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(zhǎng)顯著，嚴(yán)重的電力不足，使得數(shù)據(jù)中心機(jī)房凸顯能耗危機(jī)，如同一場(chǎng)風(fēng)暴的醞釀。綠色數(shù)據(jù)中心的概念已經(jīng)從“起點(diǎn)”升至“沸點(diǎn)”。

　　實(shí)際上，數(shù)據(jù)中心的組成包括多個(gè)方面，本文將從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與保護(hù)的角度來(lái)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(shí)用竅門(mén)。

一 SSD：成本與節(jié)能之間的尷尬

　　盡管固態(tài)硬盤(pán)(SSD)暫時(shí)還面臨價(jià)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(diǎn)使其成為存儲(chǔ)領(lǐng)域近年來(lái)的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞，一直受到人們的矚目。

　　固態(tài)存儲(chǔ)(SolidStateDisk，SSD)是摒棄傳統(tǒng)磁介質(zhì)，采用電子存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取的一種技術(shù)。由于突破了傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)的性能瓶頸。因而擁有極高的存儲(chǔ)性能。由于沒(méi)有旋轉(zhuǎn)磁頭與盤(pán)體間的旋轉(zhuǎn)摩擦。因此，固態(tài)硬盤(pán)發(fā)熱量小。散熱速度快，其能耗僅是傳統(tǒng)硬盤(pán)的1/5。根據(jù)國(guó)外專(zhuān)家的報(bào)告。通常情況下，在筆記本電腦中，固態(tài)硬盤(pán)的能耗只有容量相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)硬盤(pán)的一半兒。而作為企業(yè)環(huán)境中的存儲(chǔ)解決方案，一個(gè)固態(tài)硬盤(pán)能夠取代多塊傳統(tǒng)硬盤(pán)，預(yù)期節(jié)能效果會(huì)更顯著。

　　大幅度的性能提升與高昂的成本，是企業(yè)對(duì)比數(shù)據(jù)中心內(nèi)使用固態(tài)硬盤(pán)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器所得出的兩個(gè)結(jié)論。目前，由于可用性和價(jià)格高等因素。市場(chǎng)中固態(tài)硬盤(pán)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(kāi)始部署固態(tài)硬盤(pán)系統(tǒng)，雖然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(pán)已經(jīng)開(kāi)始向存儲(chǔ)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(chǎng)商，如今，大多數(shù)的主流存儲(chǔ)廠(chǎng)商都已經(jīng)推出了支持固態(tài)硬盤(pán)的企業(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

　　固態(tài)硬盤(pán)在性能方面的優(yōu)勢(shì)不言而喻。綠色節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)也是固態(tài)硬盤(pán)極具吸引力的另外一個(gè)原因。隨著IT部門(mén)的數(shù)據(jù)需求不斷增長(zhǎng)，電力開(kāi)支也越來(lái)越高。因此，存儲(chǔ)系統(tǒng)需要更高的能源效率。由于固態(tài)硬盤(pán)的突出優(yōu)勢(shì)和企業(yè)存儲(chǔ)的市場(chǎng)需求，固態(tài)硬盤(pán)市場(chǎng)呈現(xiàn)了快速的發(fā)展勢(shì)頭。據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)，2009年廠(chǎng)商總共出貨28萬(wàn)部固態(tài)盤(pán)設(shè)備，總收入4.5億美元。并預(yù)計(jì)到2013年出貨量和收入將分別達(dá)到530萬(wàn)部和19億美元。

　　因?yàn)楣虘B(tài)硬盤(pán)的成本太高，一般來(lái)說(shuō)，企業(yè)沒(méi)有必要在整個(gè)存儲(chǔ)架構(gòu)中都部署固態(tài)硬盤(pán)。而更多的作為傳統(tǒng)磁盤(pán)存儲(chǔ)的補(bǔ)充，Tier0正是用來(lái)描述固態(tài)硬盤(pán)在企業(yè)存儲(chǔ)架構(gòu)中的位置的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。因此，企業(yè)必須針對(duì)它們的陣列進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)利用潛在性能的好處。這個(gè)過(guò)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(pán)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(diǎn)。

