還記得80年代的淡啤酒廣告喊出的“Tastes great!”和“Less filling!”的廣告語嗎？ 當時的想法是在不犧牲啤酒口感的情況下，減少啤酒的熱量。或許自動存儲分層（AST）的擁護者正在采取相同的方式：它的兩個目標——降低成本和提高性能——就好像截然相反的一樣。根據經驗，如果你想提升I/O性能（數據吞吐量），你就得購買高端的光纖通道（FC）磁盤陣列和磁盤設備。如果預算是個大問題，你就得考慮IP存儲和SATA驅動器了。
實際上，大多數公司會同時使用兩種類型的存儲，以滿足預算條件下的應用吞吐量需求。這實際上代表了分級存儲，同時，分層的管理也歸結為員工選擇事實上的手動分層還是部署自動化地系統。隨著數據存儲環境復雜性的增加，數據的增長以及通常情況下對于存儲的低利用率，長期采用手工分層管理的方法是很難想象的。
微妙的平衡：成本與性能
存儲廠商在公布其AST解決方案的時候，它們都在兜售提高性能降低成本的理念。對于降低成本和提高性能兩者之間的取舍，人們想知道是否他們已經發現了一條途徑以消除物理定律。幸運的是根據牛頓的科學，答案是否定的。事實上，AST不能在降低成本的同時提高性能。它所能做的是在最低可能成本的情況下，提供應用所必須的性能。因此，這更像是在兩個目標之間的平衡。
存儲分層回顧
大多數IT人員都了解存儲分層，但還是值得簡短回顧一下分層的概念。層次是由基礎介質的性能特性決定的。固態硬盤（SSD）和閃存歸于tier 0層；像每分鐘15000轉的高速FC硬盤歸于tier 1層；每分鐘10000轉的FC和SAS硬盤屬于tier 2層；低于每分鐘10000轉的SATA盤屬于tier 3層。這些并不是絕對的規則，而是通常的區分方式。
分層可以通過兩種不同的方式部署。第一種是磁盤陣列內部的，在一個單獨的磁盤陣列中安裝了兩種或兩種以上的介質類型。第二種時磁盤陣列間的，安裝了不同介質類型的磁盤陣列聯系在一起，以方便數據移動。也有可能在同一配置中同時存在這兩種方式的分層。
自動化分層過程
無論是存儲分層還是自動存儲分層，都不是新技術。事實上，惠普公司聲稱在1996年就實施了自動存儲分層。然而，AST的應用一直比較緩慢。這是因為最早的部署需要付出巨大的努力來進行數據分類和開發控制數據在層間移動的策略。多數情況下，數據是基于時間進行遷移的，而這一般不是一個最好的評判因素。
現在AST的部署采用了精密的算法，根據廠商和設置的不同，計算使用數據的范圍從4KB數據塊到1GB數據塊不等。計算是基于與其它區塊相關的訪問需求進行的，因為沒有定義的“高需求”。數據可以在高需求期間被提升到更高的層級并在需求減少時降低層級。該算法的質量決定了產品的價值而塊的大小決定了工作量是否合適。較小的塊通常更適于隨機I/O，而較大的塊對于順序I/O更有利。
老牌廠商和新興廠商都能夠提供AST的功能。一些新的廠商，例如戴爾康貝（Dell Compellent），已經把自動存儲分層作為其產品架構的基石了。按照公司的Storage Center產品線和它的Fluid Data Architecture，它已成為唯一一個將AST整合到架構中的產品。Fluid Data Architecture按照2MB大小的粒度移動數據塊。
同樣，對于Avere Systems公司，AST在其FXT設備中也是一個必選的功能。但是，它增加了使用任意網絡附加存儲（NAS）或者JBOD盤陣作為tier 3層存儲的功能。因此，Avere公司同時提供了盤陣間和盤陣內的分層。另外，Avere公司使用了其自己的文件系統，這給了它額外的方法在它的算法中來控制數據的移動。FXT是一個“一勞永逸”的模式，它不允許用戶編輯移動的策略，盡管層可以單獨進行擴展以配合工作量的變化。
