存儲容量優(yōu)化技術(shù)接近行業(yè)拐點
在面世后短短的四年時間里，存儲容量優(yōu)化（SCO: Storage Capacity Optimization）作為一整套技術(shù)解決方案已經(jīng)對存儲管理戰(zhàn)略及成本產(chǎn)生了重大影響。這套技術(shù)的最新發(fā)展正在推動行業(yè)迅速接近拐點，為這一領(lǐng)域的廠商帶來了重要啟示。借用上世紀60年代Buffalo Springfield的名言，我們可以說：“有些事情即將發(fā)生”。
真正基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的SCO技術(shù)的面世以及新近推出的基于硬件的重復數(shù)據(jù)刪除技術(shù)，這兩種技術(shù)發(fā)展將在未來18至24個月內(nèi)推動存儲行業(yè)發(fā)生顯著變化。當前的SCO市場領(lǐng)袖將受到后起之秀的挑戰(zhàn)，這些后來者同時致力于主存儲和二級存儲容量優(yōu)化，以彌補僅致力于二級存儲技術(shù)的SCO廠商的不足。我們相信，受容量優(yōu)化在整個數(shù)據(jù)生命周期內(nèi)的強大數(shù)據(jù)存儲優(yōu)勢的吸引，最終大多數(shù)存儲技術(shù)都將在誕生不久即向容量優(yōu)化發(fā)展。這些發(fā)展將極大地推動SCO技術(shù)在各種規(guī)模的企業(yè)中的應(yīng)用，其部署價格遠低于現(xiàn)有技術(shù)，從而使最終用戶從中受益。
SCO市場：概述
2004年，新興廠商Data Domain推出了“重復數(shù)據(jù)刪除”的理念，這種技術(shù)可以把一定數(shù)量的信息存儲到與原數(shù)據(jù)稱比例，或者比原始空間更小的存儲空間里面 。“重復數(shù)據(jù)刪除”能夠識別并刪除冗余數(shù)據(jù)，將冗余數(shù)據(jù)替換為空間效率更高的指針和索引，以此為基礎(chǔ)，這種技術(shù)能夠縮減所需存儲空間，優(yōu)化遠程復制，因此不僅能夠節(jié)約基礎(chǔ)設(shè)施，還能夠節(jié)約能耗、冷卻、占地和網(wǎng)絡(luò)帶寬等成本。重復數(shù)據(jù)刪除以次級存儲應(yīng)用為主要對象，如備份和歸檔，因為這些應(yīng)用經(jīng)常會出現(xiàn)大量數(shù)據(jù)冗余。
隨著行業(yè)技術(shù)的發(fā)展，從某種意義上來說，人們已經(jīng)對重復數(shù)據(jù)刪除的概念產(chǎn)生了誤解。有些廠商搜索文件級冗余，有些廠商則搜索次文件級冗余。有的廠商推出了新的算法，利用磁帶格式或應(yīng)用內(nèi)容感知實現(xiàn)更高的容量優(yōu)化率，這種方法優(yōu)于針對所有數(shù)據(jù)類型采用一種算法的解決方案。大多數(shù)采用此類技術(shù)的廠商都將其與硬件壓縮加速相結(jié)合，以獲得更高的容量優(yōu)化率。
因此，Taneja Group于2008年4月引入了術(shù)語“存儲容量優(yōu)化”（storage capacity optimization），用于描述一組相關(guān)技術(shù)集，這些技術(shù)能夠使用最小的原始存儲空間存儲一定數(shù)量的信息。Taneja Group將SCO市場劃分為兩個子市場：主存儲優(yōu)化（PSO）和次級存儲優(yōu)化（SSO）。PSO包括一組用于主存儲應(yīng)用的技術(shù)，SSO則指的是歷史上的“重復數(shù)據(jù)刪除”市場，這類技術(shù)主要以次級存儲為服務(wù)對象。與主存儲相比，次級存儲的性能要求（訪問延遲）一般較低，而且往往包括更多的冗余數(shù)據(jù)；以次級存儲為目標開發(fā)出的技術(shù)有時并不能有效應(yīng)用于主存儲。
