儲存月報第7期：新架構、新產品崛起，Scale-Out NAS即將迎來

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全快閃化風潮即將吹進專攻高效能運算與大量非結構資料儲存應用的Scale-Out NAS領域，眾多廠商意欲挑戰Dell EMC在這領域的領導地位。

透過分散式叢集架構，從而具備強大效能與容量擴展能力的Scale-Out NAS，堪稱是君臨NAS領域頂點的一種產品類型。
傳統雙控架構的NAS，受到連結的節點數量限制，不僅系統的效能與容量也有限，也會形成不易管理的儲存孤島。而Scale-Out NAS則能透過基於分散式檔案系統的叢集架構，允許藉由增加節點，持續地擴展效能與儲存容量，可提供極為巨大的擴展能力，進而能免除傳統NAS升級時難以避免的遷移資料、重新配置儲存組態的麻煩。
Scale-Out NAS的興起
面對資料量持續暴漲的儲存應用環境， Scale-Out NAS憑藉擴充彈性的優勢，如今已經成為企業級NAS產品的主流，各儲存大廠的主力NAS產品，幾乎清一色都是Scale-Out架構，事實上，不具Scale-Out能力、傳統雙控架構的NAS產品，已難以在中、高階領域競爭，只能淪為涵蓋入門級應用、或勉強因應中階規模需求的低階產品。
從這幾年企業級NAS銷售情況的變化，就能看出Scale-Out NAS興起的趨勢。依照研究機構ESG的調查報告，2011年是Scale-Out NAS發展的轉折點，從這一年起，Scale-Out NAS的銷售額超越了傳統架構NAS，並以驚人的速度成長，自2010～2015年間，整個企業級NAS市場銷售額成長了36%，但Scale-Out NAS的銷售額大幅增加了261%，迅速成為企業NAS的主流。到2015年時，Scale-Out NAS這一類型產品，已占有所有新售NAS產品70%的銷售額與75%的容量。
更進一步來說，我們甚至可以將Scale-Out架構，視為當前中、高階NAS產品必備的特性之一，而無需列出一個單獨的Scale-Out NAS產品類型。
經過5、6年的高速成長後，Scale-Out NAS現在又將面臨新的發展轉折點，全快閃組態的Scale-Out NAS產品即將問世，並陸續有新廠商挑戰Dell EMC在這個領域的領導地位。
全快閃化風潮吹進Scale-Out NAS
快閃化是這幾年來最重要的儲存技術應用之一，全快閃儲存陣列也是當前最熱門的儲存產品領域。
但目前全快閃儲存陣列的主要領導廠商產品，如Dell EMC的XtremIO、Pure Storage FlashArray、NetApp SolidFire等，都是屬於SAN類型產品，市面上除了部分跨SAN/NAS的多協定產品有全快閃款式外，在原生的NAS產品方面，尤其是Scale-Out NAS，大多仍是混合陣列形式。
現在，全快閃風潮終於要吹進Scale-Out NAS。典型的企業資料中心有80%的資料都是非結構化資料，這些資料雖然可以存放在SAN儲存設備上，但存放在內含檔案系統、可在物件與檔案層級上共享的NAS上，是更自然的選擇。因此，在出現了針對高效能結構化資料儲存需求的SAN類型全快閃儲存陣列後，接著出現針對非結構化資料儲存需求的Scale-Out NAS產品，也是理所當然的發展。
著眼於這類高效能的非結構化儲存應用需求，Pure Storage率先在今年初發布了支援Scale-Out架構、專供檔案與物件儲存的全快閃儲存產品FlashBlade。透過專屬的4U刀鋒模組機箱，FlashBlade可在一個機櫃中提供9臺機箱與3PB原生容量。
在此之前，NetApp的FAS系列的全快閃版本AFF系列，雖然也號稱能夠支援全快閃組態的Scale-Out NAS應用，但FAS與AFF系列的叢集架構，實際上更接近多套雙控NAS的鬆散集合，與基於分散式檔案系統的Scale-Out有本質上的差異，前端寫入的檔案並沒有以stripe方式散步到叢集的各個節點上。
在Pure Storage奪得全快閃Scale-Out NAS產品頭籌後，Scale-Out NAS領域的龍頭產品—Dell EMC的Isilon，也跟著在年底的Dell EMC World 2016大會中，發布了全快閃組態的版本Isilon All-Flash，採用專屬的4U/4節點機箱，可擴充到100臺機箱，也就是400個節點，最大儲存容量可達100PB以上，搭配的作業系統是Isilon OneFS的新版本，繼承了OneFS原有豐富的資料服務功能。
Pure Storage FlashBlade與Isilon All-Flash兩款產品，預期都要等到2017年才會正式上市，接下來，華為的Scale-Out NAS產品Oceanstor 9000，據說也會在明年推出全快閃組態的版本，讓這個領域有更多樣化的發展。




