[日期:2007-3-16]
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【編者按】
網格計算已發展成為一種眾人熟知的結構,它使使用者和應用程式能夠不受阻礙地使用大量的it資源。計算機網格跨企業連線計算機(伺服器或桌面)和存 儲,並將地理位置分散的異類元件虛擬化為乙個可使用的系統。網格計算的目標是允許眾多任務作負荷共享計算和資料資源,並實現企業內外的協作。由於網格釋放了 已安裝資源的潛力,它們能大大提高企業的工作效率,大幅加快計算密集型程序。除了加快大型計算任務的速度之外,網格計算還能將工作負荷動態分配給對於該項 作業最高效的資源,從而使大量任務更有效地運轉。網格計算能夠消除複雜性,為其所有使用者提供乙個統一的體驗。使用者不僅能夠共享檔案資料,還能共享計算資 源,從而憑藉更靈活、開放而有彈性的操作基礎結構實現全面協作,邁向共同目標。使用網格計算,使用者可以在乙個能夠對其需求作出流動響應的流動環境中,即時 訪問計算和資料資源。
【正文】
網格計算已發展成為一種眾人熟知的結構,它使使用者和應用程式能夠不 受阻礙地使用大量的it資源。計算機網格跨企業連線計算機(伺服器或桌面)和儲存,並將地理位置分散的異類元件虛擬化為乙個可使用的系統。網格計算的目標 是允許眾多任務作負荷共享計算和資料資源,並實現企業內外的協作。由於網格釋放了已安裝資源的潛力,它們能大大提高企業的工作效率,大幅加快計算密集型進 程。
除了加快大型計算任務的速度之外,網格計算還能將工作負荷動態分配給對於該項作業最高效的資源,從而使大量任務更有效地運 轉。網格計算能夠消除複雜性,為其所有使用者提供乙個統一的體驗。使用者不僅能夠共享檔案資料,還能共享計算資源,從而憑藉更靈活、開放而有彈性的操作基礎結 構實現全面協作,邁向共同目標。使用網格計算,使用者可以在乙個能夠對其需求作出流動響應的流動環境中,即時訪問計算和資料資源。
計算網格的儲存要求
對於這樣乙個動態的計算環境,其儲存要求是非常高的。企業計算網格要求能夠對同樣動態而可縮放的儲存池進行透明訪問。網格計算的儲存需要有乙個全域性檔案 系統,以便為各個工作負荷提供單一儲存空間——既提供位置的透明度,又提供對資料的訪問。事實上,目前使用的許多儲存網格產品其實是網路連線儲存 (nas)。儘管nas提供了透明度,但這一解決方案卻限制了應用程式對網格的使用;它限制了縮放比例和儲存管理能力。雖然檔案系統似乎是一種通用的抽 象,但仍然缺乏標準化和相容性,因為不同的網格實現了不同的檔案系統協議——專有、nfs或cifs。這限制了參與網格的作業系統和應用程式的可選擇類 型。最好的解決辦法是讓網格在較低的儲存級別進行標準化,就像網格允許對應用程式進行選擇一樣,允許對檔案系統進行選擇。
雖然關 於網格檔案系統的討論是很重要的,但作為其基礎的儲存的性質也是同等重要的。全域性檔案系統提供了對儲存層的訪問,但它卻無法控制其行為。很顯然,直接連線 儲存(das)是遠遠不夠的,人們需要某種整合的儲存。那麼,究竟什麼是儲存層必不可少的屬性,什麼又是網格計算最佳的解決方案呢?