對于Arnold Worldwide的首席信息官（CIO）Greg Folsom來講，簡單是關鍵問題。Folsom認為，戴爾康貝的系統安裝和管理是“及其容易”的。Arnold Worldwide，一家位于波士頓的廣告代理公司，使用了三層的分層策略和兩種不同的存儲方法。他開玩笑說：“這些事情太容易了，甚至有人告訴我，我們的存儲管理者不在辦公室都能管理它們”。
Chris Elam，Arnold Worldwide的高級系統工程師，開始使用了戴爾康貝的缺省自動分層存儲策略，然后再對策略進行調整。戴爾康貝的Enterprise Manager工具幫助了Elam，使策略與使用模式相關聯。“Enterprise Manager幫助我們看到系統中的數據究竟是如何被訪問的。利用這些信息，我們為其中一些應用建立了tier 1-2層的分層策略，而對另外一些應用建立了tier 2-3層的分層策略。我們已經使用這個系統超過四年了，并且很長時間不需要改變這些策略，” Elam說。新卷只需要在建立時簡單地指定到某個策略即可。
固態存儲補充分層
Xiotech公司提供了另外一種“一勞永逸”的AST實施方式。Xiotech公司的Hybrid ISE產品將固態硬盤和磁盤封裝在一個14.4TB 3U的容器中。14.4TB中，1TB是固態硬盤，剩下的是900GB 10Krpm的SAS硬盤（tier 2層）。控制器級別的軟件，叫做Continuous Adaptive Data Placement，從部署的時候開始自動管理數據的擺放。盡管公司提供了一個圖形化的ISE Analyzer工具用于強調I/O的活動，但實際中，用戶不能調整任何參數或者配置。公司認為他們設計的Hybrid ISE是沒有必要調整的。
在提供更多可配置架構的廠商之中，NetApp公司強調性能和容量獨立擴展的能力。公司的Flash Cache（PAM II）產品類似于其它廠商tier 0層的固態硬盤。盡管它能夠支持多層，但NetApp聲稱，在許多案例中，只是簡單地分為兩層：Flash Cache和tier 2層或者tier 3層。那是因為，他們發現數據會向著“熱”或者“冷”的方向發展，而很少處于它們之間。緩存用于緩沖寫動作以避免性能下降。數據塊移動尺寸的最大粒度僅僅是4KB。盡管這個體系架構可能比其它系統需要更多的閃盤（總容量的10%到20%），但其消除了相對昂貴的tier 1層的硬盤，同時把冷數據擴展到更多的SATA驅動器上，在獲得相同性能的同時，有一個較低的成本。再有，NetApp將AST與重復數據刪除和壓縮相結合，應用于機械旋轉的磁盤，可以獲得更加巨大的空間效能。因為數據是通過WAFL文件系統和Data Ontap進行管理的，所以在數據變熱由低層上升到tier 0層的時候，不需要被“還原”。相同的自動存儲分層功能適用于所有NetApp的產品線。
CERN，瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心，在Oracle的RAC數據庫上使用了NetApp公司的Flash Cache。“在使用Flash Cache之前，我們必須以IOPS來衡量一切，而不管存儲的利用率，”CERN IT部的Eric Grancher說。“現在，我們可以對IOPS和容量都進行優化。我們已經從昂貴的光纖通道硬盤遷移到廉價的SATA硬盤。這已經給我們帶來了巨大的節約。” Grancher發現NetApp系統非常適應工作負載從而導致管理上非常簡單。他的經歷已經表明，當閃存在存儲中時，比其在服務器中時會有更好的綜合性能。“用NetApp系統緩沖數據相對于用數據庫服務器緩沖更加穩定，后者經常因為打補丁或者更新而重啟。存儲服務器上的數據緩存已經‘成熟’，因而消除了常常發生的低性能時期，這是我們每次重啟后都要經歷的痛苦的冷服務器緩存階段，”他說。
