2018/04/27

工作负载就绪 | 顺势而为，戴尔加速流动文件系统进化

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导语

今天我们来聊聊在存储领域的流动文件系统。正是因为虚拟化、电子资料存储、文件共享、数字记录保存、Web2.0技术，以及新型应用的广泛性，从而带动了流动文件系统的创新技术。

来自第三方机构的数据显示：全球基于文件应用与基于数据块应用的存储容量发货量对比来看，从2008年到2015年，文件应用方面的存储容量发货量的增长较数据块应用高出数倍。出现这样变化，根源在于虚拟化、电子资料存储、文件共享、数字记录保存、Web2.0技术，以及新型应用的广泛性与活跃性。

为此，对客户需求保持极高敏感度的戴尔不断推出创新技术，同时也在自己的流动文件系统Fluid File System (FluidFS)上加速进化。

FluidFS的更新迭代有故事

想听听吗？

为了便于大家对戴尔流动文件系统的理解，我们就从FluidFS的源头说起。

FluidFS源自戴尔在2010年收购以色列的Exanet公司，作为富有代表性的NAS技术厂商，Exanet在与EMC(iSILON)、NetApp、HDS(BlueARC)之间曾经有过激烈的竞争。不过，在归队戴尔之后，Exanet很快获得了新的发展和进步。

从FluidFS v2算起，这应该是戴尔Compellent使用的第一代可扩展的NAS技术。然后，戴尔一代一代地升级FluidFS，通过技术更新迭代，帮助企业级用户实现数据存储未来就绪。

随后，FluidFS v3出现，将文件系统技术进一步升级。FluidFS v2针对单一文件系统限制在1PB容量大小；FluidFS v3允许单一文件系统大小比上一代翻倍，高达2PB的容量。

不仅如此，FluidFS v3采用了来自戴尔2010年所收购的Ocarina Networks整合而来的重复数据删除和压缩技术。从而，使得戴尔的FluidFS可与存储业界大佬相比肩。

从FluidFS v3开始，戴尔就对外表示：重复数据删除和压缩功能，将随所有戴尔Compellent FS8600控制器免费提供，并对已有的控制器提供更新。这不仅帮助用户合理地利用好文件系统，同时也保护了用户投资，利于用户存储效率的提升，以及达到更佳的存储应用效果。

从另一个侧面也表明，戴尔一贯的收购策略，在整合新的技术厂商资源的基础上，必然会为企业级用户提供更高级别、更完善的解决方案。同时，戴尔也将结合新技术与自有的拳头存储产品，形成更有效的组合，去满足用户在更广泛领域的具体存储需求。

显然，我们看到戴尔通过收购Ocarina和 Exanet，并相应与戴尔Compellent FS8600结合，正在引发更多的变化。

就在2015年10月底，Dell World大会报道《DellWorld2015收官：收购EMC，戴尔构建存储新世界》一文曾提到：

“Dell Storage FS8600其实就是之前的Dell Compellent FS8600，非常经典，采用FluidFS第4版规格的FS8600现在支持的存储阵列包括：SC40、SC8000和SC9000控制器，SCOS 6.5.3或更高版本，Enterprise Manager 2015或更高版本。”虽然文章里面没有提及在单一全局命名空间中到底能到达多少PB，但是，后面的版本给了用户一个大大的惊喜。

威武帅气的

FluidFS第5版

FluidFS第5版的出台，成就了性价比更具竞争力的横向扩展NAS解决方案——FS8600。针对高速存储和较低总拥有成本（TCO）进行了优化，效果和之前的流动文件系统版本到底有何不同呢？

FluidFS v5能够以经济实惠的方式实现更好的每秒文件操作数(OPS)，进一步实现了性能的提高和容量的扩展：

借助SPEC SFS 2008，线性性能扩展可实现494000次文件打开次数以及11.9 GB/秒的最大吞吐量。

通过镜像高速缓存和自动负载平衡，即使在添加更多数据的情况下也能提高性能。

最多可在单一横向扩展存储解决方案中配备四台FS8600 NAS设备和八个SC系列存储阵列。

对于存储密度和成本方面，FluidFS v5在软件的帮助下，实现了用户更高的需求。Dell Storage Center搭配FS8600和SCv2080存储阵列可为存储密集型工作负载提供理想的机架密度，可在14U机架空间中存储1 PB的原始容量，同时对于1 PB的原始容量，每GB成本低至0.18美元/GB。

