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SGI的存域網(wǎng)(SAN)解決方案，采用存儲產(chǎn)品作為基礎(chǔ)架構(gòu)，配有SGI專為SAN環(huán)境匠心獨具的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)共享軟件以提供應(yīng)用性能和數(shù)據(jù)可用性。SGI SAN硬件產(chǎn)品包括SGI IS4100、IS4600、IS150000、IS16000磁盤陣列，StorageTek、IBM、ADIC磁帶庫，存儲產(chǎn)品通過專用的光纖通道交換機(Brocade)與各個服務(wù)器相連。SAN軟件包括業(yè)界速度較快的共享的文件系統(tǒng)SGI CXFS，用于分層存儲管理的SGI DMF、集中式備份與存儲的Legator Networker、以及提供SAN環(huán)境全冗余保證的高可用性軟件SGI FailSafe。SGI的SAN解決方案可提供統(tǒng)一存儲資源、集中的存儲管理、可連接性及數(shù)據(jù)共享、并且可以大大降低總擁有成本。功能齊備的光纖通道結(jié)構(gòu)具有可伸縮性、容易擴展的優(yōu)點，可以滿足日益增長的數(shù)據(jù)存儲和管理需求。

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SGI CXFS：存域網(wǎng)（SAN）的核心

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隨著CXFS SAN文件系統(tǒng)的引入，SGI為新的存儲方案奠定了基礎(chǔ)，CXFS將NAS的共享數(shù)據(jù)訪問和SAN的可縮放性與性能融為一體，其設(shè)計專門針對共享數(shù)據(jù)訪問的關(guān)鍵環(huán)境，而簡單的局域網(wǎng)則不能提供足夠的帶寬。CXFS允許SAN中的所有系統(tǒng)同時高速訪問相同的文件系統(tǒng)和文件。單個系統(tǒng)可以有多個連接，這使得以每秒數(shù)GB的傳輸速率訪問數(shù)據(jù)成為可能。CXFS主要技術(shù)特點如下：

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CXFS—可擴展的日志群集文件系統(tǒng)

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CXFS是一個直接可訪問高性能共享文件系統(tǒng)如下圖，它使得所有的連在SAN上的系統(tǒng)均可同時直接讀/寫所有的文件，其讀寫文件的速度可以與本地的XFS文件系統(tǒng)相媲美，這意味著在CXFS系統(tǒng)中所有的主機能夠同時以接近本地文件系統(tǒng)的速度讀寫同一個文件，從而使得數(shù)據(jù)共享突破了傳統(tǒng)的NFS/FTP傳輸模式，解決了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i問題,同時也減少了磁盤管理和備份的復雜性。

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CXFS提供了安全的SAN數(shù)據(jù)共享模式。SAN提供了在多臺主機和存儲介質(zhì)之間的直接高速物理連接，CXFS則提供了允許所有系統(tǒng)同時直接訪問存儲的軟件架構(gòu)。這樣主機就可以以SAN提供的帶寬直接讀寫磁盤，避免了網(wǎng)絡(luò)擁塞和文件服務(wù)器的過載。

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CXFS作為SGI XFS 文件系統(tǒng)的擴展，是業(yè)界廣泛認可的具有可擴展性的高性能文件系統(tǒng)。

CXFS能提供：

l?可靠的性能

l?日志功能—提供可靠性和快速恢復

l?64位擴展性，可以支持大的文件和文件系統(tǒng)

l?實時文件系統(tǒng)

l?動態(tài)分配metadata數(shù)據(jù)空間

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1）擴展性和性能

CXFS繼承了XFS的擴展性和高性能，并將之應(yīng)用到SAN環(huán)境中。單一文件大小可以達到9M TB，文件系統(tǒng)可以達到18M TB，確保CXFS能夠滿足用戶將來的需求。動態(tài)分配算法使得一個文件系統(tǒng)可以存儲數(shù)百萬個文件而不浪費磁盤空間，單一目錄管理百萬個文件而不影響性能。

通過使用XVM卷管理工具，一個磁盤卷可以有幾千個磁盤構(gòu)成，當現(xiàn)有磁盤卷容量不能滿足用戶需求時，可以在線增加新的磁盤，確保CXFS能滿足日見增長的存儲需要。

