Scale up VS. Scale out

　　我们知道传统的存储系统往往采用了嵌入式系统架构，无论是较早的单体式(Monolithic)还是现在的模块化(Modular)架构，实际上都基于纵向扩展(Scale-up)的设计模式，也就是说，我们都是在一个既定的存储架构下去扩展与升级。尽管后端的磁盘数量还可以不断扩展，但前端控制器、后端背板一般而言都较难实现灵活的随需扩展。因而，当纵向扩展到一定程度时，系统就不可避免的遭遇性能瓶颈。

▲图4：传统存储架构示意图。传统存储架构是一套完整的系统，包括磁盘、缓存、控制器、主机接口等组件，但相互之间属于“松耦合”状态，当整个系统扩展到一定程度之后，需要仔细的匹配当前系统资源，不能非常容易的实现整个系统的整体扩展。传统存储架构功能强大、性能久经验证，不同厂商的产品之间还具备一定的个性化和差异化特征，但同时也略显昂贵，且未来不易于采用新的或外部的技术。

　　随着IT应用日益广泛并逐步走向深入，各种类型的企业数据(结构化、非结构化与半结构化数据)都呈现爆炸式增长的趋势，用户对存储系统的扩展性和功能都提出了更高的需求，传统存储的Scale up架构无论在硬件系统还是软件逻辑方面都无法随需无缝扩展，磁盘数量、主机接口、缓存、以及磁盘驱动器数量等都存在扩展瓶颈，Scale-UP架构的局限性日益清晰的暴露出来。

　　看近年来的存储市场，一个明显的事实则是中高端存储已经越来越多向Scale out模式发展，例如EMC新一代高端Symentrix VMAX、HDS的高端新品VSP、以及被惠普收购的3PAR，产品系统架构上就都采用了Scale out模式。不过相比XIV，以上的三款存储系统其实并非完全彻底的Scale out模式。

▲图5：XIV由多个标准化X86节点组成，前端端口、计算单元、缓存、后端磁盘组成了一个紧耦合的网格节点，通过内部的infiniband(XIV G3)实现冗余链接，所有的模块在一起形成网格体系结构的工作模式，可以提供大规模的任务并行处理能力

　　XIV采用的是大规模并行的网格概念。整个系统由一个个标准的X86架构的网格组成，每个独立的网格单元包括紧耦合的CPU处理能力，缓存能力加上磁盘存储能力。这些紧耦合的网格单元通过内部的高速网络相互通信、堆叠，并形成集群计算或者集群存储的响应能力，在内部通过大规模并发消除传统存储架构的访问热点和性能瓶颈，使得存储系统的可靠性、管理性以及自动化调优方面达到一个新的水平，从而能够更好的适应未来云存储环境的需求。

　　图6：XIV架构相比传统存储架构的优势