隨著數(shù)據(jù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的需求也在增長。企業(yè)必須為文件、Web應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫等服務(wù)，提供滿足其需要的存儲(chǔ)能力。傳統(tǒng)的SAN和NAS技術(shù)，在一定程度上，減輕了一些壓力。但是，主機(jī)CPU的負(fù)荷并沒有得到絲毫減低，尤其是在運(yùn)行多媒體應(yīng)用和資源敏感數(shù)據(jù)庫時(shí)。DAFS（直接存儲(chǔ)文件系統(tǒng)??Direct Access File System）作為一種文件系統(tǒng)協(xié)議，可以在大量甚至過量負(fù)載時(shí)，有效的減輕存儲(chǔ)服務(wù)器的計(jì)算壓力，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能。
DAFS的基本原理，就是通過縮短服務(wù)器讀寫文件時(shí)的數(shù)據(jù)路徑，來減少和重新分配CPU的計(jì)算任務(wù)。它提供內(nèi)存到內(nèi)存的直接傳輸途徑，使數(shù)據(jù)塊的復(fù)制工作不需要經(jīng)過應(yīng)用服務(wù)器和文件服務(wù)器的CPU，而是在兩個(gè)物理設(shè)備的預(yù)先映射的緩沖區(qū)中直接傳輸。也就是說，文件可以直接由應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)酱鎯?chǔ)服務(wù)器內(nèi)存，而不必先填滿各種各樣的系統(tǒng)緩沖區(qū)和網(wǎng)絡(luò)接受器。這樣一來，文件的I/O操作加快了，而存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的流量反而降低了。同時(shí)，由于操作系統(tǒng)對文件操作的介入更少了，節(jié)省下來的處理能力就被釋放出來，用于其它方面的任務(wù)。
DAFS協(xié)議框架的描述，最早是由Network Appliance公司，Seagate公司和Intel公司在幾年前提出并公布的。今年六月，在一次存儲(chǔ)行業(yè)的商展上，DAFS開始受到人們的重視。很多廠商提出了基于DAFS的新型應(yīng)用方案。
受到這一重視的鼓舞，許多廠商聲稱，他們將于今年年底前，推出基于DAFS的存儲(chǔ)相關(guān)產(chǎn)品。這些廠商包括：InfiniSwitch公司，Network Appliance公司，Troika Network公司等。還有一些公司聯(lián)合成立了一個(gè)稱為“DAFS Collaborative”的業(yè)界組織，并建立了Web站點(diǎn)（http://www.dafscollaborative.org/），內(nèi)容包括大量的技術(shù)白皮書和實(shí)施計(jì)劃的細(xì)節(jié)描述。
二、發(fā)展中的DAFS
回想一下，NFS協(xié)議的出現(xiàn)給我們帶來了什么？文件可以在網(wǎng)絡(luò)甚至整個(gè)Internet上被共享。DAFS使之更進(jìn)了一大步，它把文件系統(tǒng)擴(kuò)展到了一個(gè)，連接著各種各樣存儲(chǔ)設(shè)備，低延遲而高性能的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中。
關(guān)于現(xiàn)有的文件系統(tǒng)工作機(jī)制，許多人已經(jīng)表示了他們的不滿。DataCore軟件公司的產(chǎn)品市場經(jīng)理Nik Simpson說，“應(yīng)用程序中，一個(gè)文件讀取或?qū)懭氲牟僮?，往往要?jīng)過太多步驟地處理?！绷硪患姨峁㏒AN軟件的廠商也曾指出，“如果一個(gè)應(yīng)用程序試圖讀取一個(gè)文件，這一請求必須先經(jīng)過操作系統(tǒng)，然后被分割成數(shù)次操作，包括打開文件，映射文件索引到不同的磁盤數(shù)據(jù)塊，把數(shù)據(jù)來來回回的在系統(tǒng)緩沖區(qū)和應(yīng)用程序內(nèi)存之間傳輸。這大大的增加了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)?！?/P>
DAFS的設(shè)計(jì)目的主要有三個(gè)。第一，它將大大簡化文件讀出和寫入的步驟，把這一過程的系統(tǒng)負(fù)載降到最低。第二，它被設(shè)計(jì)成與底層傳輸無關(guān)的協(xié)議，因此可以在各種網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議之上實(shí)現(xiàn)，包括光纖通道，千兆以太網(wǎng)甚至SCSI這樣的存儲(chǔ)協(xié)議。第三，它將提高存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，給傳統(tǒng)的NAS和SAN注入新的活力。
其精髓就是融合NAS和SAN的優(yōu)勢，并在一個(gè)統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)下，即體現(xiàn)出SAN的高性能，又能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。DAFS Collaborative的主席，現(xiàn)工作于Network Appliance公司的David Dale介紹說，“現(xiàn)在有一個(gè)發(fā)展方向是讓共享文件能夠接受多種并行的訪問，這樣，各種各樣主機(jī)平臺(tái)和應(yīng)用程序產(chǎn)生的文件，就可以統(tǒng)一的存放在一個(gè)存儲(chǔ)中心之上。然而這對于SAN來說十分困難，除非你使用新的協(xié)議，這個(gè)協(xié)議就是DAFS。”