使用CXFS實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享比傳統(tǒng)方式更加有效，CXFS通過集中的統(tǒng)一存儲減少了數(shù)據(jù)的重復存放，降低了管理費用，避免了LAN傳輸瓶頸，大大減少了用戶等待數(shù)據(jù)的時間，減少了用戶購買存儲的費用。

CXFS的擴展也很容易，用戶可以通過增加更多的磁盤擴大存儲容量，通過增加更多的光纖通路增加帶寬；與之相比，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享方式則只能通過購買更快的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來實現(xiàn)。

CXFS的性能與單機XFS文件系統(tǒng)相近主要體現(xiàn)在對主要的讀寫操作上如：

l?單進程讀寫單一文件

l?單機上多進程讀寫同一文件

l?多機上多進程讀同一文件

l?多主機上多進程使用直接I/O方式讀寫同一文件

這些能力使得CXFS成為基于大文件應(yīng)用的理想解決方案如靜態(tài)圖象、視/音頻、數(shù)據(jù)庫。

網(wǎng)絡(luò)的速度，服務(wù)器的能力和協(xié)議本身都是NFS性能的障礙。NFS協(xié)議是同步操作，每一數(shù)據(jù)塊請求都需要兩次網(wǎng)絡(luò)I/O；CXFS只通過網(wǎng)絡(luò)請求少量的Metadata信息，大量的數(shù)據(jù)I/O是直接通過讀寫磁盤實現(xiàn)的。另外CXFS還可以在單一系統(tǒng)I/O路徑使用多塊FC卡增加I/O帶寬。因為CXFS服務(wù)器只在數(shù)據(jù)傳輸之初將文件信息和文件控制權(quán)限賦予CXFS客戶機，而不參與每一次的數(shù)據(jù)傳輸，所以CXFS服務(wù)器并不需要很大即可支持大量的客戶機。

CXFS也可以與NFS很好地結(jié)合在一起。NFS服務(wù)器可以運行在每一個CXFS客戶機上，這樣就大大增加了NFS服務(wù)器的數(shù)量，從而可以更好的響應(yīng)客戶端的請求。

2）Metadata管理

Metadata管理是影響CXFS性能的一個關(guān)鍵因素。Meatdata包括所有文件和文件系統(tǒng)信息如：文件大小、訪問時間、存儲位置等。所有的文件信息數(shù)據(jù)都由Metadata服務(wù)器控制、修改，從而確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

CXFS服務(wù)器與客戶機之間的Metadata數(shù)據(jù)傳輸是在TCP/IP網(wǎng)上實現(xiàn)的。因為Metadata數(shù)據(jù)相對于文件數(shù)據(jù)來說小而且傳輸不頻繁，所以快速以太網(wǎng)是比較合適的，當然也支持千兆以太網(wǎng)和其他高速網(wǎng)絡(luò)。

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XFS的一些特征也提高了Metadata的性能：

l?帶有緩存性能的快速Metadata算法

l?精巧的結(jié)構(gòu)和算法用于快速查找

l?分配大的擴展塊，減少請求存儲空間分配的Metadata數(shù)據(jù)交換

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為了提高Metadata性能，還采用了一些特殊設(shè)計。CXFS采用：

l?特別的小RPC包

l?在客戶機上同時緩存數(shù)據(jù)和Metadata

l?多個Metadata服務(wù)器，每一個CXFS文件系統(tǒng)一個active服務(wù)器

l?在Metadata服務(wù)器上將旁路掉CXFS層

l?采用專用的小機器作為Metadata服務(wù)器

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CXFS采用快速高效的令牌機制控制文件訪問，確保數(shù)據(jù)的準確。因為文件鎖是非常關(guān)鍵的，CXFS兼顧了POSIX，BSD，SVR4文件鎖。使用CXFS文件系統(tǒng)應(yīng)用程序不需要對文件鎖作修改。

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3）高可用性

CXFS被設(shè)計成能自動識別并恢復單點失敗，單點失敗包括：主Metadata服務(wù)器失敗、SAN失敗、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)失敗等。

在CXFS配置中，一臺主機是Metadata服務(wù)器，所有其他主機都可以設(shè)計成備份Metadata 服務(wù)器，一個備份服務(wù)器探測到主Metadata服務(wù)器失敗后將自動變成主Metadata服務(wù)器如下圖所示。這種切換大約只需要幾十秒。從而可以確保任一系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的連續(xù)訪問。