隨著市場的發(fā)展，Data Domain在SSO領(lǐng)域確立了優(yōu)勢領(lǐng)先地位。2007年，該公司的市場份額已超過50%。不過，最新的兩項技術(shù)發(fā)展――應(yīng)用于主存儲和次級存儲的真正網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的SCO技術(shù)以及基于硬件的重復數(shù)據(jù)刪除技術(shù)――已經(jīng)帶來了市場轉(zhuǎn)變的信號，對已經(jīng)樹立了單純PSO和/或SSO解決方案領(lǐng)先地位的市場領(lǐng)袖形成了威脅。
綜合性SCO應(yīng)用的“Accordion”（手風琴）效應(yīng)
要討論如何大范圍部署SCO技術(shù)，我們首先必須了解“accordion”（手風琴）效應(yīng)。數(shù)據(jù)只能被運用于能夠讀出此類數(shù)據(jù)的應(yīng)用，一般情況下，這就意味著數(shù)據(jù)必須以“未經(jīng)優(yōu)化”的格式存儲。也就是說，無論當前以何種方式存儲（重復數(shù)據(jù)刪除、壓縮等），數(shù)據(jù)都必須恢復為原始格式，以使創(chuàng)建了這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用能夠讀出這些數(shù)據(jù)。只需解讀這些數(shù)據(jù)以使其被正確分類（如在備份應(yīng)用中）或編制索引用于搜索（如在歸檔應(yīng)用中）的應(yīng)用并不要求數(shù)據(jù)恢復原始格式，但必須能夠查看到足夠的與數(shù)據(jù)有關(guān)的元數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)正確的分類或歸檔。
如果被存儲于容量優(yōu)化后的主存儲器內(nèi)，數(shù)據(jù)將被其創(chuàng)建應(yīng)用反復訪問，并在生命周期的最初幾個月內(nèi)不斷被修改，因此這些數(shù)據(jù)一般在生命周期早期即接受容量優(yōu)化，并在此后不斷地經(jīng)常擴展。此外，這些數(shù)據(jù)在備份之前也將被再次擴展，而備份通常每天都要進行，有些備份的周期甚至更短。隨著時間推移并成為歸檔數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將被再次擴展以實現(xiàn)正確索引，并被存儲于長期檔案之中。這種重復擴展與壓縮的過程即所謂的“手風琴”效應(yīng)。
圖1顯示了數(shù)據(jù)在整個生命周期內(nèi)的運行流程。我們能夠明顯看出，次級數(shù)據(jù)的數(shù)量達到主存儲數(shù)據(jù)的十倍，且擁有大量冗余數(shù)據(jù)（多次備份以及保存微小變化數(shù)據(jù)集所致），因此次級數(shù)據(jù)是SCO技術(shù)的主要對象，SCO技術(shù)的投資很快能夠獲得回報，且具有極大的成本節(jié)約潛力。不過，SCO技術(shù)能夠提供的價值在很大程度上與需要保留的數(shù)據(jù)的總體數(shù)量相關(guān)――包括主存儲和次級存儲數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)每年以至少50%至60%或更高的速度增長，許多企業(yè)將很快面臨數(shù)百吉比特（terabytes）主存儲數(shù)據(jù)的管理任務(wù)。如果達到這種數(shù)據(jù)規(guī)模，且主存儲成本可達到磁盤次級存儲的十倍，則PSO將在容量優(yōu)化率尚未大幅增加之前就成為企業(yè)必不可少的經(jīng)濟選項。
圖1. 標準數(shù)據(jù)周期運行流程。紅點表示可以運用現(xiàn)有的SCO技術(shù)的數(shù)據(jù)流。
