一、傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的前世今生

1、一路走來的存儲硬件

想要了解傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的前世今生，從存儲設(shè)備開始是個不錯的選擇，關(guān)于存儲硬件，常見的無非是硬盤，內(nèi)存，固態(tài)硬盤，閃存等，硬盤和內(nèi)存是相對出現(xiàn)比較早的存儲介質(zhì)。

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早期的硬盤很龐大，單位面積存儲數(shù)據(jù)量很有限，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，存儲密度逐漸增加，而存儲的成本卻逐年下降。在早期，存儲系統(tǒng)主要關(guān)注的點(diǎn)在于如何降低存儲設(shè)備的造價，如何增加單位面積上的存儲量。隨著存儲技術(shù)的提升，存儲硬件的發(fā)展速度趕上了通信以及CPU的發(fā)展速度。存儲關(guān)鍵技術(shù)有所轉(zhuǎn)變，上層的存儲管理系統(tǒng)所占整體存儲系統(tǒng)的成本越來越大，對于存儲介質(zhì)本身，經(jīng)過多年的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的HDD外，新興存儲介質(zhì)在存儲密度上逐年上升，單位存儲價格逐年下降。在讀寫效率上，SSD隨機(jī)讀寫效率要遠(yuǎn)高于HDD，RAM讀寫效率是這幾種存儲介質(zhì)中***的，但RAM存在掉電丟數(shù)據(jù)的風(fēng)險，在可靠性要求較高的系統(tǒng)中還是不能沒有持久存儲的設(shè)備。于是為了彌補(bǔ)RAM的缺陷，NVM出現(xiàn)了。新興存儲設(shè)備的出現(xiàn)，勢必會影響上層存儲系統(tǒng)的設(shè)計實(shí)現(xiàn)。

2、傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的開枝散葉

2.1 單機(jī)存儲的步步為營

早期的存儲設(shè)備是直接被CPU所控制的，這種方式存在諸多的問題，后來引進(jìn)了額外的存儲控制單元(control unit)，CPU通過I/O指令來對硬盤進(jìn)行控制，同時，控制單元還提供緩存機(jī)制，緩解CPU，內(nèi)存，磁盤速度不匹配問題。隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的逐漸增加，人們對于存儲的需求越來越大，單個磁盤的存儲已經(jīng)無法滿足一些大數(shù)據(jù)場景的需求。后來出現(xiàn)了RAID,它有很多價格便宜的磁盤組成巨大的磁盤組，利用個別磁盤提供數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個磁盤系統(tǒng)效能。這種方式不會對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余備份，后來幾乎所有的IT系統(tǒng)都需要進(jìn)行容災(zāi)恢復(fù)，所以，對數(shù)據(jù)的備份顯得尤為重要，這里RAID就提供RAID1級別，做基本的鏡像備份，在不影響性能情況下***限度地保證系統(tǒng)的可靠性和可修復(fù)性。

2.2 網(wǎng)絡(luò)存儲的蓄勢待發(fā)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，局域網(wǎng)技術(shù)使的數(shù)據(jù)的傳輸代價較低，于是網(wǎng)絡(luò)存儲變成了大家的***，，后來在單機(jī)文件上衍生出了NFS,他可以讓不同的文件之間共享文件系統(tǒng)。后來由此催生了一些經(jīng)典的協(xié)議NFS,CIFS等。

3、傳統(tǒng)存儲的優(yōu)缺點(diǎn)

一直以來，各企業(yè)公司政府事業(yè)單位信息化建設(shè)都是使用的傳統(tǒng)存儲，傳統(tǒng)存儲具有悠久的歷史與成熟的技術(shù)，使用的場景豐富，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，另外，專用存儲設(shè)備的廠商較多，從維護(hù)角度來說，有專門的人才***程度保證可靠性與穩(wěn)定性。此外，傳統(tǒng)存儲具有較多的數(shù)據(jù)保護(hù)特性，適用范圍廣泛。并且部署起來比較簡單，組網(wǎng)邏輯簡單。

同樣的，傳統(tǒng)存儲的成本較高，需要購買專門的硬件，專門的License，專用的線纜，專用的交換機(jī)，專門的板卡，專門的多路徑軟件。在維護(hù)上，雖然有了專門的人才，較多的數(shù)據(jù)保護(hù)特性，但是，由于廠商較多(既是優(yōu)點(diǎn)也是缺點(diǎn))，也導(dǎo)致了在多廠商異構(gòu)組網(wǎng)的時候難于維護(hù)。

二、分布式存儲系統(tǒng)的應(yīng)運(yùn)而生

互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模越來越大，并發(fā)請求越來越高，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫并不能很好的滿足各種場景，于是分布式儲存系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

