服務(wù)器托管使用固態(tài)硬盤好嗎

對于服務(wù)器托管用戶來說硬盤的讀寫速度往往能直接關(guān)系到服務(wù)器的響應(yīng)時間，所以不少用戶希望自己的服務(wù)器能用上固態(tài)硬盤。然而固態(tài)硬盤的高昂成本讓用戶很難做出選擇。那么用戶應(yīng)該如何評估自己對于固態(tài)硬盤的需求呢?

第一、選擇閃存存儲的理由并不總是顯而易見的

想象一下你擁有一張矩陣圖，在一個坐標(biāo)軸上顯示出具體的應(yīng)用個案，比如虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)(VDI)、服務(wù)器虛擬化、大數(shù)據(jù)分析等等，并在另一個上面標(biāo)識出理想的閃存選項，這實在非常美妙。不過這卻是近乎不可能的事情，因為即便在同一應(yīng)用環(huán)境下也有太多的變量，并且這些變量之間又會互相影響。

舉例來看，存儲瓶頸的具體位置通常決定了在什么地方部署閃存技術(shù)(例如在主機端或是磁盤陣列端)，但存儲瓶頸和具體的使用案例關(guān)系并不大，但卻和現(xiàn)有的存儲基礎(chǔ)架構(gòu)息息相關(guān)。不管怎樣，部署位置的判斷可以影響到所使用的閃存類型(固態(tài)存儲驅(qū)動器或是閃存插卡，如PCIe的插卡)，以及將其部署為緩存或單獨的存儲層。閃存的部署類型又決定了所需的容量(分層模式會比閃存模式需要更多容量)，而成本和預(yù)算又會對容量產(chǎn)生限制。

而諸如使用哪一種閃存存儲技術(shù)的問題在當(dāng)前已經(jīng)不再像幾年前那樣重要了。不過其它的因素，比如數(shù)據(jù)風(fēng)險，需要高可用性或快速的數(shù)據(jù)增長量或許會影響到所有的使用場合。因此除了關(guān)注于使用場合和數(shù)據(jù)參數(shù)表，判斷閃存存儲更好的選擇方式是著眼于當(dāng)前的實際環(huán)境，這是首先必須清晰明確的問題。

第二、基于陣列的閃存

如果一臺存儲陣列的控制器一直處于“游手好閑”的狀態(tài)，這就表明存儲系統(tǒng)正在等待磁盤驅(qū)動器(存儲介質(zhì)固有的問題)，因此這時在存儲陣列中增加固態(tài)存儲便是一種有用的方案。不過，假如陣列并沒有設(shè)計支持閃存，那么增加固態(tài)存儲或許沒什么效果，因為這時裝滿固態(tài)存儲的驅(qū)動器托架可能會將存儲控制器變?yōu)樾碌钠款i。

同樣地，如果控制器利用率已近飽和，將固態(tài)存儲盤放入存儲系統(tǒng)也沒有什么用處。假如網(wǎng)絡(luò)并不是問題，那么更好的解決方案應(yīng)當(dāng)是投資購買另一臺支持固態(tài)存儲盤的存儲系統(tǒng)，比如混合陣列或全閃存陣列。但假如網(wǎng)絡(luò)帶寬有局限性，或者你無法購買另一臺存儲系統(tǒng)，那么另一種可供選擇的方案是在主機服務(wù)器上安裝閃存存儲。

第三、服務(wù)器端的閃存

主機服務(wù)器端的閃存可以是驅(qū)動器形式的固態(tài)存儲盤(SATA或SAS接口)、PCIe的閃存卡或者甚至是通過雙列直插式存儲模塊(DIMM)和存儲總線相連的閃存。這些方式都使得閃存的性能更接近應(yīng)用程序的處理器而非網(wǎng)絡(luò)附加的存儲陣列，從而通過降低延遲提供了更好的存儲性能。照以往經(jīng)驗看，固態(tài)存儲盤是這三種形式中最為經(jīng)濟的，PCIe卡提供比固態(tài)存儲更好的性能，不過通常來講每GB的開銷也更大。不過現(xiàn)在將閃存放置于DIMM中的新形式提供了另一種低延遲的方式，這或許會開啟一些全新的應(yīng)用模式。

假如一款應(yīng)用程序可以從閃存緩存或服務(wù)器的閃存層中獲取數(shù)據(jù)，就不必再通過網(wǎng)絡(luò)來索取數(shù)據(jù)。

