十年磨砺 NFS 4.1引导存储行业迈入并行领域

网络文件系统（Net File System，简称NFS）协议正在完成十几年来的最大的一次变革，而且成果将会给最终用户带来深远的影响。

4.1版本的NFS开发由一队熟悉各领域的存储专家负责，他们希望能够藉此挖掘出NFS在性能和安全能力上的新潜能，特别是企业数据中心方面。

NFS最初是针对家庭直连远程控制、局域网无盘工作站以及服务器而设计的。价格更低、性能更高的Linux计算集群、多核处理器以及刀锋系列产品的出现，使得人们对更为高效的文件访问的需求异军突起。1984年制定的协议在速度上显然无法满足客户的需求。

NetApp高级技术主管Mike Eisler表示：“NFS从Lustre和GPFS等集群文件系统上感到了压力，Google GFS等Web 2.0服务供应商的定制文件系统技术也在向NFS施加影响。”

这个老骥伏枥的分布式文件系统在经过最新的“美身修体”后，在前代产品上受到好评的功能依然被保留。其包括：直观的设计、易用的错误恢复、自主的传送协议以及系统文件访问。不过，与以前的产品不同的是，最新的产品整合了文件保护，更为强大的安全性，以及为增强客户机性能而提供的高带宽网络数据共享程序授权功能。

pNFS改变存储世界格局

pNFS是NFS 4.1中的关键一环。p在其中代表parallel（并行），pNFS将提供并行的I/O（输入/输出）接口使得NFS文件系统更为易用。这一技术使得存储管理员可以像在多服务器上进行条带化存取一样操作。这同RAID 0利用并行多驱传送数据来获得性能提升的做法差不多。pNFS将这一理念发扬光大，使得网络上的NFS客户机可以连接到多个存储设备。

“即使文件小到无法分块，它们依然会被分发到多个NFS服务器上，这就是统计学上的负载平衡。”Eisler说，“在一组强大的NFS服务器群和一个后端文件系统，文件或者文件范围能够被重新安置在pNFS清楚明了的应用列表中。

pNFS代表着是NFS十几年最为重要的功能升级。将并行I/O标准化，以及允许客户通过并行方式直连存储设备是pNFS的两项重要成就。这使得NFS服务器在扩展和性能上的开发问题不复存在。

Panasas产品销售主管Matt Reid说：“pNFS将数据传输路径中的元数据服务器（metadata server）移除。用户将不再需要众多竞争态势的专利以及开源的并行文件系统而焦头烂额，pNFS允许用户自行选择最具有优势的解决方案，使得用户从中获益。而且用户不用顾虑对某一厂商的依赖性。

针对安全性作出更新

在NFS 4上，安全性也被大幅改良。NFS 4增加了一个改进性的安全模块，其与符合CIFS的安全装置可进行紧密整合。此外，联合式的NameSpace功能将会使在大批在独立NameSpace 下的不同NFS服务器得以聚集。NFS 3服务器的访问控制被限制在组和用户范围内，最新版本已经包含了对单一文件和程序的访问控制。最后，文件和文件夹授权机制将会允许很多NFS客户机访问一 台单一的NFS共享。
pNFS有一个可能出现的缺点，就是需要用户去处理多个NFS服务器。对并行访问存储设备的数量规模进行管理的频率，取决于 NFS厂商整合这些服务器的优劣。这样来说，用户最好采购进行了紧密整合的服务器，它们将会提供一个真正的单一系统镜像而不是仅仅捆绑在一起的服务器集 群。

“对于那些需要大幅度提高性能，需要连续性并行访问文件的环境，pNFS在某种程度上是走在前列的。”StorageIO Group创始人兼高级分析师Greg Schulz表示，“然而，不是任何环境或者程序都需要并行访问数据。”

Schulz相信数据备份领域才是pNFS大展拳脚的地方。但是那就要求有足够快的读取速度以使得数据可以通过并行方式写入到并行文件或集群文件系统中。

Schulz表示：“同主流市场相比，pNFS会更加偏向于小众化的专业领域，针对特殊程序和环境。至少目前如此。IBM，Sun，IBRIX等拥有并行文件系统以及其它像Panasas那样拥有专利存储系统的厂商，将会推动pNFS的发展。”

厂商开始付诸于行动

目 前，NetApp的NFS 4.0已经开始出货，并且将会在今年底明年初推出NFS 4.1服务器。NetApp即将发布的Data ONTAP操作系统很有可能包含pNFS。此外，NetApp Linux NFS开发小组正在开发Linux环境下的pNFS的客户机和服务器，客户可以在Data ONTAP发售前抢先尝尝pNFS的滋味。

同NetApp类似，Panasas也开始关注起pNFS。它向Linux NFS客户机和服务器，Linux目标存储器、iSCSI驱动器和SCSI堆栈开放了源代码。

“pNFS 的架构提案是从Panasas DirectFLOW并行协议中衍生出来的。它属于Panasas PanFS并行文件系统的一个核心部分。”Reid说，“目前我们提供的ActiveStor Parallel Storage Clusters，所使用的DirectFLOW洗衣已经基本上提供了将会在年末推出的NFS 4.1中的所有功能。

EMC的Celerra也在同时开始支持NFS 4.0技术。EMC NAS存储部门高级技术专家Sorin Faibish表示，未来EMC将在Celerra系列上加入pNFS的服务器支持，并且其也会有助于Linux pNFS用户。

Oracle 也不打算坐以待毙。目前他们已经开发出整合到Oracle 11g中的NFS客户机——dNFS，这将会帮助Oracle用户解决很多问题。比如用户不必再进行大量的本地NFS用户端的复杂设置，也不用担心厂商对 本地NFS客户机作出的更改会对Oracle有任何损害。这为更广阔的平台支持敞开了大门。如果用户愿意选择不包含Direct NFS的NFS，比如他们会因为缺乏本地NFS用户支持，而不使用Windows Server 2003来对Oracle应用进行托管。通过在Oracle数据库产品中提供Direct NFS，用户在选择Oracle来配置平台时将会更为灵活，并且可以在UNIX、Linux以及Windows间随意进行切换。

寰宇上下 并行传输

Reid认为pNFS的诞生标志着存储世界的一个重大变革——迈向了并行传输的广阔天地。

他说：“pNFS将会使加快并行存储被客户接收的速度，从传统到商业性的HPC，再到网络架构和媒介分布。文件存储的未来是并行的，NFS 4.1将会是这个重要产业革命的开端。”