我們生活和工作所遇到的種種電子化應(yīng)用都和現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心有關(guān)，復(fù)雜多變的應(yīng)用和龐大的數(shù)據(jù)量使得現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心在電力和能源方面的消耗增長顯著，嚴(yán)重的電力不足，使得數(shù)據(jù)中心機房凸顯能耗危機，如同一場風(fēng)暴的醞釀。綠色數(shù)據(jù)中心的概念已經(jīng)從“起點”升至“沸點”。
實際上，數(shù)據(jù)中心的組成包括多個方面，本文將從數(shù)據(jù)存儲與保護的角度來闡述一些有助于綠色節(jié)能的新技術(shù)，并介紹一些綠色節(jié)能的實用竅門。
一 SSD：成本與節(jié)能之間的尷尬
盡管固態(tài)硬盤(SSD)暫時還面臨價格高昂和容量有限的雙重尷尬局面，但其高性能、低功耗等諸多優(yōu)點使其成為存儲領(lǐng)域近年來的熱點關(guān)鍵詞，一直受到人們的矚目。
固態(tài)存儲(SolidStateDisk，SSD)是摒棄傳統(tǒng)磁介質(zhì)，采用電子存儲介質(zhì)進行數(shù)據(jù)存儲和讀取的一種技術(shù)。由于突破了傳統(tǒng)機械硬盤的性能瓶頸。因而擁有極高的存儲性能。由于沒有旋轉(zhuǎn)磁頭與盤體間的旋轉(zhuǎn)摩擦。因此，固態(tài)硬盤發(fā)熱量小。散熱速度快，其能耗僅是傳統(tǒng)硬盤的1/5。根據(jù)國外專家的報告。通常情況下，在筆記本電腦中，固態(tài)硬盤的能耗只有容量相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)硬盤的一半兒。而作為企業(yè)環(huán)境中的存儲解決方案，一個固態(tài)硬盤能夠取代多塊傳統(tǒng)硬盤，預(yù)期節(jié)能效果會更顯著。
大幅度的性能提升與高昂的成本，是企業(yè)對比數(shù)據(jù)中心內(nèi)使用固態(tài)硬盤和硬盤驅(qū)動器所得出的兩個結(jié)論。目前，由于可用性和價格高等因素。市場中固態(tài)硬盤產(chǎn)品的數(shù)量還比較有限。盡管存在諸多障礙，不少企業(yè)業(yè)經(jīng)開始部署固態(tài)硬盤系統(tǒng)，雖然還遠遠不算完美，但結(jié)果證明是非常具有吸引力的。今天．固態(tài)硬盤已經(jīng)開始向存儲主流中滲透。包括Compellent、EMC、Fusion-I/O、HDS、IBM、Intel、NetApp、希捷、三星、Sun和Verari等廠商，如今，大多數(shù)的主流存儲廠商都已經(jīng)推出了支持固態(tài)硬盤的企業(yè)存儲系統(tǒng)。
固態(tài)硬盤在性能方面的優(yōu)勢不言而喻。綠色節(jié)能方面的優(yōu)勢也是固態(tài)硬盤極具吸引力的另外一個原因。隨著IT部門的數(shù)據(jù)需求不斷增長，電力開支也越來越高。因此，存儲系統(tǒng)需要更高的能源效率。由于固態(tài)硬盤的突出優(yōu)勢和企業(yè)存儲的市場需求，固態(tài)硬盤市場呈現(xiàn)了快速的發(fā)展勢頭。據(jù)Gartner統(tǒng)計，2009年廠商總共出貨28萬部固態(tài)盤設(shè)備，總收入4.5億美元。并預(yù)計到2013年出貨量和收入將分別達到530萬部和19億美元。
因為固態(tài)硬盤的成本太高，一般來說，企業(yè)沒有必要在整個存儲架構(gòu)中都部署固態(tài)硬盤。而更多的作為傳統(tǒng)磁盤存儲的補充，Tier0正是用來描述固態(tài)硬盤在企業(yè)存儲架構(gòu)中的位置的一個術(shù)語。因此，企業(yè)必須針對它們的陣列進行調(diào)節(jié)來利用潛在性能的好處。這個過程要求監(jiān)控它們的信息流，將更新最頻繁的數(shù)據(jù)保存在閃存中，將其他數(shù)據(jù)保存在硬盤中。除此之外，應(yīng)用和操作系統(tǒng)也需要調(diào)整，讓企業(yè)可以最大限度地利用閃存的優(yōu)點。
還有一個問題是可靠性。固態(tài)硬盤從消費市場中興起，這個市場的工作負(fù)載和可靠性要求相對企業(yè)系統(tǒng)來說比較低。新驅(qū)動器的損耗要比硬盤驅(qū)動器快，這就帶來了不少問題。首先，企業(yè)需要完善管理工具，采取措施確保驅(qū)動器故障不會導(dǎo)致所有應(yīng)用離線。而且，額外的維護需求也會給企業(yè)帶來更多人力和硬件成本。
