使用閃存存儲的優勢與注意事項

 基于閃存的存儲裝置能大幅提升伺服器上的存儲密集型應用性能，但仍存在不能忽視的挑戰。

雖然傳統的sata、sas以及fc光纖通道硬碟驅動器擁有成熟可靠的存儲架構，但運作速度比起系統記憶體仍然慢了至少一個數量級，而且資料到磁盤陣列的讀寫操作步驟繁瑣、延遲無法避免。雖然ssd(固态硬碟驅動器)使用閃存替代機械旋轉部件來存儲資料，進而提升性能，但這隻解決了驅動器這一個環節的問題。資料仍然需要在傳輸接口(以太網或者光纖通道san)和存儲子系統之間來回傳送，其它影響性能的環節依然存在。

基于閃存的伺服器内部存儲器能徹底消除所有環節的瓶頸，讓存儲系統能更有效地與處理器核心互動，而不再有傳統意義上的性能障礙。當然，這也意味着你手頭上的傳統存儲管理和資料保護工具可能無法有效駕馭它。

存儲系統的延遲問題

傳統的旋轉磁盤儲存設備固有的伴随着系統級瓶頸無法避免。高性能磁盤驅動器定位到存儲資料的磁道和扇區的尋道操作平均會産生2毫秒延遲。如果資料塊不夠連續，在磁盤上以碎片方式分布，那麼每個檔案的讀寫操作延遲還會累積多次。

磁盤驅動器的資料接口是另一個瓶頸。例如，新款的seagate cheetah 15k.7 sas硬碟，轉速為15,000rpm，其sas接口的最高資料傳輸率大約600mb/秒，作為對比，一台dell poweredge 720伺服器上的ddr3記憶體條位寬為64bit，每秒能進行1333次讀寫操作，伺服器每秒在cpu和記憶體之間移動的資料量超過5gb，相差一個數量級。

典型的企業it環境需要大量的存儲資料移動操作，在這種情況下延遲就會成為系統級問題。

(讓我們分析一下資料寫入的過程：)對于一個給定的應用程式，伺服器的cpu負責将資料移動到接口卡(包括用于以太網san的網卡、或者用于光纖通道san的hba卡)。典型的千兆以太網能以1gbps的速度移動資料，這僅能滿足很普通的資料資料存儲流量需求;光纖通道網絡專門用于存儲應用，但大多數現存光纖通道san的性能也固定在4gbps而已。

以上兩種存儲網絡選項移動資料的速度都不夠快，甚至連單個sas接口的性能都不如，資料就以這樣的速度在網絡交換機和存儲陣列之間往返，并且在傳輸途中引入更多的延遲。在存儲陣列内部，資料由raid控制器配置設定給陣列成員驅動器，raid控制器的運算和配置設定動作都需要一定的時間來完成，這也會引入更多延遲。

(前面描述了資料寫入存儲的過程，對于讀取過程而言，)應用程式從存儲陣列請求資料時，反向的傳輸和控制步驟也會産生同樣多的延遲。

跳出傳統架構的伺服器内置閃存

ssd存儲陣列規避了部分産生延遲的環節，但由于仍用到sata或者sas标準的驅動器接口，以及為傳統磁性媒體存儲而開發的磁盤控制器和傳輸協定，總體成效仍不夠理想。

伺服器直接内置閃存存儲裝置，使用直接記憶體通路(dma)技術來進行資料存取，這是一種突破傳統的解決方案，這裡不再需要用到任何sata/sas接口和相關的協定。伺服器本地閃存裝置适合用于關鍵任務、存儲為中心的應用，例如實時交易和資料分析類的工作負載。

fusion-io iodrive就是一種基于閃存的伺服器内部存儲器産品。它安裝到伺服器上的标準pcie擴充插槽後，不再表現為傳統的存儲裝置，而是在伺服器上建立一個基于非易失性存儲的高速存儲層。新的存儲層完全免除了sata/sas協定開銷，伺服器處理應用程式和存儲器之間的資料交換都經由dma方式進行。在此操作模式下，600gb容量的iodrive讀/寫操作産生的延遲低于50微秒，資料直接通過伺服器的pcie插槽傳輸，傳輸帶寬超過1.3gb/秒。

應用程式和作業系統會将閃存存儲器視為新加載的傳統資料塊存儲裝置。基于閃存的本地存儲器不會對伺服器的主記憶體産生影響，應用程式和虛拟化工作負載仍然和從前一樣加載到記憶體運作。但是，存儲讀寫操作會被重定向到本地安裝的閃存存儲卡而不是轉給外部san設施，應用程式的資料存儲和伺服器處理器實作了直接互動。

對應用閃存存儲裝置的忠告

除了價格這個第一要素，使用閃存存儲技術的最大風險在于後續維護。安裝一套iodrive或類似的裝置将形成脫離san體系管轄的分離存儲區域。 如果你的組織已經花錢實施集中存儲管理，再在獨立伺服器上使用分離的驅動器将是一種退步。

充分考察這種新類型存儲器的相容性。雖然iodrive可以和目前幾乎所有帶pcie 2.0 4x插槽的伺服器相容，也相容于主流的作業系統，但難免會有例外。 確定目标伺服器運作受支援的作業系統，在進行任何作業系統更新之前也應進行充分徹底的測試，確定新系統仍能與存儲裝置相容。

閃存儲存設備必須接受管理，以便被各種應用程式調用，但是閃存儲存設備往往無法融入現存的管理架構和遠端管理工具。這意味着你隻能以單個伺服器為機關來部署閃存存儲，即使是遠端資料中心，也必須親臨現場處理。

固态存儲裝置也影響到了系統備份和災難恢複規劃，它不屬于集中化的san設施，卻适合于關鍵的高性能應用。雖然你可以采用類似raid1之類的多重存儲措施來應對災難恢複，系統硬體規模和造價也會伴随着增長。

留意理論和實驗研究的項目成果，這将更好地指引你實施本地閃存存儲項目，讓你能存儲單元裝入生産伺服器系統之前充分發現潛在的問題。請确認，在你準備投資于閃存技術應用之前，你已經明瞭閃存存儲的運作原理。

 作者：佚名

來源：51cto