什么是橫向擴展存儲方式
橫向擴展（Scale out）是向現(xiàn)有IT系統(tǒng)替換或添加新硬件的過程。在擴展容量的同時，性能隨著容量線性提升。因為擴展的每一個節(jié)點都有獨立的CPU，獨立的內(nèi)存等，所以在擴展空間后，整個集群的性能不會隨著容量的增加而下降，反而是提升。
橫向擴展式（Scale-out）NAS在集群中的所有節(jié)點上創(chuàng)建了一個單一文件系統(tǒng)。節(jié)點的所有信息都可以彼此共享，因此連接到任何節(jié)點的客戶端都可以訪問整個文件系統(tǒng)。集群NAS將數(shù)據(jù)在所有節(jié)點間分條，同時使用鏡像或效驗方式進行數(shù)據(jù)保護。數(shù)據(jù)從客戶端發(fā)送到集群時，數(shù)據(jù)被分割，并行分配給不同節(jié)點。當客戶端發(fā)送文件讀取請求時，集群NAS從多個節(jié)點獲取相應的塊，將他們組合成文件，然后將文件發(fā)給客戶端。隨著節(jié)點的增加，文件系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)擴展，數(shù)據(jù)在節(jié)點之間均衡分布。每個增加的節(jié)點都增加了整個集群的存儲、內(nèi)存、CPU和網(wǎng)絡(luò)能力。因此，整個集群的性能都得到提升。
橫向擴展式（Scale-out）NAS適合解決企業(yè)和客戶當前面臨的大數(shù)據(jù)問題。它統(tǒng)一管理和存儲高速增長的數(shù)據(jù)，同時又十分靈活，能滿足各種性能需求。下圖顯示的是一個橫向擴展式（Scale-out）NAS連接的例子。
橫向擴展存儲方式的優(yōu)勢
橫向擴展讓以往縱向擴展的不足得以迎刃而解，其核心優(yōu)勢包括：
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擺脫限制舊設(shè)備的容量和性能約束；
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降低復雜的基礎(chǔ)架構(gòu)成本，無需進行昂貴的叉車升級即可快速受益于較新的體系結(jié)構(gòu)和磁盤驅(qū)動器密度；
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更好的硬件簡化系統(tǒng)管理，促進冗余和提高正常運行時間變得更加容易；
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使組織在將來相對輕松地實際擴展規(guī)模。傳統(tǒng)縱向擴展架構(gòu)的復雜性可能會在升級時帶來業(yè)務(wù)中斷的風險，而橫向擴展則相對輕松許多。
橫向擴展（Scale-out）NAS的作用
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向外擴展的NAS（網(wǎng)絡(luò)附加存儲）是基礎(chǔ)性的混合云存儲解決方案。由于混合云架構(gòu)全面部署，許多組織都將面對這一相對較新的市場，甚至不了解一致性的橫向擴展NAS的重要性。許多環(huán)境是最終一致的，這意味著你編寫一個節(jié)點的文件不會立即從其他節(jié)點進行訪問。這種情況可能是缺乏正確實施的協(xié)議，或不夠緊密集成的虛擬文件系統(tǒng)而引起的。與之相反的情況是嚴格一致的：文件是在同一時間訪問所有節(jié)點。與虛擬文件系統(tǒng)兼容的協(xié)議實現(xiàn)和緊密集成是一個很好的成功秘訣。
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擴展基于NAS的混合云架構(gòu)應該基于三層。在集群中的每個服務(wù)器都會運行一個基于這些層的軟件堆棧。第一層是持久存儲層。它是基于對象存儲，它提供了一個優(yōu)勢，如極端的可擴展性。但該層必須嚴格一致。虛擬文件系統(tǒng)是任何規(guī)模的NAS的核心。而高速緩存、鎖定、分層、配額和快照處理是第二層特征。第三層包含的協(xié)議如SMB和NFS并集成虛擬機管理程序。