不過長遠來看，固態(tài)硬盤目前的這些局限性都將得到解決。對一些系統(tǒng)在IO方面壓力較大。且希望綠色節(jié)能的企業(yè)，可考慮在固態(tài)硬盤方面有所投入。在改善系統(tǒng)IO性能的同時，率先嘗試綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)中心。
二 重復(fù)數(shù)據(jù)刪除：給數(shù)據(jù)瘦身
由于磁盤技術(shù)近年來的快速發(fā)展，一些企業(yè)和用戶越來越傾向于采用磁盤進行備份或者歸檔，由此帶來的能耗問題也是突出的。傳統(tǒng)的備份策略往往會在用戶的磁盤空間里面產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)，由此消耗了大量不必要的磁盤空間，帶來一系列的能耗和冷卻的問題。有什么辦法能夠消除掉這些多余的數(shù)據(jù)。從而避免不必要的能源消耗呢?
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)會深入到組成文件的數(shù)據(jù)塊，分析文件由哪些數(shù)據(jù)塊組成。并刪除相同的數(shù)據(jù)塊，只保留單一的副本。就像不同的房子可能都是由相同的木材、磚頭、水泥等組成，不同的文件經(jīng)過拆分后，也會出現(xiàn)很多的重復(fù)數(shù)據(jù)塊，刪除這些重復(fù)的數(shù)據(jù)塊，就能大幅度縮減所需要的存儲空間。
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除最大的優(yōu)勢在于節(jié)約用戶數(shù)據(jù)存儲所需要的存儲空間，因而能夠節(jié)約數(shù)據(jù)存儲所需要的能源損耗。基于磁盤的備份歸檔方案與傳統(tǒng)磁帶庫相比在性能、穩(wěn)定性方面都有很多優(yōu)勢，但是，一個突出的不足之處就是，磁盤介質(zhì)是在線存儲，需要一定的能耗，而磁帶則是離線存儲，本身不需要耗能。
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除能夠大大減少數(shù)據(jù)存儲與備份所需要的空間。因而減少存儲與備份的能耗。大家知道，廠商宣稱的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除比根據(jù)不同的數(shù)據(jù)能夠達到1:30或者1:20。無論對存儲空間的節(jié)約方面還是對能耗節(jié)省方面都是有著突出意義的。
一般人往往容易混淆重復(fù)數(shù)據(jù)刪除與數(shù)據(jù)壓縮的概念，二者看起來的確有一些相似之處。但實際上，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)通過對數(shù)據(jù)重新編碼來降低其冗余度(redundancy)：而重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)則著眼于刪除重復(fù)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)塊。前者屬于文件級別，后者根據(jù)不同廠商的技術(shù)特點。既可以是文件級別的，也可以是數(shù)據(jù)塊級別的。
盡管關(guān)于重復(fù)數(shù)據(jù)刪除的實現(xiàn)方式，業(yè)內(nèi)還存在“預(yù)處理模式”和“后處理模式”的紛爭，不過重復(fù)數(shù)據(jù)刪除在節(jié)約空間方面的顯著效益已經(jīng)使其成為企業(yè)采購備份設(shè)備時所必須考慮的因素之一。
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除可以在數(shù)據(jù)寫入到存儲目標(biāo)前進行操作。稱為預(yù)處理(Preprocessing)或在線處理(Inline)；也可以在數(shù)據(jù)存儲到目標(biāo)設(shè)備后進行操作，稱為后處理(Postprocessing)。如果希望數(shù)據(jù)快速備份，更關(guān)注縮小備份窗口，那么，后處理方案比較合適；但如果你“有的是時間”，又需要節(jié)省備份磁盤，降低成本。則不妨考慮預(yù)處理方案。
三 自動精簡配置：按需分配
