無共享體系結構 (SNA:Shared-Nothing Architecture) 是一種分布式計算體系結構,其中每個更新請求都由計算機群集中的單個節點(處理器/內存/存儲單元)滿足。目的是消除節點之間的爭用。節點不共享(獨立訪問)相同的內存或存儲。另一種架構是共享所有內容(Shared-Everything),其中請求由任意節點組合滿足。這可能會引入爭用,因為多個節點可能會同時尋求更新相同的數據。
這些術語其實首先來自數據庫領域。加州大學伯克利分校的邁克爾·斯通布拉克(Michael Stonebraker)在1986年的一篇數據庫論文(“The Case for Shared Nothing Architecture” ,Database Engineering)中使用了這個術語。Teradata 于 1983 年交付了第一個 SN 數據庫系統。無共享和共享一切架構各有優勢。DBMS供應商和行業分析師經常就此事進行辯論;例如,Microsoft 吹捧其 SQL Server 2005 與 Oracle 10g RAC 的比較。
后來,這個分布式架構,慢慢發展到了存儲領域。首先體現在分布式文件存儲上。
2003年,谷歌發布了GFS白皮書,采用了shared-nothing架構,解決了IBM GPFS的shared-disk帶來的成本和擴展性問題,成為了存儲圈shared-nothing架構的啟蒙。
后來的HDFS還有無數的軟件定義存儲創業公司,都是參考了GFS的SN架構。
GPFS也一樣,雖然1998年就推向市場,但最初只支持Shared-Disk架構,2012年才順應潮流,開始支持Shared-Nothing架構。一般來說,Shared-Disk架構有更好的性能,但成本也更高。
從此,SN架構成為了分布式軟件定義存儲的標準架構,至今已經已經有20多年的歷史。全球幾乎所有的分布式軟件定義存儲,99%都是采用SN架構。
但是,2019年,一個叫VAST Data的公司,推出了業界第一款Shared-Everthing架構的全閃第二存儲,支持文件和對象,號稱$/GB成本比HDD還便宜,成為AI存儲的一匹黑馬,受到了業界的吹捧。
在2000年,VAST Data更是提出“Shared-Nothing時代的結束”的口號,讓業界重新思考分布式存儲的架構之爭,就像20年前數據庫架構之爭一樣。
國內的情況也一樣。最近,XSKY星辰天合推出了業界首款Shared-Everything架構的分布式全閃主存儲星飛XINFINI 9000,支持塊和文件。國內的同行這段時間也在談論,到底軟件定義存儲的經典架構Shared-Nothing時代真的結束了嗎?
其實,Shared-Everything在存儲圈,不是什么新事務,因為高端存儲一開始就是這樣的架構,現在也是。
比如Dell EMC的高端存儲PowerMax最新的Dynamic Fabric架構,就是共享內存和共享NVMe SSD的shared-everything scale-out架構。
但在分布式軟件定義存儲領域,為什么大家都更喜歡shared-nothing架構呢?VAST Data和XSKY為什么拋棄這個經典架構,采用類似高端存儲的shared-everything架構呢?
最開始我也有這樣的問題,因此我收集了大量的資料,分析了業界主流的全閃存儲架構,從集中式存儲到分布式存儲,得出了很多我自己個人的看法。西瓜哥的個人觀點,雖然僅代表個人思考,但也許你也能從中得到啟發。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:從Shared-Nothing到Shared-Everything:分布式全閃架構的演進與未來
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