1、分布式相比于傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

①高性能

他通常可以高效地管理讀緩存和寫緩存，支持自動的分布式存儲通過將熱點(diǎn)區(qū)域2映射到高速緩存，提高響應(yīng)速度。一旦不在是熱點(diǎn)，那么存儲系統(tǒng)將會把他們移除。寫緩存技術(shù)可配合高速存儲明顯改變整體存儲的性能，按照一定的策略先將數(shù)據(jù)寫入高速存儲，再在適當(dāng)?shù)臅r間進(jìn)行同步落盤。

②支持分布式存儲

通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行松耦合鏈接，允許高速村塾和低速存儲分開部署。一定條件下分層存儲的優(yōu)勢可以發(fā)揮到***。解決了***的問題是當(dāng)性能池讀不***后，從冷池提取數(shù)據(jù)的粒度太大，導(dǎo)致延遲高，從而給造成整體的性能的抖動的問題。

③多副本一致性

他相比傳統(tǒng)的存儲框架使用RAID不同。它采用了多分本備份機(jī)制，存儲之前進(jìn)行分片，之后按照一定的規(guī)則存在集群的節(jié)點(diǎn)上，為了保證數(shù)據(jù)一致性，布式存儲通常采用的是一個副本寫入，多個副本讀取的強(qiáng)一致性技術(shù)，讀取數(shù)據(jù)失敗，從其他副本獲取，重新寫入該副本恢復(fù)。

④容災(zāi)與備份

對于容災(zāi)采用最重要的手段就是快照，可以實(shí)現(xiàn)一定時間下的數(shù)據(jù)的保存。他有利于故障重現(xiàn)，有助于分析研究，避免災(zāi)難，備份就是為了數(shù)據(jù)的安全性。

⑤彈性擴(kuò)展

分布式存儲可預(yù)估并且彈性擴(kuò)展計算、存儲容量和性能，節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展后，舊數(shù)據(jù)自動遷移到新節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，避免單點(diǎn)問題。水平擴(kuò)展只需要將節(jié)點(diǎn)和原來的集群鏈接到同一網(wǎng)絡(luò)，整個過程不會對業(yè)務(wù)造成影響，當(dāng)加節(jié)點(diǎn)時，集群系統(tǒng)的容量和性能隨之線性擴(kuò)展，。新節(jié)點(diǎn)資源會被平臺接管，唄分配或吸收。

⑥存儲系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化

隨著分布式存儲的發(fā)展，存儲行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程也不斷推進(jìn)，分布式存儲優(yōu)先采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口(SMI-S或OpenStack Cinder)進(jìn)行存儲接入，在平臺層面，通過將異構(gòu)存儲資源進(jìn)行抽象化，將傳統(tǒng)的存儲設(shè)備級的操作封裝成面向存儲資源的操作，從而簡化異構(gòu)存儲基礎(chǔ)架構(gòu)的操作，以實(shí)現(xiàn)存儲資源的集中管理，并能夠自動執(zhí)行創(chuàng)建、變更、回收等整個存儲生命周期流程?；诋悩?gòu)存儲整合的功能，用戶可以實(shí)現(xiàn)跨不同品牌、介質(zhì)地實(shí)現(xiàn)容災(zāi)，如用中低端陣列為高端陣列容災(zāi)，用不同磁盤陣列為閃存陣列容災(zāi)等等，從側(cè)面降低了存儲采購和管理成本。

2、分布式相比于傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的缺點(diǎn)

首先，從部署與維護(hù)的角度來看，分布式存儲部署過程較為復(fù)雜，需要專門的人才進(jìn)行部署，維護(hù)與管理，需要一定的時間培養(yǎng)專門的人才。其次，從硬件設(shè)備角度來看，分布式存儲使用的均為X86架構(gòu)服務(wù)器，穩(wěn)定性可能不如傳統(tǒng)的硬件存儲。尤其對于銀行，金融，政府等重要行業(yè)，穩(wěn)定永遠(yuǎn)大于一切，他們既是新技術(shù)的實(shí)踐者但同時也需要最穩(wěn)定的環(huán)境保持業(yè)務(wù)的良好運(yùn)行。***，對于數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，大部分都是通過副本技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，常見的有兩副本三副本等，這樣也會造成可用存儲容量的降低。

三、總結(jié)

現(xiàn)在我們可以回答文章開頭提出的“分布式儲存系統(tǒng)那么牛逼，是不是傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)就一無是處呢?”這個問題了。分布式存儲系統(tǒng)的誕生，與傳統(tǒng)存儲的最終目的都是一樣的，就是如何有效的利用好存儲，并降低維護(hù)成本。分布式存儲系統(tǒng)的產(chǎn)生也是對于傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)缺點(diǎn)的補(bǔ)充，是在傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，我們也期待分布式存儲系統(tǒng)的發(fā)展，能夠更好的降低維護(hù)的人力物資成本，實(shí)現(xiàn)存儲資源的有效利用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效保護(hù)!