1、國內外主要集群NAS產品對比武漢大學計算機學院一、什么是集群NAS在大數據時代，非結構化數據目前呈現快速增長趨勢，IDC研究報告分析指出，到2012年非結構化數據將占到數據存儲總量的80%A上。集群NAS是一種橫向擴展(Scale-out)存儲架構，具有容量和性能線性擴展的優勢，已經得到全球市場的認可。從EMC寸Isilon、HP對舊RIX、DELL對Exanet、Compellent等收購事件，以及舊M推出SONASNetApp發布DataONTAP8,都可以看出集群NAS已經成為主流存儲技術之一。在國內，我彳門也看到UITUFS、龍存LoongStore、達沃時代YeeStor、九州初志C

2、ZSS美地森YFS等集群NAS解決方案。集群NAS的未來潛在市場巨大，在高性能計算HPC廣電IPTV、視頻監控、云存儲等行業領域將逐步得到廣泛應用。高性能、高容量以及可擴展性是集群存儲得以發展的最得人心的特征。我們主要關注的是具有Scale-Out特性的集群NAS產品。傳統NAST張很容易帶來以下問題：1 .系統管理。即便是NAS系統管理比SAN儲管理簡便很多，但仍然需要花費時間和資源來管理。2 .管理客戶端和應用對數據的訪問。能夠訪問的前提是NAS系統必須掛載在對應的服務器或者工作站上。掛載會中斷應用的訪問，所以在掛載的時候需要預留好服務器上應用的宕機時間。掛載了越多的NAS系統，帶來的是更

3、多的宕機時間。3 .文件位置。關于定義文件存放位置的策略應該是基于性能，可訪問性，文件創建時間，訪問頻率，存儲成本，可用性，數據保護等諸多方面因素決定的。策略的設定本身不會太難，但事實上，要將文件移動到合適的NAS系統上是一個耗時間的手工數據遷移過程。而且，隨著NAS系統越來越龐大，其復雜性也越來越高。集群(Cluster)是由多個節點構成的一種松散耦合的計算節點集合，協同起來對外提供服務。集群NAS是指協同多個節點提供高性能、高可用或高負載均衡的NAS(NFS/CIFS)服務。ScaleOutNAS通過將數據分布到集群中各節點的存儲方式，提供單一的使用接口與界面，使用戶可以方便地對所有數據進

4、行統一使用與管理。集群中所有磁盤設備整合到單一的共享存儲池中提供給前端的應用服務器，利于訪問，同時提高了磁盤利用率。Scale-out橫向擴展架構的升級通常是以節點為單位，每個節點往往將包含容量、處理能力和I/O帶寬。一個節點被添加到存儲系統，系統中的三種資源將同時升級。StorageSystemStoragQSystemStorageControllerScaleOutDevices從上面的圖例可見，容量增長和性能擴展（即增加額外的控制器）是同時進行。而且，Scale-out架構的存儲系統在擴展之后，從用戶的視角看起來仍然是一個單一的系統，這一點與我們將多個相互獨立的存儲系統簡單的疊加在一個

5、機柜中是完全不同的。所以scaleout方式使得存儲系統升級工作大大簡化，用戶能夠真正實現按需購買，降低TCO二、集群NAS的核心是集群/并行文件系統集群NAS的橫向擴展（Scale-ou）是指可在文件系統級進行存儲擴展，而集群NAS的核心工作都是通過集群文件系統或并行文件系統完成。集群文件系統是指協同多個節點提供高性能、高可用或負載均衡的文件系統，它是分布式文件系統的一個子集，消除了單點故障和性能瓶問題。對于客戶端來說集群是透明的，它看到是一個單一的全局命名空間，用戶文件訪問請求被分散到所有集群上進行處理。在元數據管理方面，可以采用專用的服務器，也可以采用服務器集群，或者采用完全對等分布的無

6、專用元數據服務器架構。目前典型的集群文件系統有SONAS,Isilon,IBRIX,NetAPP-GX,LoongStore,YeeStor等。并行文件系統是應用于多機環境的網絡文件系統，單個文件的數據采用分條等形式存放于不同的存儲設備上，支持多機多個進程的并發存取，同時支持元數據和數據的分布存放，并提供單一的名字空間。通常SAN共享文件系統都是并行文件系統，如GPFSStorNext、BWFS集群文件系統大多也是并行文件系統，如Lustre,Panasas等。目前市場上的集群NAS產品，不管核心是集群文件系統還是并行文件系統，大多具有以下幾個特點：1 .統一名字空間統一名字空間是指每一個文件