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它保持架構(gòu)對稱和清潔性是非常重要的。如果你能做到這一點，未來的許多架構(gòu)挑戰(zhàn)將更容易克服。
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我們現(xiàn)在需要更密切地關(guān)注存儲層。由于它是基于對象存儲，我們現(xiàn)在可以用干凈的對稱架構(gòu)，輕松地擴展我們的存儲解決方案。我們可以擴展到EB級別的數(shù)據(jù)和文件。
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存儲層需要一種快速、有效的自愈機制來完成冗余的責任。在數(shù)據(jù)中心保持數(shù)據(jù)的低足跡，儲層需要支持不同的文件編碼。有些是良好的性能，而一些是為減少其足跡。
橫向擴展NAS的五個原則
Kirsch為首席信息官選擇橫向擴展NAS架構(gòu)提供了以下五個原則，宗旨是簡單至上：
1、易于擴展
“企業(yè)需要選擇的下一代存儲架構(gòu)應該是易于擴展的，”Kirsch表示，“如果我有1TB驅(qū)動器，這就是我可以管理、可以保護和可以復制的數(shù)據(jù)卷。為什么 管理15PB數(shù)據(jù)不能也像這么簡單?不能因為數(shù)據(jù)量變大了，事情就變得復雜了?！睓M向擴展架構(gòu)可以通過軟件管理和虛擬化/抽象層(讓這些節(jié)點像單個系統(tǒng)一 樣)來解決這個問題。
2、可預見性
“性能應該是具有可預見性的，”Kirsch表示，如果我這周增加了6TB，下周增加了6TB，我希望在性能方面具有相同的線性可擴展性。我不希望還要重 新設(shè)計我的應用程序或者重新教育我的用戶。應該以可預見性的方式來擴展。我希望根據(jù)預測的增長情況來增加開支，不要讓我過分投資。我知道摩爾定律下個月將 會讓我們實現(xiàn)更快的計算速度，并且驅(qū)動器也會隨著時間的推移密度變得更大。下一代存儲架構(gòu)最好能夠利用我現(xiàn)有的存儲基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)勢，并且應該是共享對稱架 構(gòu)。不要試圖讓我了解你的架構(gòu)的差異，讓我根據(jù)需要來擴展系統(tǒng)。
3、有效性
“讓我利用我的存儲系統(tǒng)中的所有資源，無論它們在什么位置，”Kirsch表示，“讓我充分利用我的物理磁盤驅(qū)動器，不是50%或者55%，而是80%以 上的存儲利用率。無論CPU、計算或緩存在哪里，我能夠利用它們。我想要存儲系統(tǒng)最大化利用應用程序的性能。另外，請將分層整合到存儲系統(tǒng)。”換句話說， 你需要移動數(shù)據(jù)來優(yōu)化性能或者優(yōu)化容量。對付大數(shù)據(jù)的橫向擴展NAS應該具備足夠的智能能夠?qū)⑦@一過程自動化。
4、可用性
“它必須是在任何時間都可用的，”Kirsch表示，“利用N-way架構(gòu)的優(yōu)勢。讓我能夠從兩次以上故障中恢復過來。讓網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的某個機架出現(xiàn)故障時， 讓我也能夠及時恢復。同時，必須具有靈活性。讓我可以根據(jù)業(yè)務(wù)部門的需求來保護系統(tǒng)。如果他們愿意投入更多資金，我可以為他們提供更大的可用性。如果數(shù)據(jù) 不太重要，我可以減少這些數(shù)據(jù)的可用性?！睔w根到底，由于橫向擴展NAS存儲基礎(chǔ)設(shè)施是建立在商業(yè)硬件之上，那么硬件可能會出現(xiàn)故障，系統(tǒng)應該被設(shè)計為能 夠處理較高頻率的硬件故障。
企業(yè)保障 Kirsch表示，“由于這項技術(shù)已經(jīng)成熟，它應該是IT的關(guān)鍵部分，這個系統(tǒng)應該具有快照、復制等所有其他傳統(tǒng)IT功能。這項技術(shù)是從HPC root逐漸發(fā)展出來的，但是如果你打算建立一個橫向擴展系統(tǒng)，你必須以適應企業(yè)環(huán)境的方式來建立?！?/p>