DAFS使在以太網(wǎng)（或者其他任何網(wǎng)絡(luò)連接）上的文件傳輸能夠達(dá)到線速度。即在10兆帶寬的以太網(wǎng)上，傳輸文件的帶寬可以達(dá)到10兆每秒。不像TCP/IP協(xié)議，過多的附加數(shù)據(jù)和操作使你永遠(yuǎn)不可能以接近線速度傳輸數(shù)據(jù)。而且，DAFS不會(huì)給主機(jī)的計(jì)算能力增加負(fù)擔(dān)，相反，倒是會(huì)降低CPU對文件操作的介入。另外一個(gè)附帶的好處是，DAFS可以達(dá)到裸設(shè)備的文件I/O性能，但是卻具有文件系統(tǒng)的所有管理功能。
三、來自廠商的關(guān)注
Dale期望更多的NAS廠商能夠采用DAFS協(xié)議，“這可以有力的改善和提高NAS在存儲(chǔ)行業(yè)的地位，并使NAS的適用范圍更加廣泛?！薄癉AFS把NAS和SAN在應(yīng)用范圍和方式上的界限模糊了。”“剩下的只是選擇光纖通道、千兆以太網(wǎng)或者其他高速網(wǎng)絡(luò)?！?/P>
在現(xiàn)有的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)DAFS有兩種方式。第一種方式是，以系統(tǒng)插件或補(bǔ)丁的形式，安裝在操作系統(tǒng)中。這種方式的原理是截獲文件I/O調(diào)用，工作方式類似NFS。這種方式減化了系統(tǒng)內(nèi)核的文件操作步驟，是最早實(shí)現(xiàn)DAFS的方式。這種方式完全兼容和支持現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用，如Web和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用等。
然而，這種方式對性能的提升并不是最理想。要得到最大限度的性能提升，就需要采用第二種方式，即完全DAFS工作方式。當(dāng)然，這需要應(yīng)用程序中，針對文件操作的部分要重新編寫，以達(dá)到徹底優(yōu)化文件操作的目的。幸好，無論是軟件供應(yīng)商還是用戶，很快就會(huì)意識(shí)到重新針對DAFS編寫其應(yīng)用的意義和重要性。
“我原以為，勸說Oracle公司采用DAFS技術(shù)是很困難的?！痹诔晒Φ膭裾f了Oracle公司正式采用DAFS技術(shù)之后，Simpson不無慶幸的說，“我看不出什么理由讓他們這么做，這真的會(huì)打亂他們的計(jì)劃，他們已經(jīng)具有了今天看起來很好的解決方案，而且其中的協(xié)議和例程也是自有專利技術(shù)。”
四、DAFS的基礎(chǔ)
建立與底層無關(guān)的高層協(xié)議是一個(gè)好主意。DAFS并不關(guān)心存儲(chǔ)設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)、交換方式和設(shè)備、以及其他底層的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)具體實(shí)現(xiàn)。它工作在被稱為VI（Virtual Interface）的標(biāo)準(zhǔn)接口之上。這是由微軟公司、Compaq公司和Intel公司共同設(shè)計(jì)開發(fā)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)界面接口，在主機(jī)集群和并行處理環(huán)境中已經(jīng)被使用了很多年。例如，集群的DB2數(shù)據(jù)庫和Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間交換記錄鎖定信息，就是通過VI實(shí)現(xiàn)的。DAFS把VI擴(kuò)展成為一種文件共享應(yīng)用，它獨(dú)立于任何特定的網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制，例如以太網(wǎng)、光纖通道或者InfiniBand。
不出意外的話，很快基于DAFS的新型NAS，就可以在性能上挑戰(zhàn)SAN。事實(shí)上，由傳統(tǒng)SAN所支持的塊級(jí)存儲(chǔ)方式，其主要優(yōu)勢就依賴于光纖通道技術(shù)的高性能。而傳統(tǒng)NAS雖然在性能方面不及SAN，但是基于文件級(jí)的共享，使其爭取到了一部分特定用戶。如果有一天，用戶可以在文件級(jí)共享數(shù)據(jù)，同時(shí)可以擁有塊級(jí)存儲(chǔ)的性能，那么光纖通道SAN的應(yīng)用范圍勢必會(huì)被壓縮甚至取代。
盡管DAFS技術(shù)發(fā)展如此迅速，它畢竟還只是新興技術(shù)之一，距離被廣泛認(rèn)同和使用還有一段時(shí)間。不過，據(jù)Gartner Group和Burton Group等組織分析，DAFS的發(fā)展速度還會(huì)加快，尤其是像微軟公司這樣的關(guān)鍵性廠商也加入DAFS Collaborative之后。提及微軟，與其他主要數(shù)據(jù)庫廠商一樣，微軟公司的Microsoft SQL Server同樣也支持VI標(biāo)準(zhǔn)。在技術(shù)和市場運(yùn)作方面，都有充足的理由使微軟的數(shù)據(jù)庫支持DAFS，因?yàn)檫@只能令其運(yùn)行的更快更好。
不管怎樣，DAFS將以強(qiáng)大的吸引力，牽動(dòng)業(yè)界的諸多廠商。就在EMC公司和Sun公司還在鼓吹“VI over NFS”的時(shí)候，Network Appliance公司已經(jīng)擬定了一個(gè)關(guān)于DAFS的龐大的發(fā)展計(jì)劃。并打算以此為契機(jī)，把公司的產(chǎn)品、解決方案和技術(shù)理念都推向一個(gè)新的高度。畢竟NFS是一個(gè)22年前制定的老標(biāo)準(zhǔn)了，是時(shí)候變革了。