7、和目錄在文件系統中都有一個統一的、唯一的名字，在所有的應用服務器上，用戶都可以用相同的名字來訪問該文件或者目錄而無需關心文件的實際存儲位置和給其提供服務的元數據服務器的位置。當用戶要訪問的文件從一個存儲位置遷徙到另一個新的位置以后，用戶無需知道，他仍然可以繼續用原來的名字來訪問此文件或者目錄。統一名字空間主要涉及元數據的管理模型，目前大致有集中式元數據模型（如Lustre、GFS?）、分布式元數據模型（如Isilon、GPFSCeph等）和無元數據模型（Glusterfs）三種。2 .高擴展性前面已經說明，集群NAS具有橫向擴展特性，容量和性能能夠同時擴展。而且大多數產品都能夠實現在線擴容，即

8、在不停止服務的情況下向集群添加和刪除節點或者磁盤，做到即插即用，且自帶負載均衡機制。3 .高可用性集群NAS的集群架構特點，消除了單點故障，確保了系統的可用性。在數據高可用方面，大多產品均提供跨節點的數據冗余備份，能夠支持部分存儲設備出現故障時，數據仍然可用。4 .性能優異對于大多數集群文件系統或并行文件系統而言，通常將元數據與數據兩者獨立開來，即控制流與數據流進行分離，這種方式也稱為元數據帶外訪問模式，從而獲得更高的系統擴展性和I/O并發性。采用帶外模式能夠提高整體存儲的訪問效率，因為在文件訪問中，對于元數據的查詢占文件操作的60%以上，每次讀取的數據少而且應對的訪問壓力大，這和數據讀取的訪

9、問操作是不同的，因此帶外模式便于提高系統性能。另外，在性能提升上，有的產品采用高性能的硬件（如Panasas3PAR）或者利用InifiniBand高速網絡（如Isilon、YeeStor）,大多數產品還會采用文件存儲條帶化、智能預取、數據緩存等軟件機制來提升性能。三、各種廠商對比一覽表近年來，市場上出現了很多集群NAS的存儲產品，不僅有自創小品牌在努力奮進，目前更是加入了很多著名廠商，整個市場呈現出一片紅火景象。以下是市場上主要廠商的集群NAS產品的對比情況，可以看到國外的大多數自創品牌如今已被大廠商收購，目前僅剩下Panasas,而國內的龍存，達沃時代，中科藍鯨也開始大展拳腳了。公司情況核

10、心市場技術特點主要賣點備注Panasas1999年成立，獨立1商高性能計算并行文件系統，后端存儲為OSD結構，區分控制刀片和存儲刀片高性能面向對象存儲pNFS協議的倡導者特有的硬件使得性能較好，但是價格太過昂貴Isilon2001年成立，2010年被EMC攵購向向人數據和非結構化數據集群文件系統，不區分元數據和數據節點；針對企業應用的各種軟件功能；性能、容量等定位擴展的硬件節點被EMC收購后，作為大數據戰略方向上的重頭兵Ibrix2000年立，2009年被HP收購企業級文件服務軟件集群文件系統，高度可擴展軟件產品Ibrix的橫向擴展NAS平臺和IbrixFusion能夠極大地擴展性能、容量和管

11、理能力惠普推出基于Ibrix的X9000scale-out文件存儲系統3PAR1999年成立，2010年被HP收中局端存儲SAN集群、采用了ASIC硬件加速芯片，使其系統能夠有出色的自動精簡配置整合進ASIC;InSpire體系架構（網狀控制器結自動精簡配置ThinProvisioning由3PAR公司開創，改變以前需要提前分購性能。構，可達8個）等，硬件上的改進設計非常后特色。配容量的問題，做到即寫分配，提高存儲利用率。Compellent2002年成立，2011年被Dell收購中端市場SAN集群、同3PAR有近優但性能/、及，且只能允許兩個SAN聚合，而3PAR能夠實現8個SAN聚合。流動

12、數據架構，存儲可直接根據業務需求動態進行調整。可節約整體成本借助分層架構，SAS或固態硬盤等局性能硬盤能夠處理公司最關鍵的數據，而將很少使用的數據自動遷移到容量大、但速度低的SATA硬盤上的技術。IBMSONAS2010年推出的產品中大型企業以GPF助核心，以X86平臺為硬件基礎，推出的集群NAS產品2011年4月升級：改進的信息生命周期管理（ILM）、層次化存儲管理（HSM）以及簡便的部署和防病毒集成存儲（TB/PB）和服務器（接口、I/O和帶寬）放在單獨的模塊化組件中，它們可以獨立地升級。分別對應于SONAS的存儲單元和接口節點。BlueArc1998年成立，2011年被HDS收購中局端存