如果要將數(shù)據(jù)從備份磁盤移植至遠程災(zāi)難恢復磁盤，并不需要恢復數(shù)據(jù)存儲格式，
但如果要將數(shù)據(jù)移植至磁帶，則數(shù)據(jù)必須以擴展格式存儲。
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分裂型（Disruptive）技術(shù)的發(fā)展評估
基于網(wǎng)絡(luò)的PSO技術(shù)
到目前為止，SCO廠商已經(jīng)部署了基于源和目標的解決方案，分別用于來自不同優(yōu)勢點的數(shù)據(jù)流。已經(jīng)面世的基于源的解決方案包括集成于企業(yè)備份軟件客戶端的技術(shù)，這種技術(shù)利用主機資源完成容量優(yōu)化工作。微軟和Sun Microsystems等操作系統(tǒng)廠商已經(jīng)開始商談將部分SCO技術(shù)集成于操作系統(tǒng)，但兩家廠商都尚未有此類產(chǎn)品面世。已經(jīng)上市的基于目標的解決方案包括線內(nèi)PSO（GreenBytes、Storwize）、SSO（Data Domain、IBM/Diligent）和后處理POS（NetApp、Ocarina Networks）以及基于“設(shè)備”模式的SSO（FalconStor、Sepaton）。
SCO概念既能為主存儲也能為次級存儲提供價值，此外，如果使用不同的算法，在數(shù)據(jù)生命周期內(nèi)針對相同的數(shù)據(jù)同時使用PSO和SSO技術(shù)也能夠形成技術(shù)合力優(yōu)勢。基于源的解決方案能夠?qū)Υ鎯τ谥鲬?yīng)用服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進行“首次處理”。不過，并非所有解決方案都都應(yīng)用于主存儲。一套特定的PSO算法也許可以高效率地完成特定數(shù)據(jù)類型的容量優(yōu)化，并滿足主存儲訪問延遲要求，而另一套SSO算法則能夠在降低訪問延遲要求的前提下實現(xiàn)更高的優(yōu)化率。無論SCO技術(shù)部署于源或目標，數(shù)據(jù)都會在使用中產(chǎn)生“手風琴”效應(yīng)。源和目標數(shù)據(jù)都必須在使用前再次擴展的事實使PSO和SSO解決方案得以和平共處。
不過，如果在網(wǎng)絡(luò)中部署能夠同時實現(xiàn)PSO和SSO功能的SCO技術(shù)――并非作為存儲目標，而是作為一整套透明網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，結(jié)果將會如何呢？結(jié)果是，無論數(shù)據(jù)被其創(chuàng)建應(yīng)用使用還是接受本地備份或遠程備份或歸檔，網(wǎng)絡(luò)將在事實上成為一個普通的“轉(zhuǎn)換”點。如果通過網(wǎng)絡(luò)存儲，數(shù)據(jù)將在創(chuàng)建后或初次存儲之前立即接受存儲優(yōu)化。基于網(wǎng)絡(luò)的SCO廠商必然會支持采用單一的網(wǎng)絡(luò)SCO解決方案同時實現(xiàn)PSO和SSO功能，以免采用相互獨立的源和目標解決方案。這些廠商可能會將SCO技術(shù)所能夠?qū)崿F(xiàn)的存儲優(yōu)化率作為根據(jù)，除此之外，與部署針對主存儲和次級存儲的不同解決方案相比，在整個企業(yè)內(nèi)部署單一技術(shù)以全面解決SCO問題顯然要更為簡單且成本更低。從這個意義上說，基于網(wǎng)絡(luò)部署的SCO可能會對基于源和目標的SCO技術(shù)產(chǎn)生威脅（包括PSO和SSO解決方案）。
