無(wú)共享體系結(jié)構(gòu) (SNA:Shared-Nothing Architecture) 是一種分布式計(jì)算體系結(jié)構(gòu),其中每個(gè)更新請(qǐng)求都由計(jì)算機(jī)群集中的單個(gè)節(jié)點(diǎn)(處理器/內(nèi)存/存儲(chǔ)單元)滿足。目的是消除節(jié)點(diǎn)之間的爭(zhēng)用。節(jié)點(diǎn)不共享(獨(dú)立訪問(wèn))相同的內(nèi)存或存儲(chǔ)。另一種架構(gòu)是共享所有內(nèi)容(Shared-Everything),其中請(qǐng)求由任意節(jié)點(diǎn)組合滿足。這可能會(huì)引入爭(zhēng)用,因?yàn)槎鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)同時(shí)尋求更新相同的數(shù)據(jù)。
這些術(shù)語(yǔ)其實(shí)首先來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域。加州大學(xué)伯克利分校的邁克爾·斯通布拉克(Michael Stonebraker)在1986年的一篇數(shù)據(jù)庫(kù)論文(“The Case for Shared Nothing Architecture” ,Database Engineering)中使用了這個(gè)術(shù)語(yǔ)。Teradata 于 1983 年交付了第一個(gè) SN 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。無(wú)共享和共享一切架構(gòu)各有優(yōu)勢(shì)。DBMS供應(yīng)商和行業(yè)分析師經(jīng)常就此事進(jìn)行辯論;例如,Microsoft 吹捧其 SQL Server 2005 與 Oracle 10g RAC 的比較。
后來(lái),這個(gè)分布式架構(gòu),慢慢發(fā)展到了存儲(chǔ)領(lǐng)域。首先體現(xiàn)在分布式文件存儲(chǔ)上。
2003年,谷歌發(fā)布了GFS白皮書,采用了shared-nothing架構(gòu),解決了IBM GPFS的shared-disk帶來(lái)的成本和擴(kuò)展性問(wèn)題,成為了存儲(chǔ)圈shared-nothing架構(gòu)的啟蒙。
后來(lái)的HDFS還有無(wú)數(shù)的軟件定義存儲(chǔ)創(chuàng)業(yè)公司,都是參考了GFS的SN架構(gòu)。
GPFS也一樣,雖然1998年就推向市場(chǎng),但最初只支持Shared-Disk架構(gòu),2012年才順應(yīng)潮流,開始支持Shared-Nothing架構(gòu)。一般來(lái)說(shuō),Shared-Disk架構(gòu)有更好的性能,但成本也更高。
從此,SN架構(gòu)成為了分布式軟件定義存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu),至今已經(jīng)已經(jīng)有20多年的歷史。全球幾乎所有的分布式軟件定義存儲(chǔ),99%都是采用SN架構(gòu)。
但是,2019年,一個(gè)叫VAST Data的公司,推出了業(yè)界第一款Shared-Everthing架構(gòu)的全閃第二存儲(chǔ),支持文件和對(duì)象,號(hào)稱$/GB成本比HDD還便宜,成為AI存儲(chǔ)的一匹黑馬,受到了業(yè)界的吹捧。
在2000年,VAST Data更是提出“Shared-Nothing時(shí)代的結(jié)束”的口號(hào),讓業(yè)界重新思考分布式存儲(chǔ)的架構(gòu)之爭(zhēng),就像20年前數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)之爭(zhēng)一樣。
國(guó)內(nèi)的情況也一樣。最近,XSKY星辰天合推出了業(yè)界首款Shared-Everything架構(gòu)的分布式全閃主存儲(chǔ)星飛XINFINI 9000,支持塊和文件。國(guó)內(nèi)的同行這段時(shí)間也在談?wù)摚降总浖x存儲(chǔ)的經(jīng)典架構(gòu)Shared-Nothing時(shí)代真的結(jié)束了嗎?
其實(shí),Shared-Everything在存儲(chǔ)圈,不是什么新事務(wù),因?yàn)楦叨舜鎯?chǔ)一開始就是這樣的架構(gòu),現(xiàn)在也是。
比如Dell EMC的高端存儲(chǔ)PowerMax最新的Dynamic Fabric架構(gòu),就是共享內(nèi)存和共享NVMe SSD的shared-everything scale-out架構(gòu)。
但在分布式軟件定義存儲(chǔ)領(lǐng)域,為什么大家都更喜歡shared-nothing架構(gòu)呢?VAST Data和XSKY為什么拋棄這個(gè)經(jīng)典架構(gòu),采用類似高端存儲(chǔ)的shared-everything架構(gòu)呢?
最開始我也有這樣的問(wèn)題,因此我收集了大量的資料,分析了業(yè)界主流的全閃存儲(chǔ)架構(gòu),從集中式存儲(chǔ)到分布式存儲(chǔ),得出了很多我自己個(gè)人的看法。西瓜哥的個(gè)人觀點(diǎn),雖然僅代表個(gè)人思考,但也許你也能從中得到啟發(fā)。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:從Shared-Nothing到Shared-Everything:分布式全閃架構(gòu)的演進(jìn)與未來(lái)
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