13、儲,HDS自2006年一直OEM其產品文件級集群、一個是高端Titan系列，一個是入門級Mercury系列硬件加速文件管理器供應商，主要生產用于場內可編程門陣列（FPGA）的硬件加速文件管理器，加快文件管理器的運行速度SiliconFS文件系統不同于用服務器和定制操作系統實現的文件系統，它基于專門的硬件芯片FPGA存儲模塊體現實現面向對象概念、支持pNFS協議龍存起步較早，在國內市場有名度高性能計算、互聯網集群存儲產品采用通用服務器做為存儲與元數據節點，整體性價比高達沃時代YeeStor基礎研究非常早，2010年正式成立公司集群存儲（包括高性能計算）、虛擬化（包括虛擬服務器、虛擬桌面）、云存儲

14、集群文件系統、面向對象存儲YeeStor文件系統+X86服務器，性價比高；具有集群結構、數據備份、元數據快照等多項圖引用機制；WebUI可用性好已有教育臺“學習超市"、CNGI國家科學數據共學平臺等多個成功案例中科藍鯨研究比較早，2007年正式成立網絡存儲產品和解決方案供應商SAN文件系統同時支持FC(4GtK8Gb)、以太網(1GbK10Gb)接入在數字媒體、視頻監控等方回些案例美地森2007年成立集群存儲系統軟硬件服務提供商USS集群存儲系統YFS和Isilon的OneFS功能近似，集合了文件系統、卷管理和RAID美地森也推出了WSSs"存儲、WHSB主機。創新科UIT

15、2001年成立，2009年，與Intel進行了戰略研發合作，2011年獲得Intel注資。數據存儲解決方案提供商和海量信息存儲專家做IPSAN起家，再做NAS后面通過收購獲得FCSAN技術，目前推行統一存儲，另外在石存儲概念上推出了幾款產品。大量的通用服務器，元數據和存儲數據分離UIT參加展銷會比較多，所有宣傳稿也較多。主要展示其云監控、云媒資、辦公云、IPTV等多個行業的云解決方案，以及SV5000G2等自主創新產品；另外面向個人、家庭用戶也后應用產品。從近兩年的各種收購事件來看，集群存儲市場已經從小的獨立廠商時代轉向了大廠商競爭時代，舊M、HRDell等大型綜合存儲方案廠商的加入，一方面是

16、看到了非結構化數據爆炸式增長帶來的市場規模擴張，另一方面，也使得集群存儲領域的競爭進一步加劇。舊M:作為綜合存儲方案供應商，舊M在集群存儲方面同樣有自己的策略。在SAN集群方面，舊M收購了XIV,經過有效的整合后，XIV已經成為舊M高端存儲產品線的有力補充，在針對非結構化數據的ScaleoutNAS市場，舊M則將一套由來已久的分布式文件系統方案GPFS1新包裝，推出了NAS集群產品SoNAS在戰略層面，舊M的公共云就采用了SONA綁構。HDS收購BlueArc,它擁有數據分級的技術，它的產品可以在8節點群集中提供文件存儲虛擬化功能，將群集容量提高到16PBo運行在群集上的軟件是SiliconF

17、S文件系統，可以提供NFS和CIFS文件存取以及iSCSISAN存取等功能。BlueArc主要生產硬件加速的Titan和Mercury產品，這些產品均運行有SiliconFS軟件系統。7.0版本的SiliconFS把文件的元數據放在固態硬盤或SASW動器上，而將文件數據放置于運行速度較慢但是相對便宜的驅動器上，可提供文件訪問速度。EMC與倡導統一存儲的NetApp不同，EMCf上去仍像是多家公司的組合。EMC旗下曾經有過Avamar、DataDomain、DMXClariion、Celerra,以及Isilon等，還需要更好的融合和統一。EMCB7年里收購了53家公司，走大而全的路線。戰略上推

18、行大數據解決方案，Isilon應該是其宣傳側重點。從Isilon被收購的兩三年來看，確實是背靠大樹好乘涼，EMC勺多套方案中均有Isilon的身影，每次大會都有些宣傳，相比其老對手Panasas,Isilon現在的發展勢頭很不錯，應用范圍越來越寬。NetApp核心系統依賴于一個單一的操作系統，無論是SANNAS高端、低端、主存儲還是二級存儲，都是基于核心的操作系統ONTAP這是和其他廠商最大的區別。這也是其在并購方面考慮較多的原因。但NetApp的集群NAST品DataONTARGX并不名合力。GX源于NetApp收購的Spinaker,是一家做SingleNamespace的文件系統的廠商，所以GX系列只是一個SinglePathImage模式的架構，類似于微軟的DFG將多個獨立文件系統，從路徑上加一次虛擬，多個文件系統（控制器機頭）之間依然采用松耦合方式。GX并沒有從骨子里表現為一個SingleFilesystemImage的集群或者分布式文件系統，所以市場認同度不高。HRHPM近三年內收購了LeftHand（增強了其存儲虛擬化和iSCSI能力）、Ibrix（橫向擴展NASFusion管理軟件）、以及3PAR（中高端的SANB群以及Thin概念的各種功能），包裝推出了可恒星擴展的P4000G2和X9000,以及提供基于3PA