存儲在線專欄文章：之前，西瓜哥已經介紹了所有的高端存儲產品，包括EMC Symmetrix、HDS VSP、IBM DS8000、IBM XIV、HP 3PAR和富士通DS8700等。今天起我們發(fā)表西瓜哥寫的關于高端存儲的技術原理，首先介紹下《高端存儲快照實現原理解讀》。

我個人認為對于高端存儲來說，RIAD和快照是所有上層應用的基礎。前面我在切西瓜刀法中說過，RAID和后面的分層和瘦分配關系很大，有一個好的RAID基礎，如采用RAID 2.0塊虛擬化技術，上層的動態(tài)分層和精簡配置應用實現就會更加靈活和高效。同樣，快照技術是災備的基礎，在LUN的復制、遷移、數據的本地備份、遠程復制等等都需要用到快照技術的支持。因此，陳列的一切增值功能的底層基礎都是RAID和快照。

存儲快照技術：SNIA（StorageNetworking Industry Association）對快照（Snapshot）的定義是：關于指定數據集合的一個完全可用拷貝，該拷貝包括相應數據在某個時間點（拷貝開始的時間點）的映像�？煺湛梢允瞧渌�表示的數據的一個副本，也可以是數據的一個復制品。

講快照實現原理之前，我們先給大家講業(yè)界一個IT人士丁老師給我們講的一個小故事。丁老師是我非常敬佩的產品銷售人員，現在也在銷售高端存儲產品。一天，丁老師去和客戶交流高端存儲，在噴了半天講完產品后，精彩的場景發(fā)生了：

笑話聽罷，我們來講講高端存儲快照實現的兩種技術。

目前實現快照一般有兩種方法，傳統(tǒng)的存儲快照技術COW(Copy-On-Write)和現在漸漸流行的基于寫重定向的存儲快照技術ROW(Redirect-On-Write)。

3PAR采用COW技術，我們用它舉例來看一下實現原理：

大家看到，快照創(chuàng)建的以后，如果有對原卷的數據修改，修改的數據第一次被修改的時候就把數據COPY到快照卷里，如圖中的D。只需要第一次修改的時候復制，因此有些書也把這種技術叫COFW(Copy-On-First-Write）。

而IBM XIV采用完全一種不同的技術ROW(Redirect-On-Write)，我們來看一下XIV如何做的：

大家可以看到，ROW的不做復制，如果原卷有數據塊被修改，重新寫到一個新的地方好了，原卷的修改一下數據塊指針，這個動作非常快，而快照卷不用做任何改變。

估計你馬上會問我，那個技術好，我就知道為這么問，哈哈。

這又是一個藝術的問題，為啥這也是一個藝術問題，別急，聽我說。

COW最大的問題是對寫性能有影響。第一次修改原卷，需要復制數據，因此需要多一次讀寫的數據塊遷移過程。這個就比較要命，應用需要等待時間比較長。但原卷數據的布局沒有任何改變，因此對讀性能沒有任何影響。

ROW最大的問題是對讀性能影響比較大。ROW寫的時候性能基本沒有損耗，只是修改指針，實現效率很高。但多次讀寫后，原卷的數據就分散到各個地方，對于連續(xù)讀寫的性能不如COW。

由于這兩種實現機制不同，因此性能也不同，一般來說，ROW就像采用電子快門的照相機，拍照的速度快，每分鐘得到的快照數就多；而COW就像采用機械快門的傳統(tǒng)相機，快門的速度慢，系統(tǒng)支持的快照數一般都比較少。下表是我整理的各個廠商的高端存儲性能，大家對比一下就知道差別了。

你可能會問，怎么沒有HW HVS。我找了很多資料，都沒有找到HVS的快照的資料，但我曾經看到一份華為中端存儲的資料，說采用的也是COW技術，性能和3PAR一樣256。因此，考慮到HVS也采用3PAR一樣的RAID 2.0技術，因此，個人估計高端也一樣或者比中端高一些。因此，大家理解的時候可以等同3PAR好了。

COW是最傳統(tǒng)的實現方法，當然，現在COW也有很多改進，比如采用異步COW，現在的高端存儲Cache都很大，如HVS最大支持3TB，因此可以先寫到CACHE里面就回復主機寫完了，這樣應用就不用等待。等落盤的時候再觸發(fā)快照復制的動作。還有，高端存儲一般是數據庫的應用，這些應用有一個特點，就是寫少讀多，一般是1:3到1:10。這個也比較容易理解，你銀行存了一筆錢（寫），但可能經常查詢余額（讀)，就怕錢少了，哈哈。因此，COW這種方式在還是比較適合這種應用的。

但現在的備份技術發(fā)展也對快照提出了更高的要求，用戶需要更快更多的快照來滿足RTO/RPO的要求。人總是很貪婪的。IBM XIV由于底層采用非常小的1M大小的CHUNK，因此，本來數據就全部打散的非常均勻了，因此高端存儲之父深知原來symmetrix的缺點，讓XIV直接采用ROW技術，個人感覺是一個亮點。因為ROW的缺點是連續(xù)讀寫比較慢，但XIV的CHUNK比較小，如果是大數據庫的讀寫，可以分散到很多個CHUNK里面，因此，讀寫性能應該影響不大。但3PAR的CHUNK是1G，太大了些，但設計的時候可以按照extend的粒度來打散，應該問題也不大。估計是10+年前，ROW的技術還沒有流行吧。而HW，估計也是由于延續(xù)使用了中端存儲的快照代碼，有了歷史的包袱，因此也沒有采用ROW技術。當然XIV的ROW實現有一個問題，因為它的數據塊是1M大小，上面不在細分了，因此如果比較小的I/O，如每次只寫8K，那么8K需要寫到新的地方，原來的數據也要COPY過來，ROW的優(yōu)勢就沒有了。

從XIV的實現機制看，我感覺不太適合數據庫應用，如ORACLE目前缺省的I/O塊大小還是8K，這樣ROW的優(yōu)勢就發(fā)揮不出來了。

個人認為，RAID 2.0和ROW是個絕配，雖然現在3PAR和HW在快照性能這塊已經強于很多傳統(tǒng)的高端存儲廠商，但如果采用ROW將會給用戶帶來更大的價值。當然，我建議廠商實現的時候能克服XIV的缺陷，可以依據Grain的粒度來做最好，但這樣可能管理的開銷會變大，這又是一個藝術的問題，還是由廠商去回答吧，我這等屌絲也就是唧歪一下罷了。

總之，個人認為ROW應該是快照的發(fā)展方向，據說EMC的中端支持COW的同時也支持ROW了。