除了重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)壓縮等技術(shù)能夠通過減少數(shù)據(jù)容量減少磁盤數(shù)量，從而進一步減少能耗。存儲領(lǐng)域還有一些其他的新興技術(shù)，盡管并不能夠減少數(shù)據(jù)量，但是也同樣能夠減少系統(tǒng)所需要配備的磁盤數(shù)量，起到節(jié)省能耗的作用。自動精簡配置就是其中之一。
簡單來說。自動精簡配置就是一種容量分配計劃的優(yōu)化技術(shù)。在傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)中。當(dāng)服務(wù)器端的某項應(yīng)用需要一部分存儲空間的時候，往往是預(yù)先從后端存儲系統(tǒng)中劃分出一部分足夠大的空間預(yù)先分配給該項應(yīng)用，即使這項應(yīng)用暫時不需要使用這么大的存儲空間，這部分存儲空間也已經(jīng)被預(yù)留了出來，無法給其他的應(yīng)用提供存儲空間。這就在系統(tǒng)中造成了無法利用的存儲空間，不僅僅浪費了大量的采購成本，還產(chǎn)生了不必要的能耗。
采用自動精簡配置的系統(tǒng)則不會一次性地劃分過大的空間給某項應(yīng)用，而是根據(jù)該項應(yīng)用實際所需要的容量，多次少量地分配給應(yīng)用程序，具體的分配方式每個廠商有不同的特點。但是都保證了每個應(yīng)用程序不會一次性地占用過多的存儲空間。當(dāng)該項應(yīng)用程序所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量增大，分配的容量空間已不夠的時候，系統(tǒng)會再次從后端存儲池中補充分配一部分存儲空間。
自動精簡配置聽起來很簡單。但是我們卻不能小看這種容量分配方式的改進。原因在于，在自動精簡配置出現(xiàn)以前。我們往往習(xí)慣于預(yù)測過多的容量空間分配給應(yīng)用程序，這樣每個應(yīng)用程序都占用了過多的存儲空間，導(dǎo)致整個存儲系統(tǒng)的容量利用率變得非常低。很快我們就需要采購新的存儲空間。而我們在采購的時候也同樣習(xí)慣于預(yù)先采購大量的多余的存儲空間以作備用，這種應(yīng)用模式帶來采購成本上、能源上很多不必要的浪費，也增加了管理的復(fù)雜程度。
另外，一些廠商的自動精簡配置的實現(xiàn)方式是通過虛擬化從存儲資源池分配存儲資源到邏輯卷，所以比傳統(tǒng)方法。往往可能有更多的物理磁盤來支持每個邏輯卷。這將減少輸入輸出列隊次數(shù)，而且也將減少某一個“熱點”在同一塊磁盤發(fā)生過多次的可能性，多塊磁盤替代一塊磁盤完成了以往的任務(wù)。性能比傳統(tǒng)方法也有顯著的提升。
在“綠色存儲”蔚為潮流的今天，自動精簡配置也受到了越來越多的追捧。數(shù)據(jù)中心的能耗問題直接與磁盤相關(guān)，而自動精簡配置能夠幫助用戶在不降低性能的情況下。減少磁盤購買數(shù)量。從而降低系統(tǒng)的整體能耗、冷卻成本，以及二氧化碳排放量。因而也具有不可忽視的綠色意義。如今，自動精簡配置已經(jīng)成為“綠色存儲”概念下的一個重要的關(guān)鍵詞。
目前，各個廠商的存儲精簡技術(shù)都可以減少存儲磁盤的容量需求。容量大約有60%的縮減。也就是說，60%的能源和二氧化碳排放能夠通過自動精簡配置技術(shù)被裁掉。因為用戶對于未來磁盤的需求數(shù)量降低了很多，而全球磁盤價格自然也在不斷走低，這樣。當(dāng)然也就大幅削減了資本開銷。而且由于磁盤空間的減少。相應(yīng)的電力成本、制冷成本、空間成本都相應(yīng)縮減。
總的來說，使用自動精簡配置后的磁盤需求削減，確實很大程度上縮減了TCO。減少的TCO意味著延遲未來的添加磁盤的需求。但如同虛擬化、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除等新興的技術(shù)一樣，任何一項技術(shù)從誕生到逐步完善再到在應(yīng)用中普及都還需要一定的過程，就這項技術(shù)而言，目前成功的應(yīng)用案例尚不十分普遍，用戶在決定部署時多少需要擔(dān)一些“第一個吃螃蟹”的風(fēng)險。但毫無疑問。自動精簡配置是存儲未來的發(fā)展方向。并且逐步成為存儲系統(tǒng)的必備的主流配置。
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本文標(biāo)題：教你如何構(gòu)建綠色存儲空間
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