第一款DIMM形式的閃存驅(qū)動器邏輯上并沒有連接到內(nèi)存總線，而是連入主板上的閑置SATA端口。這些產(chǎn)品的主要賣點在于其容量，由于許多小型的刀片服務(wù)器只有為數(shù)極少的SATA驅(qū)動器槽位，但卻會有未經(jīng)使用的內(nèi)存插槽。而近來，開始出現(xiàn)閃存模塊邏輯和內(nèi)存總線相連，提供相比PCIe閃存更低的延遲，但仍然利用空閑的DIMM插槽。這種“內(nèi)存通道”技術(shù)剛剛起步，不過配以非易失性DIMM(NVDIMM)技術(shù)，代表著另一種令人振奮的服務(wù)器端閃存應(yīng)用。

第四、網(wǎng)絡(luò)傳輸

將固態(tài)存儲部署在服務(wù)器端而非網(wǎng)絡(luò)附加存儲系統(tǒng)端還有一些好處，即降低SAN網(wǎng)絡(luò)傳輸。假如一款應(yīng)用程序可以從閃存緩存或服務(wù)器的閃存層中獲取數(shù)據(jù)，就不必再通過網(wǎng)絡(luò)來索取數(shù)據(jù)。從而降低共享存儲陣列的工作負載并將更多資源釋放支持其他的服務(wù)器。因此網(wǎng)絡(luò)傳輸量的降低使得服務(wù)器端閃存相比購買另一臺共享存儲系統(tǒng)成為一種更佳選擇。

第五、從存儲瓶頸入手

固態(tài)存儲通常通過提升服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理速度來解決應(yīng)用程序的性能問題。從本質(zhì)上看，在存儲基礎(chǔ)架構(gòu)的某一環(huán)節(jié)必定會存在著瓶頸，而分析找到瓶頸所在就是確定解決方案的第一步。

如果閃存能夠成為一種準(zhǔn)確解決方案，下述各項資源的一項或者數(shù)項通常不會顯示出很高的使用率：主機處理器、主機內(nèi)存、存儲系統(tǒng)的處理器或網(wǎng)絡(luò)帶寬。要找出哪一項資源較為緊張需要在一段時間內(nèi)監(jiān)控其使用率，并將其和應(yīng)用程序的性能進行比較。假如主機處理器近乎滿負荷運作，那么存儲通常不是瓶頸，應(yīng)當(dāng)著力解決計算資源和應(yīng)用程序體系架構(gòu)方面的問題。但是假如在應(yīng)用程序運行很慢的一段時間內(nèi)主機處理器利用率很低(假設(shè)說低于40%)，這就很好地反映出存儲基礎(chǔ)架構(gòu)的某處存在著瓶頸。

第六、是否分層

一旦決定了部署的位置，存儲類型的選擇(固態(tài)存儲實際使用方式)也需要被確定下來。除了全閃存陣列，閃存的實現(xiàn)方式關(guān)鍵體現(xiàn)在將最適合的數(shù)據(jù)在其被使用之前放入閃存中，并在后臺持續(xù)保持這種狀態(tài)。從本質(zhì)上看，分層技術(shù)為最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)子集創(chuàng)建了一塊高速存儲區(qū)域，比如數(shù)據(jù)庫索引或變更日志，并基于業(yè)已選定策略填滿閃存。分層通常比緩存需要更大的閃存容量，因此如果你的預(yù)算或物理空間有限時這往往不是好選擇。緩存技術(shù)或許是這種場景下更好的選擇，不過仍需個案分析。

第七、MLC和SLC之爭：還那么重要么

當(dāng)閃存第一次登上舞臺時，一項關(guān)鍵的采購指標(biāo)是打算采用哪種閃存技術(shù)。單層式存儲(SLC)更為可靠而快速，但同時也更為昂貴;多層式存儲(MLC)的使用壽命較短，性能也較慢，但每GB單價則低廉很多;企業(yè)級多層式存儲(eMLC)則介于兩者之間。

然而隨著技術(shù)，尤其是閃存控制器技術(shù)的發(fā)展，使用哪一類閃存技術(shù)的問題變得不再重要。

故障糾正和其它處理流程提升了可靠性，甚至使得低成本的MLC現(xiàn)在也能夠用于企業(yè)級存儲產(chǎn)品了。有一些則設(shè)計使用SLC甚至DRAM作為寫緩存，來降低對MLC介質(zhì)的影響。最主要的是現(xiàn)在許多有關(guān)采取何種技術(shù)的決定已經(jīng)留給了廠商來決定，由他們來判斷在產(chǎn)品中選擇何種類型的閃存技術(shù)。

