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許多人都認(rèn)為檔案管理應(yīng)該非常便宜。畢竟，你對(duì)性能沒什么要求，所以成本應(yīng)該不會(huì)很高。

但是，這些人卻忽略了檔案存儲(chǔ)幾個(gè)影響方案成本的重要方面。

在任何存儲(chǔ)金字塔的圖解里，檔案管理都處于金字塔的底層位置。檔案存儲(chǔ)對(duì)容積要求極大和但對(duì)性能需求極少。它就是你存放數(shù)據(jù)的地方，而且你可能還需要時(shí)不時(shí)對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。

檔案存儲(chǔ)在概念上很簡(jiǎn)單，但是細(xì)節(jié)操作卻很麻煩。

檔案基本要素

當(dāng)你在思考檔案存儲(chǔ)的方案時(shí)，就需要提出幾個(gè)基本問(wèn)題，如：

我想要什么樣的性能（把數(shù)據(jù)推入檔案，從檔案中調(diào)出數(shù)據(jù)）？

需要存入多少數(shù)據(jù)？

我對(duì)此檔案存儲(chǔ)的依賴性要多強(qiáng)（或說(shuō)我可以承受多大的風(fēng)險(xiǎn)）？換言之，數(shù)據(jù)有多重要？

這些問(wèn)題的答案可以為你的檔案存儲(chǔ)方案指明道路。但是很多人沒有想明白這些問(wèn)題的答案會(huì)在經(jīng)濟(jì)方面對(duì)檔案存儲(chǔ)產(chǎn)生什么影響。

例如，如果我需要一個(gè)在數(shù)據(jù)丟失方面風(fēng)險(xiǎn)極低的方案，需要花多少錢？如果我可以承受更多的數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)，那么可以減少多少錢？數(shù)據(jù)復(fù)示性能對(duì)成本影響有多大？如果我對(duì)數(shù)據(jù)的需求不是特別著急，那么降低性能需求后是否可以減少成本？

這些都是我們?cè)谠O(shè)計(jì)檔案存儲(chǔ)方案時(shí)要考慮的事情。希望了解自己所做的決定會(huì)產(chǎn)生什么后果，這是人之常情。但是人們真地了解所做決定的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)嗎？

一分錢一分貨

我妻子帶著我看了一個(gè)名叫“Love It or List It”的電視節(jié)目。參與節(jié)目錄制的家庭要重新布置目前的家，同時(shí)要尋找可能的新家。在節(jié)目最后，他們要決定--留在原來(lái)的家，重新布置或者賣掉原來(lái)的家再買個(gè)新房子。

令我覺得有趣的是，在整個(gè)過(guò)程中，所有參與家庭要列出一張家庭優(yōu)選項(xiàng)目。例如，如果他們是搬離這個(gè)原址，是否能夠買到一個(gè)更大的房子？或者，如果他們放棄打掉廚房承重墻的愚蠢想法，那么可否在愿望清單里添上其他什么東西？

這些參與節(jié)目的人都是被迫思考優(yōu)先項(xiàng)目的問(wèn)題。所以他們才會(huì)以理智的方式進(jìn)行取舍。他們的決定取決于實(shí)際的經(jīng)濟(jì)情況。其中一些人確實(shí)認(rèn)為自己可以完成愿望清單所有項(xiàng)目的購(gòu)置。

后來(lái)，我似乎遇到了這樣的情況--人們想要異常廉價(jià)的檔案存儲(chǔ)，廉價(jià)到有些荒謬。但同時(shí)，他們不愿意接受廉價(jià)方案背后，數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)丟失的事實(shí)。他們堅(jiān)持認(rèn)為數(shù)據(jù)中心里可以使用廉價(jià)檔案存儲(chǔ)，而且不會(huì)有什么數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

許多人自以為檔案存儲(chǔ)就是廉價(jià)的，易于創(chuàng)建的。而且數(shù)據(jù)會(huì)一直保存在那里，不會(huì)發(fā)生變化。他們忘記了檔案存儲(chǔ)也是一分錢一分貨的道理。

通常情況下，如果你想要更多數(shù)據(jù)以及更快的數(shù)據(jù)調(diào)用能力，同時(shí)數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)還要最低，那么你就得付出同樣的成本。

經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)

為了解釋清楚需要取舍的要素，讓我們先看看各種存儲(chǔ)方案以及它們的失誤頻率。

最常見的風(fēng)險(xiǎn)是硬錯(cuò)誤率，是指某個(gè)部分無(wú)法讀取之前已被讀取的比特量。這種硬錯(cuò)誤率因存儲(chǔ)方案的不同而不同。

Henry Newman寫了一篇很好的文章，其中的一個(gè)表格就列出各種存儲(chǔ)媒介的硬錯(cuò)誤率，以及這種錯(cuò)誤率對(duì)PB級(jí)別的數(shù)據(jù)意味著什么。也就是說(shuō)，在出現(xiàn)讀取錯(cuò)誤之前，可從存儲(chǔ)媒介中讀取多少數(shù)據(jù)。Henry的第一個(gè)表格如下表所示：

可以用一種替代方式來(lái)考慮這一數(shù)據(jù)，即思考如果以全速讀取數(shù)據(jù)，需要多少時(shí)間遇到不可讀區(qū)域。

Henry的第二個(gè)表格展示的內(nèi)容是：當(dāng)你使用一個(gè)或一個(gè)以上的設(shè)備，而且以最快速度讀取數(shù)據(jù)時(shí)，需要多久的時(shí)間就會(huì)遇到一個(gè)讀取錯(cuò)誤。表二顯示了他統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，而且他還為250臺(tái)設(shè)備和300臺(tái)設(shè)備的計(jì)算結(jié)果增加了兩列。