　　還有一個(gè)問(wèn)題是可靠性。固態(tài)硬盤(pán)從消費(fèi)市場(chǎng)中興起，這個(gè)市場(chǎng)的工作負(fù)載和可靠性要求相對(duì)企業(yè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)比較低。新驅(qū)動(dòng)器的損耗要比硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器快，這就帶來(lái)了不少問(wèn)題。首先，企業(yè)需要完善管理工具，采取措施確保驅(qū)動(dòng)器故障不會(huì)導(dǎo)致所有應(yīng)用離線(xiàn)。而且，額外的維護(hù)需求也會(huì)給企業(yè)帶來(lái)更多人力和硬件成本。

　　不過(guò)長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，固態(tài)硬盤(pán)目前的這些局限性都將得到解決。對(duì)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(pán)方面有所投入。在改善系統(tǒng)IO性能的同時(shí)，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(pán)技術(shù)近年來(lái)的快速發(fā)展，一些企業(yè)和用戶(hù)越來(lái)越傾向于采用磁盤(pán)進(jìn)行備份或者歸檔，由此帶來(lái)的能耗問(wèn)題也是突出的。傳統(tǒng)的備份策略往往會(huì)在用戶(hù)的磁盤(pán)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(pán)空間，帶來(lái)一系列的能耗和冷卻的問(wèn)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(huì)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(guò)拆分后，也會(huì)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(chǔ)空間。

　　重復(fù)數(shù)據(jù)刪除最大的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)約用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需要的存儲(chǔ)空間，因而能夠節(jié)約數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需要的能源損耗。基于磁盤(pán)的備份歸檔方案與傳統(tǒng)磁帶庫(kù)相比在性能、穩(wěn)定性方面都有很多優(yōu)勢(shì)，但是，一個(gè)突出的不足之處就是，磁盤(pán)介質(zhì)是在線(xiàn)存儲(chǔ)，需要一定的能耗，而磁帶則是離線(xiàn)存儲(chǔ)，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(chǔ)與備份所需要的空間。因而減少存儲(chǔ)與備份的能耗。大家知道，廠(chǎng)商宣稱(chēng)的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除比根據(jù)不同的數(shù)據(jù)能夠達(dá)到1:30或者1:20。無(wú)論對(duì)存儲(chǔ)空間的節(jié)約方面還是對(duì)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(lái)的確有一些相似之處。但實(shí)際上，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)重新編碼來(lái)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(jí)別，后者根據(jù)不同廠(chǎng)商的技術(shù)特點(diǎn)。既可以是文件級(jí)別的，也可以是數(shù)據(jù)塊級(jí)別的。

　　盡管關(guān)于重復(fù)數(shù)據(jù)刪除的實(shí)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(zhēng)，不過(guò)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(gòu)備份設(shè)備時(shí)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(xiě)入到存儲(chǔ)目標(biāo)前進(jìn)行操作。稱(chēng)為預(yù)處理(Preprocessing)或在線(xiàn)處理(Inline)；也可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到目標(biāo)設(shè)備后進(jìn)行操作，稱(chēng)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(shí)間”，又需要節(jié)省備份磁盤(pán)，降低成本。則不妨考慮預(yù)處理方案。

三 自動(dòng)精簡(jiǎn)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(guò)減少數(shù)據(jù)容量減少磁盤(pán)數(shù)量，從而進(jìn)一步減少能耗。存儲(chǔ)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(pán)數(shù)量，起到節(jié)省能耗的作用。自動(dòng)精簡(jiǎn)配置就是其中之一。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)。自動(dòng)精簡(jiǎn)配置就是一種容量分配計(jì)劃的優(yōu)化技術(shù)。在傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)中。當(dāng)服務(wù)器端的某項(xiàng)應(yīng)用需要一部分存儲(chǔ)空間的時(shí)候，往往是預(yù)先從后端存儲(chǔ)系統(tǒng)中劃分出一部分足夠大的空間預(yù)先分配給該項(xiàng)應(yīng)用，即使這項(xiàng)應(yīng)用暫時(shí)不需要使用這么大的存儲(chǔ)空間，這部分存儲(chǔ)空間也已經(jīng)被預(yù)留了出來(lái)，無(wú)法給其他的應(yīng)用提供存儲(chǔ)空間。這就在系統(tǒng)中造成了無(wú)法利用的存儲(chǔ)空間，不僅僅浪費(fèi)了大量的采購(gòu)成本，還產(chǎn)生了不必要的能耗。