关键在于：借助横向扩展体系结构，以及闪存优化、自动分层功能和块级重复数据删除和压缩功能，可以实现用户存储效率提升，通过NAS精简配置和空间回收，容量不受限制。

另外，为了FluidFS具备更加便捷的灵活性，戴尔还有几个小技术细节需要透露一下。如：虚拟IP方便客户端访问全部命名空间的内容，目录结构用于共享和导出文件，逻辑卷用于管理文件，单一命名空间可以跨集群使用，灵活扩展从1-4个流动文件系统设备，透明分离数据块空间。

这里多说一句：NAS卷精简配置(thin provisioning)要求管理员分配比实际NAS池空间更多的“广告”空间，从而给最终用户或者应用更多灵活性，在增长NAS卷空间上不受物理实际空间的制约。当使用的空间到达用户预先定义的警戒线时，系统会对管理员报警。

精简卷克隆如何实现的？

第一步，对一个卷或者文件系统做个快照；

第二步，创建一个独立的文件系统元数据结构，展现一个映射了新的目录结构的文件系统的虚拟复制卷给客户；

第三步，从独立获得的新的目录结构的克隆卷进行写入操作。精简卷克隆的过程不会有空间占用，直到数据发生了变化。也可以激活编码和工作流测试，而不至于使非生产数据影响正常的应用和容灾。

需要着重指出的是：精简卷克隆以透明的方式按需添加和管理驱动器、存储盘柜或NAS设备，帮助用户即时扩展现有基础架构中的文件存储性能和容量。通过多协议支持，包括支持SMB、NFS和FTP的协议，增强了系统的灵活性。通过使用快照、NDMP 备份、远程复制和快照存档，保护本地数据。

FluidFS v5带来下一代

企业级横向扩展NAS

新一代Dell Fluid File System第5版（FluidFS v5）不仅在单一文件系统中最高达4 PB，在单一全局命名空间中超过20 PB。戴尔表示：FluidFS v5可以为企业级用户带来下一代企业级横向扩展NAS，并且总体拥有成本（TCO）将会做到最佳。

那么这一切得以成功实现，是源于以下四个特性：

1. 提供同类最佳性能的NAS组合，采用 FluidFS软件的 Dell Storage FS 系列，可为 SC 和 PS 系列平台提供线性性能扩展和较低的每文件 OPS 成本。

2. 存储容量和性能可以实现无中断的独立扩展，根据需求变化在单一命名空间内进行，不必进行昂贵的断代升级。

3. 支持复制、快照、精简等各种可靠性功能，以确保FluidFS可以带来强大的数据保护和高可用性。

4. 具备重复数据删除和压缩功能，Dell FluidFS 可在不需要冗余数据时，对进行重复数据删除和压缩，最高可将常用企业数据所需的容量减少 48 %。

来自用户端的体验回馈

令人兴奋

亚利桑那州州立大学ASU 高级计算中心Operations Manager Charlie Collins表示：“得益于 Dell CompellentNAS 解决方案，我们能够向科研人员提供最低的数据存储价格以及灵活的使用期限。”

Phoenix Sky Harbor国际机场是美国十大最为繁忙的机场之一，采用了Dell Fluid File System视频解决方案之后，可以更好地处理日益增长的数据存储需求，并且可以无中断地扩展这个方案，随着需求的变化而增加存储。

ESG在一份《ESG Lab Review - Dell Fluid FS v5 - February 2016》专门的测试报告中指出：随着需求的增长和发展，FS8600 可在单个文件系统内无中断地扩展存储容量和性能，同时保证各扩展部分相互独立，从而避免代价高昂的平台全盘更换。此外，负载均衡功能还可以随着FS8600 系统的扩展持续优化性能。