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中端存储主要产品及厂商巡礼-NetApp篇

产品优劣势分析

  统一存储解决方案:NetApp采用的文件系统协议具备跨越各种协议的能力,无论是基于块的协议,还是基于文件的协议,无论是光纤通道还是iSCSI,因此有能力在同一系统内部灵活提供FC SAN,IP SAN以及NAS文件服务支持,提供了一个简单、灵活、易于管理、可扩展的强大存储系统。而其他存储厂商通常需要添加一条单独的NAS产品线来满足用户对于文件型服务的需求。

  WAFL文件系统与RAID4组合:NetApp采用的文件系统名为WAFL,是专为Filer系统而设计的。WAFL是”Write Anywhere File Layout”,即”任意位置写入文件布局”的缩写。WAFL文件系统和Filer的整合式RAID管理采用一体化设计,以避免大多数带有RAID管理机制的文件系统所固有的性能问题。该文件系统还具备电池保护的NVRAM日志,能利用存取速度较硬盘快一千倍的内存,担任文件系统的日志,同时保护metadata及data的交易纪录,并加速写入的效率和反应时间、保证文件系统的一致性、保证写入的交易不会因断电而流失。除了跨越各种协议的能力,灵活的快照技术也是WAFL系统的一部分。

  RAID4是一种所有磁盘均参与读写而只有一个校验盘的RAID系统,由于所有磁盘均同时参与数据读取,因此数据读取的速度非常快。但在数据写入的时候,由于只有一个校验盘,因此经常会遭遇到校验盘瓶颈。如果队列中有一个I/O,需要更新的LBA目标和正在进行的IO刚好在同一条带,并且出于空闲磁盘,还不冲突,这时我们可以让这两个IO同时更新这个条带的校验Segment,这样就克服了RAID4的校验盘瓶颈,完美的达到了IO并发。WAFL文件系统则能够在上层进行计算,人为的将一些可以合并的IO组合起来再发给下层,这样下层IO写并发的几率就大大提高了,大大提高了数据写入的效率。

 
从上图普通文件系统和WAFL文件系统的对比可看出,WAFL尽可能把可以合并写入的IO在一个条带中写入,并尽量造成整条写的机会,大大提高了RAID4系统的写入效率

  灵活的snapshot数据快照:WAFL文件系统本身就可以理解成数据块树状结构,其根部的数据结构描述了inode文件信息。这份inode文件信息则包含了对文件系统中所有inode的描述,它包含诸如空闲块图和空闲inode图等元数据信息。WAFL通过复制根数据结构创建新的数据拷贝SnapShot。因为根数据结构只有128B,并且不需要在硬盘上复制其他数据块,一个新的SnapShot几乎不耗额外的磁盘存储空间,除非用户修改或者删除文件系统中的数据。由于WAFL支持下的灵活的快照技术,使得NetApp的产品能够灵活的完成一些应用级别的快照应用。例如Exchange等等。

  此外,NetApp产品通常能够提供丰富强大的软件功能,例如NetApp在全系列产品中都能实现内建的A-SIS重复数据删除功能,成为目前唯一在主存储系统中提供重复数据删除功能的厂商,并集成自动精简配置功能。

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