Richard Jooss

NetApp 產(chǎn)品和合作伙伴工程的高級(jí)經(jīng)理

Richard Jooss 是 Network Appliance 的 SAN 產(chǎn)品和合作伙伴工程的高級(jí)經(jīng)理。Rick 負(fù)責(zé)定義 SAN 系統(tǒng)和存儲(chǔ)的技術(shù)和業(yè)務(wù)要求以及與 NetApp SAN 解決方案的業(yè)務(wù)解決方案集成。Rick 擁有 15 年的存儲(chǔ)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。他曾獲得威斯康星大學(xué)電子工程和計(jì)算機(jī)工程科學(xué)學(xué)士學(xué)位。

更加高效地使用已用的存儲(chǔ)空間可以更好地控制您的存儲(chǔ)環(huán)境并減少存儲(chǔ)費(fèi)用。NetApp 率先開(kāi)發(fā)出多種旨在減少數(shù)據(jù)管理開(kāi)銷(xiāo)和限制所需存儲(chǔ)數(shù)量的技術(shù)：

極具空間效益的 Snapshot^TM 副本

不需要使用 2 倍磁盤(pán)容量即可克隆存儲(chǔ)卷的 FlexClone® 技術(shù)

減少需預(yù)先分配的存儲(chǔ)數(shù)量的簡(jiǎn)化配置選項(xiàng)

消除所有 NetApp 存儲(chǔ)卷內(nèi)重復(fù)的數(shù)據(jù)塊副本的 A-SIS 重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)

本文探討了一種相對(duì)較新的 NetApp 技術(shù)–空間收回，它可以幫助您節(jié)省并重新使用 Windows® 環(huán)境中您已分配給 LUNs 的磁盤(pán)空間。NetApp 是提供這種功能的唯一供應(yīng)商。

了解空間收回技術(shù)

要了解空間收回技術(shù)，您必須記住您在何時(shí)將 LUN 分配給主機(jī)以及主機(jī)何時(shí)在 LUN 上創(chuàng)建其文件系統(tǒng)和撰寫(xiě)簿記。這樣，主機(jī)就可以通過(guò)不同于存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法了解當(dāng)前在 LUN 內(nèi)使用了多少空間。（這完全適用于所有的 SAN 存儲(chǔ)供應(yīng)商，而不僅僅是 NetApp。）

圖 1）在收回空間上，主機(jī)和存儲(chǔ)的空間使用觀點(diǎn)如何出現(xiàn)分歧。

在接下來(lái)的說(shuō)明中，您需要參閱圖 1。以分配給主機(jī)的新 LUN 為例。在步驟 1 中，我們寫(xiě)了兩個(gè)新文件，每個(gè)占 LUN 25% 的空間。主機(jī)和存儲(chǔ)都報(bào)告使用了 50% 的空間，這在意料之中。如果我們?cè)黾油瑯哟笮〉牡谌齻€(gè)文件（步驟 2），主機(jī)和存儲(chǔ)匯報(bào)的利用率又都一樣。

但是假如我們現(xiàn)在按照步驟 3 的說(shuō)明刪除前兩個(gè)文件。記住，對(duì)于大多數(shù)的文件系統(tǒng)（包括 NTFS），刪除文件都會(huì)引起文件系統(tǒng)重新分配數(shù)據(jù)塊并將其寫(xiě)入可用數(shù)據(jù)塊列表中。不會(huì)有任何消息告知存儲(chǔ)系統(tǒng)所發(fā)生的情況。LUN 內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)于存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不透明的。因此，主機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)的觀點(diǎn)突然發(fā)生分歧。主機(jī)報(bào)告文件系統(tǒng)僅用了 25% 的空間，而存儲(chǔ)系統(tǒng)認(rèn)為占用了 75% 的 LUN。

主機(jī)沒(méi)有任何義務(wù)重新使用它剛釋放的數(shù)據(jù)塊，因此如果之后另一個(gè)大型文件被寫(xiě)入到 LUN，這個(gè)文件就可能占用之前未使用的空間，如步驟 4 所述。此時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)就認(rèn)為 LUN 已滿，而主機(jī)顯示只利用了 50%。

在將固定大小的 LUN 專(zhuān)門(mén)分配給某個(gè)應(yīng)用程序的情況下，這些差異并不會(huì)真正造成問(wèn)題。但是它會(huì)影響以下兩處：

• 簡(jiǎn)化配置。如果您使用簡(jiǎn)化配置，在存儲(chǔ)系統(tǒng)上可能有很大的差別，其一是認(rèn)為完全占了 LUN 的 25%，另一種認(rèn)為完全占了 LUN 的 75%。

• 假如您的 LUN 大小為 2TB。在這個(gè)假設(shè)中，這個(gè)大小就相當(dāng)于您可以在其它地方使用的全部 TB。
• 在最糟糕的情況下，如果您在存儲(chǔ)系統(tǒng)上將簡(jiǎn)化配置卷配置為"自動(dòng)增加"，即使 LUN 的主機(jī)視圖顯示還有大量可用空間，存儲(chǔ)系統(tǒng)都會(huì)顯示卷已滿。

