目前传统的存储方式面临变革 解读数据存储七大特性

    数据存储的七大特性 
  
    在新技术浪潮中，数据存储的应用呈现出以下新的特点： 
  
    1. 数据成为最宝贵的财富 
  
    由于越来越多有价值的关键信息转变为数据，数据的价值就越来越高。数据丢失对于企业来讲，损失将是无法估量的，甚至是毁灭性的，这要求数据存储系统具有卓越的系统可靠性。 
  
    2. 数据总量呈爆炸性的增长 
  
    人们在信息活动中不断地产生数字化信息，各种新型应用也层出不穷，如流媒体、数字电视、IDC、ASP、ERP、数字影像、事务处理、电子商务、数据仓库与挖掘等，因此造成数据总量呈几何级数增长。计算机网络技术的进步，特别是因特网及Web 应用的推广，不仅大大增强了人类的信息生产能力，而且使得信息的服务更为全球化。近年来，人类生产的信息量超过了网络时代以前人类积累的所有信息的总和，而且信息生产的速度依然在持续上升。据UC Berkley 2001 年公布的数据显示，未来3 年内所产生的数据将超过过去4万年中产生数据的总和，而且93%的新生成的信息为数字形式。信息技术的飞速发展，推动了对信息存储的巨大需求。无疑，这造成了对于存储系统的容量需求大大增长。因为永远都有新的数据产生，所以对存储容量的需求是没有止境的。这要求现代存储系统应该具备高度的可扩展性，并且现代应用还要求这种扩展应该不中断正在进行的业务，实现动态可扩展。这些需求都是对数据存储系统容量、动态可扩展性的前所未有的挑战。 
  
    3. I/O成为新的性能瓶颈 
  
    早期计算机仅用于计算，CPU的计算能力是计算机技术发展的瓶颈。后来在网络应用中，计算机通信成为占时间最多的事件，网络带宽成为新的技术瓶颈。目前，计算机的主要应用模式已经转化成数据的存储和访问。受机械部件的限制，磁盘数据访问时间平均每年只能提高7%～10%，数据传输率也只能以每年提高20% 的速度发展，而同时现代微处理器和内存系统正以平均每年增长50%～100%的速度发展，处理机和磁盘之间的性能差距已经越来越明显。根据Amdahl 定理，计算机系统性能的提高要受限于系统中最慢的部件。因此，数据存储系统已经成为计算机系统新的性能瓶颈，即所谓的I/O 瓶颈。传统存储结构难以解决这一问题，采用新型存储结构，大幅度提高存储系统性能的需求越来越迫切。 
  
    4. 全天候服务成为大势所趋 
  
    在电子商务和大部分网络服务应用中，365×24小时的全天候服务已是大势所趋，这要求现代数据存储系统具备优异的高可用性。 
  
    5. 存储管理和维护要求集中化、自动化、智能化 
  
    以前的存储管理和维护大部分由人工完成。由于存储系统越来越复杂，对管理维护人员的素质要求也越来越高，因管理不善而造成数据丢失的可能性大大增加。这就要求现代存储系统具有易管理性，最好是具有智能的自动管理和维护功能。 
  
    6. 实现多平台的互操作和数据共享 
  
    由于历史原因，用户的系统中存在着多种信息平台，这就要求存储系统实现多平台的互操作性和数据共享，从而具有高度的系统开放性。 
  
    7. 存储系统在中高端计算机系统价值中所占比例不断升高 
  
    在IT预算中，存储所占的比例大幅度逐年增长，目前已经超过75%。对于存储系统需求的变化,从近年来存储市场的发展可见一斑。在2001 年，尽管全球性的IT业大萧条气氛弥漫整个IT 领域，但全球整个信息存储市场规模仍比上一年增长了14.3%，达到364.7 亿美元。2002 年总体上虽有所放缓，但仍保持了近12%的增长率。 
  
    根据IDC的预测，到2005年，全球存储市场规模可达到580.343亿美元。从2000年到2005年的6年之中，存储系统的容量平均年复合增长率达到80%，销售平均年复合增长率达到12%。 
  
    在亚太地区，存储市场的平均复合年增长率达到12.6%，即从2000年的24.9亿美元增长到2005 年的45.1 亿美元。相应地，所存储的信息量也将从2000 年的17407TB增长到2005 年的308064TB。

亚太区信息存储系统市场规模（TB）

中国信息存储系统市场规模（TB）

    DAS已不能满足需要 
  
    正是由于对存储系统的功能需求和容量需求的不断增长，使得传统的存储方式已经无法满足用户的需要。传统的存储系统采用的是DAS存储方式，在DAS方式中，存储系统附属于服务器。由于受服务器总线技术的限制，DAS方式系统的可扩展性差。当客户连接数增多时，服务器将成为整个系统的性能瓶颈：主机的带宽限制，虽然计算机技术的发展使主机总线带宽大为增加，但是仍赶不上现代存储应用对带宽的要求；主机的内存容量限制，由于主机的内存容量有限，当有连续的大量数据访问请求时，主机的内存容量将很快达到饱和，而不能处理剩下的数据传输请求；文件系统的管理开销也会增加数据访问时间，CMU（卡内基梅隆大学）的研究表明，在大量客户端请求的时候，服务器便成为新的访问瓶颈，这种瓶颈效应甚至导致存储系统的资源利用率只有3%。 
  
    另外，由于数据存储在多个独立服务器上，这些服务器都带有各自的存储系统，因此形成所谓的“信息孤岛”。“信息孤岛”的存在不利于信息的整合，阻碍用户综合利用信息做出正确决策。而且，它要求管理员管理在物理上分散的不同平台的系统，增加了信息管理难度，从而降低管理效率，大大增加了存储系统的总体拥有成本。因此，DAS方式难以满足信息化社会对数据存储管理的要求。 
  
    以服务器为中心的DAS访问模式越来越难以满足现代存储应用大容量、高可靠、高可用、高性能、动态可扩展、易维护和开放性等众多方面的需求。解决这一问题的关键是将访问模式从以服务器为中心转化为以数据和网络为中心，这推动了存储与计算的分离。（文/中国计算机报）

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