要了解網格儲存的理想屬性,務必要考察一下網格計算的操作方式。實際上,計算網格就是乙個作業車間。在任何指定的一天,使用者登入上去並讓它執行某些工 作。有時這些作業非常大,要求網格的許多元件之間相互協作,以根據需要利用所有可用的資源、計算週期、頻寬以及儲存來完成作業。到了日終或週末,當任務完 成後,應用程式會撤回其需求,留出網格資源供下乙個作業使用。這個過程不斷進行,大大小小的作業以起伏不定的強度級別在不同的時間段執行於整個網格中,因 此對於儲存基礎結構的影響是隨機而混亂的。
雖然全域性檔案系統可以提供對儲存的透明訪問,但無法提供優化而高效的訪問。由於工作負 荷是在整個網格內動態改變的,因此儲存也必須這樣。資料位置(配置、卷建立)和負載平衡需要即時發生,以響應應用程式啟動、執行和完成任務的需求。不僅必 須虛擬化儲存資源,而且該資源必須具有智慧型性,能自我管理,以不斷向依賴於它的計算任務提供最優資料服務。
儲存網格的發展
多年來,關於公司計算的未來方向以及更具有響應能力的新資料中心的結構發展,一直引起業界眾說紛紜。儘管名稱五花八門,例如按需計算、實用工具計算、網 格計算等等,但它們都指向同乙個理想:乙個動態響應使用者需求的虛擬資料中心資源池。這個理想是如何形成的並不是秘密,任何it經理都知道,在傳統資料中心 內形成的標準操作程式是一件多麼枯燥的動手工作。因此邁向整合和虛擬化的趨勢已經起步了,它是由對效率和響應能力的實際業務要求所推動的。而儲存領域對於 簡單和自動化的迫切需要無疑是最為明顯的。
有能力順應這一趨勢的企業一直在整合伺服器,並從das遷移到儲存區域網路 (san)。人員配備良好的大型資料中心採用了光纖通道san來集中企業儲存,從而為多個伺服器簡化了資料管理和資料保護。然而,伺服器和儲存整合的這種 初期階段對於基本儲存管理功能的虛擬化、簡化和自動化並沒有起到多大作用。即使有的話,光纖通道san帶來的複雜程度也不亞於它們消除掉的複雜度。為新應 用程式配置儲存、負載平衡、建立卷、配置raid設定等等,不一而足,因此這仍然是一項耗時的手動任務,更別提光纖通道連線(包括交換機和hba)需要的 費用,以及培訓員工管理san所需的成本。
隨著基於iscsi的san的出現,it經理有機會來實現他們一度需要的簡單性、縮放比例和易用性。不僅如此,iscsi還將加快儲存網格的發展速度。
經過對傳統整體式儲存解決方案帶給it經理的挫折進行一番仔細審視,具有創新意識的儲存系統工程師採納了網格計算的一些關鍵概念,並將其應用於 iscsi san,從而在儲存中實現了模組化、自動化、可伸縮性以及資料保護。在解決最緊迫的、傳統san所固有的問題的過程中,ip儲存網格應運而生。
用於網格計算的網格儲存
鑑於計算網格對其儲存基礎結構的獨特需求,網格儲存必須異常靈活。das無疑不是解決辦法。虛擬化是乙個起點,它提供了全域性檔案系統將資料儲存提交到計 算網格所需的單一單元行為,這樣san結構便得到了承認;然而,這些san的縮放能力超過了光纖通道。縮放帶來了許多管理問題,制約了網格的流動操作。要 取消手動管理,並消除目前為了超前於不斷擴大的儲存需求和不斷變化的網格工作負荷所需的過量配置,需要有新的管理範例出現。
另一 方面,針對模組化可縮放性構建的基於iscsi的理想企業級san為網格計算提供了諸多優勢。首先,其基於ip的通訊協議提供了可縮放性、易管理性和儲存 網格的整合,使儲存網格通過乙個無處不在的乙太網網路實現整體相連。第二,它提供了乙個集中式儲存池,可根據需要通過即時整合模組的新增來擴充套件,而不會造 成應用程式中斷或效能降低。第三,與計算網格本身非常相似,儲存網格的行為方式類似於單個資源,它智慧型地共享工作負荷以確保儲存網格的單個部分不會過度負 載。
除了這些借鑑自網格概念本身的基本要求外,儲存網格的設計還必須兼顧高可用性,具有冗餘熱插拔元件以及自動化快照和複製功能以實現不間斷資料保護。計算網格不可停機,因此儲存網格必須提供最高端別的資料保護。
儲存網格另乙個非常吸引人的功能在於它支援san啟動,可以從特定任務中完全解放伺服器,並允許伺服器針對其最適合的應用程式,根據需要進行部署和重新 部署。當伺服器能夠從san啟動時,就可以從本地磁碟解放出來,並且能夠從儲存網格上的任何卷啟動。這樣,通過以極少的停機時間快速替換故障伺服器,將更 進一步的靈活性和保護能力帶入了網格中。
適合所有人的網格儲存
正如iscsi已使得所有人都能訪問企業級san和儲存管理,它同樣使企業儲存網格不僅適合於大型企業,也適合於中小規模企業。對網格計算必不可少的儲存網格的所有屬性均使得日常資料中心運營大為輕鬆。
令人矚目的轉變正在發生,但不僅僅因為iscsi的關係,雖然它確實是乙個催化劑。強大的新一代企業就緒性模組化陣列具有嵌入式智慧型管理工具,已經對傳 統的整體式儲存陣列形成了挑戰,這些新的陣列具有用於通訊協議的iscsi,因為它能夠帶來易用性和可伸縮性。但是這種新一代儲存平台的真正價值卻體現在 它的網格結構上,該結構能夠提供企業級效能和可靠性、智慧型自動化以及單個可縮放儲存池的無縫虛擬化。這些新的ip san解決方案具有模組性,成本合理,使中小規模企業也能執行增量部署,同時又足夠強健,可使大型企業(的資料儲存容量)達到數百個 tb(terabyte)。
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