　　采用自動(dòng)精簡(jiǎn)配置的系統(tǒng)則不會(huì)一次性地劃分過(guò)大的空間給某項(xiàng)應(yīng)用，而是根據(jù)該項(xiàng)應(yīng)用實(shí)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(gè)廠(chǎng)商有不同的特點(diǎn)。但是都保證了每個(gè)應(yīng)用程序不會(huì)一次性地占用過(guò)多的存儲(chǔ)空間。當(dāng)該項(xiàng)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(shí)候，系統(tǒng)會(huì)再次從后端存儲(chǔ)池中補(bǔ)充分配一部分存儲(chǔ)空間。

　　自動(dòng)精簡(jiǎn)配置聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單。但是我們卻不能小看這種容量分配方式的改進(jìn)。原因在于，在自動(dòng)精簡(jiǎn)配置出現(xiàn)以前。我們往往習(xí)慣于預(yù)測(cè)過(guò)多的容量空間分配給應(yīng)用程序，這樣每個(gè)應(yīng)用程序都占用了過(guò)多的存儲(chǔ)空間，導(dǎo)致整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量利用率變得非常低。很快我們就需要采購(gòu)新的存儲(chǔ)空間。而我們?cè)诓少?gòu)的時(shí)候也同樣習(xí)慣于預(yù)先采購(gòu)大量的多余的存儲(chǔ)空間以作備用，這種應(yīng)用模式帶來(lái)采購(gòu)成本上、能源上很多不必要的浪費(fèi)，也增加了管理的復(fù)雜程度。

　　另外，一些廠(chǎng)商的自動(dòng)精簡(jiǎn)配置的實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)虛擬化從存儲(chǔ)資源池分配存儲(chǔ)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(pán)來(lái)支持每個(gè)邏輯卷。這將減少輸入輸出列隊(duì)次數(shù)，而且也將減少某一個(gè)“熱點(diǎn)”在同一塊磁盤(pán)發(fā)生過(guò)多次的可能性，多塊磁盤(pán)替代一塊磁盤(pán)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(chǔ)”蔚為潮流的今天，自動(dòng)精簡(jiǎn)配置也受到了越來(lái)越多的追捧。數(shù)據(jù)中心的能耗問(wèn)題直接與磁盤(pán)相關(guān)，而自動(dòng)精簡(jiǎn)配置能夠幫助用戶(hù)在不降低性能的情況下。減少磁盤(pán)購(gòu)買(mǎi)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(dòng)精簡(jiǎn)配置已經(jīng)成為“綠色存儲(chǔ)”概念下的一個(gè)重要的關(guān)鍵詞。

　　目前，各個(gè)廠(chǎng)商的存儲(chǔ)精簡(jiǎn)技術(shù)都可以減少存儲(chǔ)磁盤(pán)的容量需求。容量大約有60%的縮減。也就是說(shuō)，60%的能源和二氧化碳排放能夠通過(guò)自動(dòng)精簡(jiǎn)配置技術(shù)被裁掉。因?yàn)橛脩?hù)對(duì)于未來(lái)磁盤(pán)的需求數(shù)量降低了很多，而全球磁盤(pán)價(jià)格自然也在不斷走低，這樣。當(dāng)然也就大幅削減了資本開(kāi)銷(xiāo)。而且由于磁盤(pán)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(lái)說(shuō)，使用自動(dòng)精簡(jiǎn)配置后的磁盤(pán)需求削減，確實(shí)很大程度上縮減了TCO。減少的TCO意味著延遲未來(lái)的添加磁盤(pán)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(xiàng)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(guò)程，就這項(xiàng)技術(shù)而言，目前成功的應(yīng)用案例尚不十分普遍，用戶(hù)在決定部署時(shí)多少需要擔(dān)一些“第一個(gè)吃螃蟹”的風(fēng)險(xiǎn)。但毫無(wú)疑問(wèn)。自動(dòng)精簡(jiǎn)配置是存儲(chǔ)未來(lái)的發(fā)展方向。并且逐步成為存儲(chǔ)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(chǔ)空間

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