EMC公司的全面自動化存儲分層（Fully Automated Storage Tiering（FAST））是另一個可配置系統的例子。FAST擁有一個安裝向導，允許你用缺省配置進行簡單部署，EMC認為，大多數用戶在大多數情況下這么做是“一勞永逸”的。其它用戶可以利用FAST Tier Advisor，這是一個通過一段時間收集使用統計信息的工具。那些統計數據可以用于對特定應用的優化策略。用戶也可以依據隨機讀還是順序讀，從768KB到1GB之間設置移動數據塊的尺寸。
EMC公司推薦用戶開始用大約3%的容量作為tier 0層，20%用于tier 1層，77%用于tier 3層。Tier Advisor將會通過一段時間跟蹤使用情況，tier 1層會被減少到最低程度，甚至小于在更高和更低層之間的一個緩沖器。在任何情況下，Tier Advisor允許用戶基于真實的使用方式對任意層進行優化。
磁盤陣列間分層
日立數據系統公司（HDS）的AST支持跨所有產品線的盤陣間分層。它通過虛擬化來抽象和分區工作量。事實上，HDS推薦應用和負載分類，而不僅僅是數據分類。“機構應避免初期制定過于復雜的分層策略，”HDS的軟件副總裁，Sean Moser說。“不要使用太多的層和過度優化的單個應用。”盡管HDS支持三層，而實際問題是中間層變成了更高層和更低層之間的“減震器”。
HDS公司提供了一個Data Center Management套件，包含配置管理、調優管理和分層存儲管理。它可以提供告警并根據卷、存儲池、服務水平協議（SLA）和峰值階段等細節提供儀表展示。使用這個工具，用戶可通過一段時間來調整系統。HDS也可以合并其它廠商的磁盤陣列，形成存儲池，設備可以利舊并用于數據歸檔。HDS對于歸檔層可以使用磁盤停轉技術以減少對于電力和制冷的需求。
HP公司的自動存儲分層更加傳統。或許是因為某些磁盤陣列是來源于聯合與收購，它的AST功能在不同的產品線中也不相同。高端的P9500系統，是來自HDS的OEM產品，表現與HDS的AST相同，你可以使用P9500來虛擬化其它的磁盤陣列。
HP的3PAR產品線，是AST的新成員，大約在一年前推出了這個功能。3PAR支持三層，但在很大程度上取決于用戶如何配置它們。HP推薦檢視應用的使用方式，然后確定不同層的尺寸。它的Adaptive Optimization工具用來檢視和規劃層的大小。
HP的X9000可擴展NAS也使用了其自己的AST。這種情況下，所有的策略都是用戶生成的。HP聲稱自動存儲分層隨著時間推移由用戶策略轉換成自動策略。
IBM公司的Easy Tier產品支持Storwize V7000, DS8700, DS8800和SAN Volume Controller產品。目前，Easy Tier支持兩層，一層必須是固態硬盤。每隔24小時，該產品會分析性能指標，并生成數據遷移的計劃。數據遷移以1GB為單位，遷移頻率不會低于每五分鐘以避免性能中斷。Easy Tier是磁盤陣列的一個功能，是免費的。
仍在發展的自動分層市場格局
關于自動存儲分層的好消息是，市場因為擁有更多選擇而變得健全。壞消息是這些選擇使得他們之間的比較更加困難。Jerome Wendt，位于內布拉斯加州奧馬哈的DCIG的首席分析師兼總裁，對于評估相應的解決方案有一些實際的建議。“首先，用戶應匹配應用的性能需求與產品的體系架構，”他說。“這包括了解要移動的數據塊地尺寸，移動的頻率以及如何在層間移動。” Wendt進一步表示，對于AST來講，文件系統是相當安全的候選人，但對于微軟的Excange和數據庫來說，應更加小心謹慎。
自動分層購買考慮因素
要為你的數據存儲環境購買自動分層嗎？記住下面這幾個關鍵點：
•了解你的應用數據使用特征
•審查管理工具，以保持一段時間后對系統的調整
•確定基于現有工具和廠商，整合提議自動存儲分層（AST）的功能
•決定你是想要一個“一勞永逸”的還是客戶化的AST產品
•AST是一場真正的價格與性能，通過所節省的設備貨幣化進行衡量的比賽。
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