Pure Storage在今年初發布的FlashBlade，是第一款全快閃架構的Scale-Out NAS產品，採用獨特的刀鋒模組與4U機箱架構，可支援物件儲存與檔案儲存應用，上圖便是FlashBlade的刀鋒模組。
圖片來源：Pure Storage




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剛在Dell EMC 2016大會發表的Isilon All-Flash，是Isilon的全快閃化版本，採用新的4U/4節點機箱，每個機箱可提供25萬IOPS效能與1PB容量，最大可擴充到100臺機箱與400個節點。
圖片來源：Dell EMC[/blockquote]
新挑戰者浮現
在Scale-Out NAS應用領域，技術能力較強的使用者大多是透過Lustre、GPFS等分散式檔案系統自行打造儲存環境，至於商售產品領域則是Dell EMC的Isilon一枝獨秀，相較下，其他的商售Scale-Out NAS產品，競爭力便差了一截，如HPE的StoreAll Storage與IBM Spectrum Scale的架構都比較老舊，卻少ㄧ些新的應用功能，而Dell Fluid File System與HDS的Hitachi NAS Platform有擴展規模比較小的限制，NetApp Cluster FAS系列沒有真正的分散式檔案系統等。
不過這兩年來，出現了幾個潛在的Isilon有力競爭者。
首先是前Isilon的核心工程主管與工程師，在EMC併購Isilon後離開另行創辦的Qumulo，據稱正在開發的新一代Scale-Out NAS，這款新產品除了具備類似Isilon的特性外，軟體架構還針對快閃儲存做了最佳化，並能以搭配通用硬體或純軟體形式銷售。
另一個有力競爭者，是位居中國儲存市場龍頭的華為，所推出的OceanStor 9000，憑藉著全新開發的嶄新架構，以及中國在地的優勢，在中國市場的成長已經超過Isilon。
最後一個新競爭者，便是我們前面提到過的Pure Storage FlashBlade，同樣也是針對快閃儲存媒體最佳化的Scale-Out NAS產品。
待Qumulo與Pure Storage的新產品問世後，或是華為能跨越外銷的障礙，將可望讓目前由Isilon統治的Scale-Out NAS市場，帶來一番新的氣象。
NetApp的新武器FlexGroup
如我們前面提到過的，NetApp的Clustered FAS與AFF系列雖然號稱也能支援Scale-Out架構，能提供最大24節點的叢集規模，但NetApp並沒有真正的分散式檔案系統，所謂的Cluster模式實際上只是12組雙控系統的接合，效能與管理彈性均不如真正的Scale-Out NAS，必須人工手動調整各節點的負載平衡，才能達到必要的高效能。
不過，現在藉由跟著ONTAP作業系統9.1版一同推出的FlexGroup功能，將可望讓NetApp的FAS與AFF系列提供更接近分散式檔案系統的Scale-Out應用能力，有效增強NetApp在Scale-Out NAS領域的競爭力。
FlexGroup功能是NetApp繼FlexVol、Infinite Volume之後，在分散式儲存應用方面的最新發展。
最初跟著ONTAPGX一同推出的FlexVol，可以在Aggregate磁碟群組上，建立最大100TB命名空間的虛擬Volume；接下來的Infinite Volume則可結合多個FlexVol，支援最大20PB的單一命名空間。而最新的FlexGroup則進一步把metadata分散到各個節點上，搭配跨叢集節點的寫入快取，可支援跨節點平行寫入，從而解決了Infinite Volume的寫入效能瓶頸，單一命名空間容量仍為20PB，但可容納的檔案數量從20億個提高到4,000億個。

雖然FlexGroup只改善了寫入效能，讀取仍會被定位到特定FlexVol承載，不過比起先前的版本仍是相當大的改善。同時在管理性方面，FlexGroup在單一命名空間中可提供自動負載平衡，也較先前方便許多。




跟著ONTAP 9.1作業系統一同推出的FlexGroup功能，是NetApp分散式儲存應用的最新發展，不僅可結合多個FlexVol磁碟區，提供最大200PB的單一命名空間，還提供了分散式metadata與寫入快取，可顯著改善寫入效能，有效增強NetApp在Scale-Out NAS領域的競爭力。
圖片來源：NetApp

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NAS速度越来越快了。