對于應(yīng)用在CXFS之上的應(yīng)用的高可用性，CXFS可以與Failsafe集成使用，從而可以確保隨時從任一點的數(shù)據(jù)訪問。

4）易用的管理

CXFS能夠通過基于Java的圖形界面實現(xiàn)配置、監(jiān)測和管理。CXFS能夠從任一支持Java的Web瀏覽器進行管理，從而為用戶管理提供了大的靈活性。CXFS同時也支持命令行管理模式。

5）非網(wǎng)絡(luò)的備份

基于LAN的備份會花費大量的時間并會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。CXFS可以將基于LAN的備份很容易的SAN中?；?/span>SAN的備份服務(wù)器只需將備份數(shù)據(jù)安裝成CXFS文件系統(tǒng)，然后就可以象本地文件一樣進行備份，所有的數(shù)據(jù)傳輸均通過SAN完成。這些備份操作不需要增加新的軟件即可實現(xiàn)。

6）CXFS數(shù)據(jù)導出

沒有加入CXFS群集的系統(tǒng)仍然可以訪問所有的數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)只需要通過加入CXFS群集的機器通過傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享方法如NFS，FTP，Samba即可訪問這些數(shù)據(jù)。

?????? 7）支持HSM—結(jié)構(gòu)化存儲管理

CXFS支持DMAPI，從而使得CXFS主機不需修改系統(tǒng)內(nèi)核即可應(yīng)用HSM軟件如SGI的DMF。

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目前市場上也有很多用于SAN環(huán)境的共享文件系統(tǒng)。我們主要從性能和異質(zhì)性兩方面進行比較。從性能方面，目前絕大部分產(chǎn)品都是作為文件系統(tǒng)上的應(yīng)用進行實現(xiàn)的，主要基于NFS，也有個別產(chǎn)品是在文件系統(tǒng)一級實現(xiàn)的，但由于其系統(tǒng)不是遵循標準的，因而在可用性上受到大大限制。SGI CXFS是在系統(tǒng)核心級實現(xiàn)的，它基于性能好的、并被Linux采用的SGI XFS文件系統(tǒng)實現(xiàn)的。因此CXFS是目前 SAN環(huán)境中性能高的、具有近乎本地XFS性能的高速共享文件系統(tǒng)。另外從異質(zhì)性方面，CXFS目前也是支持的平臺較多的共享文件系統(tǒng)，除SGI IRIX操作系統(tǒng)外，它還支持SUN Solaris，Windows NT，Windows 2000，Linux，IBM平臺。SGI會繼續(xù)擴大其在SAN環(huán)境中的技術(shù)優(yōu)勢，再創(chuàng)復雜數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的新高峰。

SAN/NAS 共存

SGI NAS 平臺是標準的配置，可連接到SAN，通過NAS協(xié)議提供公共共享文件系統(tǒng)的輸出，并通過CXFS提供SAN中的直接訪問。CXFS顯著增加了總體應(yīng)用的處理能力，大文件被多個主機同時共享。在SAN環(huán)境中，CXFS比網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享機制，如NFS或CIFS能夠提供大得多的I/O性能和帶寬。

基于XFS 文件系統(tǒng)和XVM 卷管理，CXFS 具有如下特性：

§?64-bit 擴充能力支持文件尺寸達9M TB 和文件系統(tǒng)18M TB

§?久經(jīng)考驗的技術(shù)

§?優(yōu)化的分布緩存技術(shù)獲得業(yè)界較快的性能

§?高可用，使用自動失敗檢測和恢復

§?集中的Java-based 管理工具

§?對所有文件系統(tǒng)操作POSIX 兼容，不需要應(yīng)用改變

§?與SGI基礎(chǔ)架構(gòu)的軟件集成，包括：FailSafe, DMF, TMF, Trusted IRIX, 和 SGI Media Server? for broadcast.

SGI CXFS MultiOS6.0 具有可靠性和性能的改進，允許其它操作系統(tǒng)共享相同的數(shù)據(jù)，包括SGI IRIX 6.5 、SUN Solaris 8、Solaris 9、Windows NT、Windows 2000、 Windows XP、Linux IA32、IBM AIX 5L和 SGI Altix。?

通過CXFS，SGI 支持通過NAS頭對共享的文件系統(tǒng)進行并發(fā)的和緩存一致性訪問(使用 IP 協(xié)議，如NFS, FTP, HTTP, 等) ，同時通過FC連接的SAN對相同的文件進行直接的訪問。

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