助力存储能效 细数自动分层存储产品

继3PAR、Compellent、BlueArc等先驱厂商后，EMC、IBM与HDS等存储大厂，也在这两年也纷纷跟进推出了自身的自动分层存储技术，再加上过去半年多来的厂商并购行动，目前这领域的厂商已有相当大的变化。

Dell Compellent

自动分层存储技术先驱厂商Compellent已在2010年底为Dell并购，Compellent的Storage Center系列存储设备与Data Progression自动分层存储技术，也都被纳入Dell旗下。

尽管Compellent的Data Progression技术推出至今已超过5年，不过在同类技术中仍居领先地位，拥有最精细的分层精细度与独特功能，也相对较为成熟。

Data Progression是Compellent存储设备核心Storage Center硬件中的一个功能，Storage Center硬件会将磁盘阵列控制器所管理的硬盘，自动依效能区分为三个层级。磁盘底层则会透过动态区块(Dynamic Block)技术，以4,096个512K区块组成的2MB Page Pool为基本存储单位，来组成不同层级的RAID与Volume。

Data Progression可利用底层的动态区块技术，透过metadata来记录每个动态区块的建立/存取/修改时间、存取频率，以及所处的RAID与硬盘层级等信息。使用者建立Volume时，可选择该Volume所将使用的RAID与磁盘层级。若选择让Volume同时使用跨不同能效层级的实体硬盘容量，接下来系统将会定期检视每个区块的存取频率，并视存取频率自动将区块搬移到适当的硬盘层级，借此改善磁盘硬件的使用效率。

使用者可按自身环境，选择以最小的512KB区块为追踪统计与分层迁移单位，也可调整为以较大的2MB或4MB区块为单位(预设值为2MB)。系统执行数据分层迁移操作的周期为24小时，预设的执行时间为晚上7点，操作起始时间与执行窗口(允许迁移操作执行多久时间)可按用户需求调整，但周期不可调整(固定为每24小时1次)。

特别的是，Data Progression不仅能在不同层级磁盘间进行“纵向”数据自动分层，还能在同一层级磁盘间进行“横向”的数据自动分层，如在同样的1.5万转FC硬盘层中，可将存取频率较低的数据从写入速度较快、但单位成本较高的RAID 10组态磁盘区，迁移到写入速度较慢、但单位成本较低的RAID 5上。

更特别的是Data Progression还能利用所谓Fast Track功能，对单一硬盘执行存取最优化--可将较常存取的数据自动迁移到硬盘最外轨上，借以减少搜寻时间。

换言之，Compellent的Data Progression自动分层存储技术，同时涵盖了不同存储设备层、单一存储设备层与单一硬盘等三个层次。

EMC

自2009年以来，EMC已先后推出两代全自动存储分层(Fully Automated Storage Tiering,FAST)技术。

第1代的FAST适用于EMC的CLARiiON、Symmetrix等存储产品系列，不同产品线的FAST功能在设定与执行的细节上略有差异，但基本运作方式是一致的。

以Symmetrix FAST为例，先将不同层级的磁盘装置(SSD、1.5万转硬盘、7,200转硬盘等)共同组成磁盘群组，然后分别设定各层级磁盘装置在每个存储群组中所占的比例上限，以及让FAST执行初始化采样(统计系统存取行为)的时间排程、允许执行数据迁移的时间排程等参数后，接下来当到达管理者设定的时间时，FAST即会自动启动、进行存取行为采样分析与数据迁移操作。

不过FAST 以整个LUN为自动迁移的单位，精细度显然过于粗略，能达到的分层最优化效果有限，执行迁移所耗费的资源也相当大，技术落后其他厂商有相当距离，目前已被第2代FAST取代。

第2代FAST称为FAST VP(VP为Virtual Pool的缩写)，EMC宣称FAST VP采用「Sub-LUN」层级的自动迁移技术，即数据的精细度优于LUN,可搭配Symmetrix VMAX与新推出的VNX整合存储产品。

Symmetrix VMAX与VNX的FAST VP采用的精细度有所不同。

Symmetrix FAST VP运作的基本单位是768KB的虚拟池扩展区块(VP extent)，一个FAST VP区块包含480个VP区块，约360MB大小。每个FAST VP区块还可进一步分解成48个FAST VP子区块，约7.6MB大小。

Symmetrix FAST VP可视情况使用360MB的FAST VP区块或7.6MB的子区块。相较下，VNX的FAST VP则固定使用1GB大小的区块来管理数据迁移。

FAST VP可提供不同的分层政策，以VNX的FAST VP为例便分为4种：

(1) 自动分层(Auto Tier)：预设政策，将数据分散存放到横跨所有层级磁盘的存储池上，后续再依追踪到的数据活跃程度，在不同层级磁盘间自动迁移。

(2) 优先最高分层(Highest available tier)：尽可能将数据放到高速层磁盘，以提高效能。

(3) 优先最低分层(Lowest available tier)：尽可能将数据放到低速层磁盘，以减少成本。

(4) 无数据迁移(No Data Movement)：执行了最初分层设定后，便不再进行数据迁移。

Symmetrix VMAX与VNX的FAST VP运作程序稍有不同。

VNX的FAST VP分为3个阶段：(1)统计收集：在背景持续纪录收集每个区块的存取频率等metadata;(2)分析：每隔1小时便自动为LUN内的数据区块进行存取活跃程度的排序;(3)重新配置：依照分析结果重新配置每个区块的存放位置，可透过排程介面设定自动执行重新配置操作的时间窗口，最密集可设定每天重新配置一次。为避免重新配置的数据迁移动作耗用太多I/O资源，还可设定每次操作允许搬移的数据量。除自动排程外，使用者也能以手动方式随时启动重新配置操作。

Symmetrix VMAX的FAST VP则只分为2个阶段：(1)统计收集与工作负载分析：利用排程自动启动，可透过排程介面设定允许执行统计与分析操作的时间窗口，允许最密集的排程是以日为单位，可选择允许系统24小时全天都在背景执行统计分析，或只在特定时间区段执行统计分析;(2)数据搬移：利用排程自动启动，可选择允许系统24小时都能执行分层搬移操作，以尽快反映存储热点的变化，或只允许在特定时间区段执行排程，以降低对I/O的冲击。Symmetrix VMAX的FAST VP不提供手动执行模式，只能透过排程启动。

EMC的白皮书数据并未明示VMAX的FAST VP允许的最短数据搬移周期为何，按某些Blog的说法，VMAX的FAST VP最短可每10分钟更新一次各区块的存取负载状态，数据搬移操作则会等待2次存取负载状态更新循环，所以最快可在2次存取负载状态更新后便执行数据搬移，换言之，理论上可允许每30分钟就重新分派一次各区块存放位置。

相对的，其他技术大多只允许每24小时执行一次重新分层迁移操作，借由这种特性，VMAX的FAST VP可更快的反映存取状态变化。

先前EMC还曾有一款针对档案层级存取环境提供自动分层存储的产品Celerra FAST,实际上就是EMC File Management Appliance--1种独立安装部署的自动化归档/迁移应用硬件-的另一种包装，不过随着新一代VNX整合存储产品系列的推出，Celerra FAST也被VNX上的FAST VP取代，只剩下作为独立产品的EMC File Management Appliance,不再冠以Celerra FAST这种容易造成混淆的称呼。

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