更好的性能,这样他们就可以避免过早的替代。磁盘阵列供应商添加SSD作为他们的磁盘阵列的性能层的缓存,以增加可用的RAM。在性能层访问数据要比在磁盘层访问数据快的多。在你的存储阵列上调整SSD缓存和RAM的大小是优化存储的一门新艺术。

中央缓存的概念就是指工作集的大小。应用程序通常访问他们的一小部分数据要比访问其他剩余部分数据要频繁的多得多。想要理解这一点,要把它想象成一本百科全书:阅读每个页面的索引要比阅读其他任何页多上几百倍。有个全面的索引可得到上百倍的提升将会收益颇丰。而其他剩余页可得到上百倍的提升则收益很少。

在存储阵列中对象大致是相同的。一小部分数据,被称为热点数据,也就是比其他数据访问更频繁的数据。缓存真正的好处,只有当我们有足够的容量来容纳所有访问频繁的页面时才能体现出来。假如有10页热点数据,而缓存只能容纳5页,那么我们就必须等待在较慢的介质上检索其他5页。有足够的缓存来保存一些正常的页面将会有所帮助,但是比不上缓存索引的速度。

计算合适的缓存大小

当SSD高速缓存能够支撑设置的应用程序数据工作集是才最有价值。不能为工作集提供足够的SSD将不能提供最佳的性能。假如一个应用程序有500GB数据。如果应用程序的I/O为40%,仅使用20GB数据,那么显然有一个20GB的缓存将会得到一个很好的改善。使40%的I/O提高百倍也是一个不错的选择。

那么如果是100GB的缓存是否能提供更好的性能呢?有可能,但也不一定。也许应用程序下一个40%的I/O将传输200GB上下的数据。然而增加到100GB将不会提供与第一次20GB同样水平的改善。额外的80GB缓存可能会加速只有15%的应用程序的I/O,将会花费最初改善四倍的成本。

挑战热点数据

最大的挑战是热点数据量难以衡量。甚至对于特定的应用程序类型,不同用途的应用程序--不同的用户--将会有不同的概要文件。

热点也有多个层次。那个百科全书,目录表很小但使用要比索引多。而索引很大而且在所有页面都设置很大。如果有一系列大量的缓存那些将会得到帮助;若缓存越大,有一系列层次的性能将会提升越多。也有一系列同层次的不随缓存的增大而提高性能。如果你的性能层是SSD,非常昂贵,那么你需要衡量你的工作负载,按你的工作量进行适量购买。

全闪存存储阵列

云的出现使虚拟化众多工作负载,包括桌面变成了现实。但现在IT专业人员在大声疾呼需要速度更快的网络存储。

全闪存阵存储阵列是存储领域的法拉利。存储阵列能够交付高性能而且随时准备通过消灭机械硬盘,引发存储领域的革命。

网络存储阵列面临一连串的挑战。用户启动虚拟桌面时,网络存储阵列必须交付实例所需要的OS堆栈以及应用。理想情况下,这会立即完成。但如此众多的新建实例批量出现-尤其是在虚拟桌面环境中-有时感觉就像是从软盘引导。

全闪存存储阵列能够提供哪些帮助

全闪存存储阵列能够经受住启动风暴并解决很多其他虚拟化性能问题。尽管存储阵列设备很昂贵,但就单位成本而言其交付了最好的性能。存储阵列规模各不相同,中等容量的存储阵列能够存储大量桌面镜像配置,并允许IT每小时引导数以千计的VDI实例,速度几乎可以和本地存储相媲美。

大容量单元迅速扩张给全闪存存储阵列存储带来了另一个潜在的用例:存储大数据的顶层网络存储阵列。内存数据库引擎以及基于GPU的系统对I/O要求都很高,如果网络I/O系统达不到要求,那么很可能会使性能陷入瓶颈。PB级的全闪存存储阵列能够提供大数据所需要的大容量,而且也能满足交付效率要求。PB级阵列成本也能接受,因为存储阵列提供了后端重复数据删除,原始成本低于2美元/GB。

全闪存存储阵列的零售价也在不断改进。3D NAND闪存的出现会促使其价格在明年进一步下降,进一步扩大了全闪存存储阵列与旧有机械磁盘阵列之间的差异。技术继续完善值得期待,全闪存存储阵列的价格也会进一步降低。

存储阵列容器扭转败局

有关虚拟化的一种新思维方式是随时准备席卷云。在每个存储阵列虚拟桌面机器中封装操作系统以及应用堆栈的旧方式导致了大量内存副本、过高的内存动态随机访问。每天早上当数百个微软Windows以及Office副本交付给虚拟PC时同样会导致启动风暴。

存储阵列容器技术正在改变这一切。存储阵列容器仍旧处于早期阶段,但存储阵列容器模型避免了安装多个操作系统及应用。存储阵列容器只需要使用单个副本,但代价是灵活性有所降低,因为所有的虚拟机必须使用同样的操作系统,但在云中数以千计的镜像几乎是完全相同的,所以这并不是问题。

使用存储阵列容器,每台服务器加载单个操作系统镜像,能够派生出数百个虚拟存储阵列桌面,以更低的代价达到更高的实例密度,存储阵列同样能够受益于引导镜像流量降低。

即使是这样,将全闪存存储阵列作为第一级存储层仍具有重要意义,因为典型的存储阵列容量应该朝PB级规模增长。某些厂商将不得不调整其产品定位,但供应低成本3D NAND闪存产品的厂商在竞争中将具备明显的优势。

存储阵列打破竞争

在标准的SSD与专用全闪存存储阵列之间进行权衡增加了另一个复杂的组合。采用SSD以及ARM处理器的小型设备与全闪存存储阵列相比,在价格上更具优势。SSD以及本地以太网接口的崛起可能会进一步提升本地驱动器的优势。

全闪存存储阵列正在赢得比赛,但结果还不明朗。竞争很可能会变得激烈起来。如果想保持领先,那么全闪存存储阵列厂商不能维持现有价格或者固步自封。对用户来说好消息是虚拟桌面将会变得更快、更便宜、更易于部署,启动风暴最终会成为历史。

折叠 编辑本段 应用

一个存储阵列可能存在不同区域针对传统硬盘和固态硬盘设备。存储阵列这样做有时是为了满足不同的冷却需求或功率密度。存储阵列不当的混合磁盘类型可能导致气流中断,从而提升发热量,缩短磁盘寿命。磁盘阵列性能受限于最慢的磁盘,所以在JBOD中尽量避免混合磁盘。存储阵列使用单个类型的硬盘驱动器或SSD,或者尝试匹配磁盘特征,如旋转速度。检查阵存储阵列的规范,禁止任何类型的磁盘或磁盘组合。

使用已经有认证平台的存储阵列,例如,JBOD存储阵列使用串行连接SCSI接口连接能够报告单个磁盘/槽的磁盘状态,存储阵列允许管理员检查JBOD阵列中的每个磁盘的情况。这将加速故障诊断速度,存储阵列允许技术人员快速隔离和替换磁盘设备。

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