領(lǐng)先的廣域數(shù)據(jù)服務(wù)（WDS）廠商Riverbed已經(jīng)推出了基于真網(wǎng)絡(luò)的模型。Riverbed在07年第四季度宣布，公司計劃于2009年推出一種新產(chǎn)品，這種新產(chǎn)品將在WDS產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加SCO功能，用于空閑數(shù)據(jù)處理（該公司已經(jīng)將SCO技術(shù)用于不同地點之間的寬帶優(yōu)化）。如果這種技術(shù)能夠為其現(xiàn)有的Steelhead客戶帶來更新而不會導致服務(wù)中斷，Riverbed將擁有五千多名極有可能購買其SCO解決方案的客戶。在Riverbed模式中，數(shù)據(jù)將在創(chuàng)建不久即接受容量優(yōu)化，并一直保持優(yōu)化格式，直至主或次級應(yīng)用切實使用這些數(shù)據(jù)。理解這種模式后，最終用戶可能會提出一個重要的問題：如果已經(jīng)擁有了PSO/SSO技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，那么在此后的數(shù)據(jù)生命期中，我是否還有必要花錢購買獨立的SCO解決方案？
現(xiàn)有的PSO和SSO廠商必須對此做出回應(yīng)。很明顯，最終用戶想要以透明的方式部署SCO，而不會對主或次級存儲性能帶來不必要的影響。與真網(wǎng)絡(luò)模型相比，部署NAS和/或FC（VTL）接口的解決方案可稱為利基解決方案。雖然相關(guān)廠商可能會在近期內(nèi)利用其豐富的業(yè)內(nèi)經(jīng)驗提供更高的容量優(yōu)化率，但針對利基應(yīng)用的高優(yōu)化率可能并不足以說服客戶放棄更為全面的解決方案（雖然存儲優(yōu)化率較低）。內(nèi)容感知算法能夠針對特定的數(shù)據(jù)類型提供更高的容量優(yōu)化率，因此，如果利基市場的數(shù)據(jù)量足夠大，這種算法將能夠為廠商提供長期可持續(xù)利基市場機遇。但是，如果不能超越SCO技術(shù)的局限而將目光投向更廣大的市場，長期致力于利基市場的廠商將面臨被淘汰的風險。
基于硬件的SCO
2008年10月，一向致力于安全加速和壓縮板研發(fā)的Hifn公司推出了新的板卡級產(chǎn)品，能夠為基于硬件的數(shù)據(jù)塊級重復數(shù)據(jù)刪除提供支持。這款產(chǎn)品以O(shè)EM（原始設(shè)備制造商）為目標客戶，能夠使所有基于Windows的白盒（white box）轉(zhuǎn)變?yōu)镾CO設(shè)備，其成本遠低于現(xiàn)有的高成本解決方案。大多數(shù)行業(yè)觀察家都了解硬件壓縮技術(shù)對于軟件壓縮技術(shù)的影響，我們完全有理由相信，類似的影響也適用于SCO市場（目前仍以基于軟件的SCO為主導）。
Hifn的新技術(shù)可能會對三個領(lǐng)域產(chǎn)生影響。首先，現(xiàn)有的重復數(shù)據(jù)刪除技術(shù)以軟件為基礎(chǔ)，因此可以推斷，在硬件上運行此算法將幫助線內(nèi)SCO實現(xiàn)更高的運行速率。SCO解決方案以線速運行的能力是線內(nèi)解決方案的關(guān)鍵――無論用于PSO或SSO。基于硬件的解決方案可支持一系列用于主存儲的技術(shù)，甚至包括部分現(xiàn)有的算法（包括PSO和SSO），這些算法在軟件上運行時不能滿足在線使用的訪問延遲要求（雖然Hifn的新產(chǎn)品也未直接解決這一問題）。總之，支持更高線速的能力將極大地推動SCO技術(shù)在主和次級存儲環(huán)境下的應(yīng)用。