• Snapshot 副本。猜猜會(huì)發(fā)生什么？如果存儲(chǔ)系統(tǒng)不知道分配給已刪除文件的數(shù)據(jù)塊實(shí)際上未在使用，則會(huì)將這些數(shù)據(jù)塊保存在 Snapshot 副本內(nèi)。隨著時(shí)間的推移，您可能需要越來(lái)越多的 Snapshot 副本存儲(chǔ)空間（一個(gè)更大的 snapreserve，叫做 NetApp）。

收回 LUN 中未使用的空間

此時(shí)，您可以看到收回存儲(chǔ)空間的一些優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)空間收回開(kāi)始時(shí)，主機(jī)上的代理會(huì)確定 LUN 上的哪些數(shù)據(jù)塊沒(méi)有被 NTFS 使用。然后主機(jī)代理將此信息傳達(dá)到存儲(chǔ)系統(tǒng)，WAFL® 將把這些數(shù)據(jù)塊標(biāo)記為可用。存儲(chǔ)系統(tǒng)釋放這些數(shù)據(jù)塊后，在生成Snapshot 副本時(shí)其將不會(huì)繼續(xù)保留。如果啟用了簡(jiǎn)化配置，則空間又可以被其它的 LUN 重新使用。

如果沒(méi)有空間收回，幾乎不可能長(zhǎng)時(shí)間簡(jiǎn)化配置 LUN。很顯然，這取決于特殊應(yīng)用程序使用存儲(chǔ)空間的方式，但通常存儲(chǔ)系統(tǒng)可能會(huì)不斷分配空間一直到 LUN 達(dá)到最大值，這時(shí)就好像您在正常配置 LUN 一樣。圖 2 說(shuō)明了空間收回如何恢復(fù)空間的情況。

圖 2）空間收回對(duì) LUN 空間使用的影響。

在顯示所使用的數(shù)據(jù)數(shù)量有著巨大變化的任何環(huán)境中，空間收回可能會(huì)特別有用。用于排隊(duì)打印任務(wù)、電子郵件或標(biāo)準(zhǔn)文件共享的系統(tǒng)都極為適于定期使用空間收回。發(fā)生過(guò)很大變化的任何系統(tǒng)也很適于空間收回。如果您由于歸檔而執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)重組或大量更改數(shù)據(jù)庫(kù)，空間收回將可能恢復(fù)大量數(shù)據(jù)。

空間收回入門(mén)

NetApp 空間收回技術(shù)已經(jīng)集成到 NetApp SnapDrive® for Windows 5.0 并且沒(méi)有增加額外成本。SnapDrive 使用基于向?qū)У姆桨富蛲ㄟ^(guò)可與管理腳本和計(jì)劃程序共同使用的命令行接口 (SDCLI) 使 Windows 服務(wù)器管理員更易于管理 NetApp SAN 存儲(chǔ)。

使用 SnapDrive GUI 或 SDCLI，您可以定期在 LUN 上啟動(dòng)空間收回過(guò)程。GUI 工具將首先確定有多少空間可以收回并詢問(wèn)您是否要繼續(xù)。您可以限制該過(guò)程使用的時(shí)間以確保其不會(huì)在高峰期運(yùn)行。

以下是您運(yùn)行空間收回須注意的事項(xiàng)：

• 最好在創(chuàng)建 Snapshot 副本之前運(yùn)行空間收回。否則，用于釋放的數(shù)據(jù)塊都將會(huì)被鎖在 Snapshot 內(nèi)并且無(wú)法釋放出來(lái)。
• 由于空間收回最初會(huì)占用主機(jī)上的周期，因此應(yīng)在低活動(dòng)期運(yùn)行。
• 過(guò)程在運(yùn)行時(shí)，傳輸?shù)?LUN 的數(shù)據(jù)可以繼續(xù)正常進(jìn)行。但是，在空間收回過(guò)程中不可以執(zhí)行以下操作：
• 創(chuàng)建或恢復(fù) Snapshot 副本將停止空間收回。
• 不可以刪除、斷開(kāi)或擴(kuò)展 LUN。
• 不可以更改裝載點(diǎn)。
• 我們不建議運(yùn)行 Windows defragmentation。

更多地了解您的存儲(chǔ)

借助空間收回技術(shù)，NetApp 為您提供了可進(jìn)一步提高存儲(chǔ)效率的新工具?？臻g收回技術(shù)可以長(zhǎng)期高效地簡(jiǎn)化基于數(shù)據(jù)塊的 LUN 的配置，而不會(huì)使 LUN 空間分配慢慢達(dá)到 100%。它還可以提高 LUN 上 Snapshot 副本的效率，從而減少您需要為該重要功能而保留的空間量。

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