存储是个软件问题

　　存储是个软件问题

　　如今的文件系统处理的不仅是数据块。一套完整的存储操作系统软件必须能处理容量管理，软件RAID，网络协议和一系列其他的功能。与计算虚拟化类似，用户可以实现虚拟化领域的大部分功能。

　　FUSE界面能允许文件系统和虚拟数据块设备来实现这个目标。当下的多核处理器优化的性能可以在用户设备上同步运行多个操作系统，那些有关单片电路核心的争论早已经过时。集群文件系统采用这种方式在商用硬件顶端构建了一个强大的存储虚拟化软件层。

　　Linux与存储系统直接关联

　　缺省Linux根文件系统Ext3正在逐渐成为过去，而Ext4还存在一些局限。

　　名为"Btrfs"的最新文件系统正处在积极的研发阶段，将成为Solaris ZFS的Linux解决方案。它可以支持很多强大的功能，比如快照，容量管理，软件RAID，在线压缩等。

　　诸如Btrfs和ZFS等早期磁盘文件系统的不足之处是他们无法超出单个服务器的范围。

　　Linux NAS

　　使用OpenFiler构建的单机版Linux ISCSI或者NFS服务器能通过NFS，CIFS,FTP和ISCSI协议来提供单机版NAS/SAN，供多个计算节点内的存储资源共享。

　　不过单机版存储是一种单点故障。

　　DRBD(分布式复制模块设备）能为使用激活-被动HA配置的双存储服务器提供网络RAID-1。

　　Linux向外扩展NAS

　　上一代的向外扩展系统（比如甲骨文的Lustre，红帽的GFS，甲骨文的OCFS2和SGI的CXFS）采用的是以核心为基础的方式。他们在配置和管理上都比较复杂，而且无法从高性能计算深入渗透到企业级原始存储中去。而新一代的扩容文件系统采用的是用户区方式。其中的产品代表为可扩容NFS/CIFS,Ceph和GlusterFS。

　　向外扩展NFS：NFS v4.1 (pNFS)在2010年1月被正式分配RFC数字。但不幸的是，由于Linux pNFS采用的是集中式元数据和核心方式，它被归类为第一代产品。pNFS被企业用户所接受的速度可能会比较缓慢。由于NFSv3 TCP是使用最广泛的NAS协议，因此最好采用循环DNS或者虚拟IP为基础的扩容NAS存储。RHEV, VMware和Xen都可以支持NFSv3。虚拟化和云用户都开始从所有权存储区域网络为基础的存储解决方案向可扩容NAS的方向转移。

　　向外扩展CIFS：Samba针对SMB1和SMB2协议的Linux采用的是CIFS。SMB2解决了SMB1中的性能问题，但是要到明年才能真正出炉。即使是微软也不推荐在Hyper-V管理程序中使用CIFS。

　　Ceph:Ceph目前处在积极的研发阶段，看起来颇有前景。与Linux （从v2.6.34和服务器领域开始）一起推出的核心空间客户端会在用户区使用。Ceph使用的分布式元数据体系架构增加了多重服务器内部管理分布式复制元数据的复杂性。随着时间的推移和来自大型社区的支持，他们应该能应对这个挑战。Ceph依靠Btrfs来作为后端存储，直到可以支持NFS才能解决这个问题，在服务器虚拟化厂商能够在管理程序中支持本地客户端之前还需要等待一段时间。

　　GlusterFS:GlusterFS是用户区内部署的完整的存储操作系统软件。诸如容量管理器，复制，排序，网络协议，输入/输出调度程序，线程和性能模块等功能都可以作为软件模块来执行。集群消除了使用弹性散列运算法则的元数据服务器需求。还能支持在线自我恢复。与Linux NFS类似，文件和文件夹都是存储在使用标准磁盘文件系统的后端硬盘上。集群可以支持诸如NFSv3, CIFS, WebDAV, FTP和本地集群（通过FUSE）等多个NAS协议。集群还可以广泛的配置在从亚马逊弹性计算云环境到VMware等一系列应用软件环境中。

　　非-POSIX存储

　　全新系列的存储解决方案在以POSIX为基础的NAS和SQL数据库之间涌现出来。这主要指的是"NoSQL,"，他们形成了包括分布式目标存储，文件存储，关键值配对和向外扩展目标数据库在内的一整套解决方案。这些解决方案需要针对应用软件源码进行修改。由于这些软件是为特定目的而设计的，他们在各自的应用软件领域有着各自的优势。

　　举例来说，Hadoop是针对大规模搜索分析或者数据采集应用软件而设计的。Cassandra和MongoDB类似于亚马逊的Dynamo或者谷歌的BigTable。Redis, Memcached和Memcachedb能提供分布式关键值数据存储。

　　结论

　　存储和计算领域的Linux虚拟化的未来看起来一片光明。免费软件和开源的发展也呈多样性态势。当一切尘埃落定，一些创新型解决方案将涌现出来。

　　我们希望能追踪到Linux服务器虚拟化的下一个发展阶段，希望随着服务器虚拟化和存储虚拟化之间的差距逐渐缩小，企业用户能逐渐意识到存储虚拟化的价值所在。