其次，Hifn的新技術(shù)將推動行業(yè)向前發(fā)展，最終使平臺（服務(wù)器和存儲）提供商將SCO技術(shù)集成于成本更低的解決方案之中。不過，這一切并不會在旦夕之間成為現(xiàn)實：目前的Hifn ASIC只能完成重復數(shù)據(jù)刪除工作，因此OEM需要通過增加索引和數(shù)據(jù)完整性解決方案自行完成完整的解決方案。未來Hifn有可能推出其他SCO解決方案配件（如索引系統(tǒng)），提高VAR（增值型經(jīng)銷商）的成本效益，并將SCO輕松集成至現(xiàn)有的服務(wù)器和存儲平臺之中。屆時，如果增加SCO技術(shù)的成本很低（與部分解決方案價格相比）且正如在服務(wù)器或存儲平臺中增加ASIC一樣簡單時，它將成為各家廠商競相購買的對象。相關(guān)SCO廠商在過去四年中積累的經(jīng)驗將使它們在存儲優(yōu)化率方面至少獲得短期優(yōu)勢，但此領(lǐng)域的進一步發(fā)展無疑將會推動商品技術(shù)曲線向更高性能發(fā)展。
最后，相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品價格也將受到影響。我們假定Hifn產(chǎn)品的容量優(yōu)化率僅有單純SCO廠商的80%，最終用戶將能夠根據(jù)解決方案價格與容量優(yōu)化率之比輕松找出物有所值的產(chǎn)品。以Hifn卡為基礎(chǔ)的SCO產(chǎn)品的“解決方案”提供了大幅降低產(chǎn)品價格的可能性。最終用戶可能會以“價格/可用GB”為指標衡量解決方案的價值，并據(jù)此做出購買決策。[可用容量的計算是指：1GB物理容量在采用SCO算法后所代表的可用GB數(shù)。]因此，我們至少可以預期，Hifn的新產(chǎn)品將在未來18至24個月內(nèi)推動PSO和SSO解決方案價格大幅下降。
總而言之，Hifn推出的基于硬件的重復數(shù)據(jù)刪除解決方案向SCO廠商發(fā)出了不容忽視的警示信號。
對最終用戶的影響
我們認為，在未來18至24個月內(nèi)，這兩種分裂型技術(shù)的發(fā)展――基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的SCO與硬件重復數(shù)據(jù)刪除――將為最終用戶帶來三個方面的變化：
• 基于硬件的重復數(shù)據(jù)刪除將比真網(wǎng)絡(luò)SCO更早產(chǎn)生影響，不過這兩種技術(shù)將共同推動SCO技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使客戶以戰(zhàn)略眼光看待SCO技術(shù)的部署，以期在客戶環(huán)境下取得最佳效果。
• 如果真網(wǎng)絡(luò)SCO能夠通過生產(chǎn)環(huán)境證實其可用性，它將推動能夠同時提供主和次級存儲解決方案的SCO技術(shù)的發(fā)展，這種技術(shù)將放棄利基解決方案。
• 隨著這兩種技術(shù)對市場的影響力開始顯現(xiàn)，SCO技術(shù)的價格將下降至少30%。
這些發(fā)展將導致市場形勢不明朗，不能做出及時回應(yīng)的相關(guān)SCO廠商將被新的市場領(lǐng)袖所取代。
真正網(wǎng)絡(luò)部署的SCO的原理似乎能夠提供更好的模型，因為從定義上看，它比利基解決方案更為全面，但最終的結(jié)論仍有待實踐檢驗。我們提醒最終用戶了解網(wǎng)絡(luò)SCO的戰(zhàn)略價值，并在網(wǎng)絡(luò)SCO上市后根據(jù)性能、可調(diào)節(jié)性、數(shù)據(jù)可靠性和可用性對其實施進行評估。
最后，我們要提醒最終用戶，我們對這些技術(shù)發(fā)展的預測并不排斥客戶對PSO或SSO解決方案進行戰(zhàn)略性購買――如果你能夠利用近期硬件成本節(jié)約優(yōu)勢證明此類購買的重大經(jīng)濟利益。如果數(shù)據(jù)量足夠大，PSO和SSO技術(shù)都能夠為現(xiàn)在的企業(yè)提供巨大價值，不過我們?nèi)匀徽J為，未來三至五年內(nèi)，覆蓋主和次級存儲的綜合性解決方案將在總體上取代利基解決方案。
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