第八、多大的閃存才夠用

分層技術(shù)要求要有足夠的閃存來保持完整的應(yīng)用程序，或者至少是最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)集合，因而決定這種方式要求的容量較為簡單。不過緩存技術(shù)所使用的容量則難以估量。以經(jīng)驗法則開始也不錯，不過實際環(huán)境測試更有助于判斷閃存容量是否足夠，又不會被浪費。一家閃存和緩存軟件的供應(yīng)商舉過一個十分有意思的例子，客戶是一家大型的電信企業(yè)，他們運行著幾個超大型數(shù)據(jù)中心，支持多個VMware集群和成百上千的虛擬機。即便是在這種定義清晰的虛擬機環(huán)境中，這家企業(yè)仍然不斷嘗試測試新的緩存部署，先是將5%的主要數(shù)據(jù)遷移到緩存，然后是10%，最后則高達20%。從中我們可以看出：先從經(jīng)驗主義出發(fā)推測緩存容量，而后再根據(jù)實際環(huán)境中的監(jiān)控進行不斷調(diào)整。

第九、閃存緩存

緩存軟件通常包含在存儲系統(tǒng)的特性之中，這種部署方式可以大化傳統(tǒng)存儲陣列中的閃存容量。如果這種功能可用的話，其可以發(fā)揮很大的作用，因為對于使用者而言它完全透明，而且通常只需很少的配置工作。緩存技術(shù)同時還適用于安裝在主機服務(wù)器端的PCIe閃存卡。

閃存技術(shù)的另一種使用場景還可以是一款獨立的軟件，運用于加速某一臺特定服務(wù)器上的應(yīng)用。這樣的解決方案提供了更大的靈活性，可以使用任何供應(yīng)商的閃存產(chǎn)品，并支持不同的閃存形式(PCIe、固態(tài)存儲盤或DIMM)。有一些甚至能夠支持連接在一起的閃存卷，從而使得新加入的固態(tài)存儲盤透明無縫地整合到現(xiàn)有部署環(huán)境之中。

當(dāng)然這其中也有一些潛在的風(fēng)險。相比分層技術(shù)而言，緩存的性能可能更難以預(yù)計，而且緩存中數(shù)據(jù)的高流動性可能也會影響到固態(tài)存儲的使用壽命。寫緩存同樣會有一些風(fēng)險。

緩存解決方案同樣可以適用于服務(wù)器虛擬化、VDI或數(shù)據(jù)庫等解決方案，利用應(yīng)用程序特定數(shù)據(jù)類型和處理流程的知識庫亦可以提升緩存的性能。不過所需要的閃存容量或許是一項重要的決定性因素，即便在類似的使用環(huán)境下也可能產(chǎn)生很大的差別。

第十、數(shù)據(jù)增長量、風(fēng)險和高可用性

在閃存部署決定過程中，還有另外一些和性能無關(guān)的限制因素。其中一項就是現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)所產(chǎn)生的瓶頸需要應(yīng)用閃存加以解決。另一項是風(fēng)險，部分寫緩存模式可能在數(shù)據(jù)安全寫入主存儲區(qū)域之前產(chǎn)生風(fēng)險。在考慮具體的閃存方案之前，可以運用“分散寫閃存”之類的技術(shù)來解決這些風(fēng)險。

如果需要高可用性，那么就意味著閃存上的數(shù)據(jù)必需被共享，可以考慮使用SAN陣列或閃存緩存設(shè)備。當(dāng)然，部分服務(wù)器端的閃存解決方案也可以利用虛擬化軟件來支持故障轉(zhuǎn)移，或者支持本地閃存資源的共享。

數(shù)據(jù)增長預(yù)期也是一項限制因素，可能會排除掉服務(wù)器端的解決方案。在這種情況下，系統(tǒng)必須能夠有足夠的容量并在擴展升級的過程中不會影響到系統(tǒng)的在線時間。

固態(tài)存儲的應(yīng)用，需要打破系統(tǒng)瓶頸，在IT環(huán)境中部署閃存技術(shù)往往受存儲的性能瓶頸所驅(qū)動。找出瓶頸所在便能夠回答第一個問題--閃存的應(yīng)用從何著手?當(dāng)確定了這一點之后，成本、容量、風(fēng)險以及采用緩存還是分層也應(yīng)加以考慮。不過，這些因素常是相互關(guān)聯(lián)的，應(yīng)當(dāng)通盤考慮。閃存部署中的容量問題則往往需要服務(wù)器托管用戶在現(xiàn)實環(huán)境中測試后得出。

文章標(biāo)題：服務(wù)器托管使用固態(tài)硬盤好嗎
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