四種閃存設計優(yōu)劣點(diǎn)分析

由于閃存比傳統媒介有著(zhù)更為明顯的優(yōu)勢，在過(guò)去一年里，閃存的普及率開(kāi)始飆升。不過(guò)，我們總是很難判斷不同閃存產(chǎn)品之間的區別。在本文中，我們對四種常見(jiàn)閃存設計部署方法進(jìn)行了分析，它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

首先，讓我們看看服務(wù)器中的PCIe閃存卡以及將閃存作為系統內存擴展的軟件。這些卡很適合需要進(jìn)行低延遲性高性能數據庫訪(fǎng)問(wèn)的應用程序。

基于非常高性能的需求，數據通常是作為塊移動(dòng)到應用程序。與傳統的磁盤(pán)I/O相比，這種閃存卡的延遲性更低，每IOPS成本也很低。由于NFS不是用于數據訪(fǎng)問(wèn)的主要協(xié)議，青睞于這種閃存卡的通常是對延遲很敏感的用戶(hù)。

這種方法的缺點(diǎn)是，它不是共享存儲模型;服務(wù)器必須配備閃存卡才能受益。其次，它將占用大量CPU，因為耗損均衡和疏導算法需要大量的處理器周期。第三，對于一些客戶(hù)而言，PCIe插槽值得關(guān)注。在考慮如何配置服務(wù)器時(shí)，所有這些因素都需要考慮到，確保足夠的處理器和PCIe插槽支持。

第二種設計方法是完全從閃存中建立存儲陣列，這些作為SAN上的共享存儲目標。你不會(huì )購買(mǎi)這些系統來(lái)加速或者取代NAS，但你可以支持NFS緩存，只要閃存陣列位于NFS網(wǎng)關(guān)服務(wù)器旁。加入這一個(gè)網(wǎng)關(guān)所增加的延遲性對于性能敏感的環(huán)境并不是那么理想。純SAN模式得到了延遲敏感環(huán)境(例如金融市場(chǎng))供應商的青睞，他們希望用它來(lái)取代傳統存儲。

除了性能外，該存儲管理工具往往有些滯后。這些系統的主要缺點(diǎn)之一是存儲陣列中的處理器利用率。這很可能是限制可擴展性的瓶頸。一旦處理器利用率達到 100%，無(wú)論再安裝多少個(gè)閃存，該系統將無(wú)法產(chǎn)生增量I/O。更好的辦法是將閃存用于存儲合適的數據，而對于其他數據，使用較便宜的媒介。老舊或不太重要的數據不需要像“熱數據”一樣高的IOPS。

第三種設計方法具有變色龍般的特質(zhì)，它既可以作為卸載NAS或文件服務(wù)器的直寫(xiě)式緩存設備，也可以作為文件服務(wù)器。作為文件服務(wù)器時(shí)，它被定位為提供性能給用戶(hù)的邊緣NAS(Edge NAS)，這個(gè)設備后還會(huì )有一個(gè)后端NAS來(lái)存儲所有數據?；顒?dòng)數據不會(huì )移動(dòng)到邊緣NAS，而是復制到邊緣NAS，這種方法利用更快的媒介來(lái)為用戶(hù)提高性能。

這種產(chǎn)品是節點(diǎn)(可形成集群)的形式存在，節點(diǎn)被配置了DRAM、NVRAM以及高性能SAS硬盤(pán)驅動(dòng)器或閃存。這些節點(diǎn)形成一個(gè)高性能集群，可作為全局命名空間(Global Name Space)來(lái)管理。

數據可以移動(dòng)到不同集群的邊緣NAS節點(diǎn)，以減少與WAN相關(guān)的延遲性。寫(xiě)入數據可以立即轉到后端文件管理器(直寫(xiě)式緩存模式)，或者“存儲”在集群上，并在設定的時(shí)間間隔內，寫(xiě)入塊將被轉回來(lái)。在這種模式中不存在任何形式的WAN優(yōu)化，無(wú)論是重復數據還是壓縮。

這種設計方法的優(yōu)點(diǎn)是，當后端文件管理器無(wú)法產(chǎn)生IOPS時(shí)，它可以為用戶(hù)產(chǎn)生增量性能。隨著(zhù)時(shí)間的推移，它還可以發(fā)展成為強大的完整功能的NAS產(chǎn)品。但這個(gè)模式中對后端NAS的使用是暫時(shí)的。

這個(gè)設計的主要缺點(diǎn)是它沒(méi)有被優(yōu)化為純粹的緩存解決方案，并且當它被用作文件服務(wù)器，會(huì )影響現有的NAS。如果在這種模式下寫(xiě)入，后端NAS不能接收，并將執行復制。對于那些尋求具有成本效益的集群模式的人而言，這種方法更加適用，特別是當這些產(chǎn)品演變成全功能NAS設備而不需要依賴(lài)于其他后端存儲后。

第四種設計是NFS加速設備。在這種設計中，閃存被用作高速緩存，而不是存儲。該設備包含DRAM和閃存作為活動(dòng)數據的緩存，基于LRU和數據加速技術(shù)，包含10GbE加速硬件。

這種加速技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化來(lái)處理NFS請求，以及在最小延遲和CPU利用率的情況下獲取數據。該設備位于NAS旁，作為性能Read和NFS元數據高速緩存和加速器?；诘湫偷腘FS混合，這種模式中的設備吸收了90%的NFS流量，而不需要文件管理器來(lái)做。

在這種模式下，設備可以支持多個(gè)文件管理器，而不只是一個(gè)，所以它具有可共享和可擴展性。這樣做的目的是提供周期給NAS，以提供性能到應用程序以及延長(cháng)壽命。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單性和具有成本效益的性能。缺點(diǎn)包括無(wú)法緩存CIFS流量，以及依賴(lài)后端NAS來(lái)處理非緩存操作。如果文件管理器遇到瓶頸，可能會(huì )造成暫時(shí)的延遲。但在很多客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)大量相同數據的環(huán)境，當緩存增加時(shí)，這不會(huì )是問(wèn)題。