這兩個(gè)表格顯示出當(dāng)你使用SATA或SAS磁盤時(shí)，你遠(yuǎn)東不可讀區(qū)域的最大容積值約為1PB，最小容積值約為110TB。即便有了這個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，你遇到硬錯(cuò)誤的時(shí)候仍然很難進(jìn)行估算，因?yàn)橛插e(cuò)誤對(duì)配置的依賴性非常大。

遇到一個(gè)硬錯(cuò)誤通常意味著RAID控制器認(rèn)為驅(qū)動(dòng)壞了，需要重建。為了訪問(wèn)你想讀取的數(shù)據(jù)，你需要等待重建才能實(shí)現(xiàn)。重建所需的時(shí)間可能非常長(zhǎng)，而且依然取決于配置。

在此期間，需要讀取所有其他的驅(qū)動(dòng)，這樣就會(huì)增加遇到另一個(gè)硬錯(cuò)誤的可能性，還可能會(huì)丟掉RAID群組。結(jié)果便是，你需要對(duì)檔案數(shù)據(jù)做多個(gè)備份。

Henry在其文中指出副本的數(shù)量是一個(gè)開放性的問(wèn)題。但是，最少也得準(zhǔn)備兩個(gè)到三個(gè)副本。“最少”二字意味著在存儲(chǔ)硬件中你需要準(zhǔn)備兩到三倍于這個(gè)檔案容積的空間。如果你的檔案占了1PB，那你就要準(zhǔn)備2-3PB的存儲(chǔ)空間。

便宜的檔案存儲(chǔ)是怎樣的呢？能實(shí)現(xiàn)0.25$/GB的檔案存儲(chǔ)嗎？

答案是檔案的存儲(chǔ)價(jià)格可以接近這個(gè)價(jià)格，但是同時(shí)存在風(fēng)險(xiǎn)。要想顯著減少風(fēng)險(xiǎn)，你需要兩到三個(gè)副本。0.25$/GB的檔案存儲(chǔ)成本會(huì)突然上升到0.50$/GB或0.75$/GB。這些還只是硬件成本。

你需要某類文件系統(tǒng)來(lái)保存這些數(shù)據(jù)。就低端配置而言，你只需創(chuàng)建兩到三個(gè)不一樣的使用免費(fèi)文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)池。然后，你可以把檔案數(shù)據(jù)放到一個(gè)副本上，并使用rsync確保數(shù)據(jù)被復(fù)制到另一個(gè)存儲(chǔ)池。

如果你遇到一個(gè)硬讀取錯(cuò)誤該怎么辦呢？這會(huì)觸發(fā)RAID重建。你可以使用其他副本保存這些數(shù)據(jù)，但是這需要提前編程。而且你還要確保余下的副本是正確的。換言之，你要自己完成所有的編程和維護(hù)工作。而且這些工作全都是免費(fèi)的，是嗎？

如果是其他角度的話，還有文件系統(tǒng)，許多文件系統(tǒng)是專屬的或者有商業(yè)支持，所以可為你處理這方面的事項(xiàng)。在這些文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)被復(fù)制，用來(lái)確保存儲(chǔ)池中分布了兩到三個(gè)副本。出現(xiàn)硬讀取錯(cuò)誤事件時(shí)，文件系統(tǒng)可以讀取數(shù)據(jù)的其他副本，同時(shí)重建后臺(tái)。后臺(tái)重建完成后，它就會(huì)對(duì)發(fā)到其他副本的數(shù)據(jù)進(jìn)行核查。不過(guò)，系統(tǒng)仍舊要讀取數(shù)據(jù)，所以我們?cè)俅卧黾恿顺霈F(xiàn)硬讀取錯(cuò)誤的幾率。

后臺(tái)會(huì)因此增加大量工作。所以你得弄個(gè)這樣的文件系統(tǒng)來(lái)減輕負(fù)載。

結(jié)語(yǔ)

檔案存儲(chǔ)不是你所以為的那么簡(jiǎn)單。你要問(wèn)問(wèn)自己進(jìn)行檔案存儲(chǔ)的目的是什么，需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量是多少。最重要的是，你需要知道檔案數(shù)據(jù)的重要性。這幾個(gè)問(wèn)題的答案對(duì)檔案的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)有極大影響。

你不能在機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁盤上進(jìn)行大體積的檔案存儲(chǔ)，而且還只準(zhǔn)備一個(gè)副本，且希望數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。表一中的硬錯(cuò)誤率已經(jīng)對(duì)這一點(diǎn)表明清楚。

如果你不在乎會(huì)遇到有些數(shù)據(jù)無(wú)法讀取的情況，那么你可以購(gòu)買硬盤做一個(gè)數(shù)據(jù)備份，或許可以達(dá)到廉價(jià)的效果。

但是，如果你的數(shù)據(jù)很重要，而且你又擔(dān)心出現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)的讀取操作，那你就需要一個(gè)以上的副本。這也意味著你需要的硬件比你原以為的要多。例如，如果你想要一個(gè)1PB的檔案，你就需要2PB，3PB或更多空間。如果1PB的存儲(chǔ)硬件需要0.25$/GB，那么存儲(chǔ)三個(gè)數(shù)據(jù)副本所需的成本是0.75$/GB。

硬讀取錯(cuò)誤率的影響以及所需的數(shù)據(jù)副本數(shù)量是很多人都不想面對(duì)的的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)。人們的期望是：檔案數(shù)據(jù)所需性能低，所以成本也低。但事實(shí)上，如果你想在機(jī)械旋轉(zhuǎn)磁盤上存儲(chǔ)大型檔案數(shù)據(jù)，而且還要及時(shí)讀取這些數(shù)據(jù)，且要減少數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，那么你就需要多個(gè)數(shù)據(jù)副本。這樣所需的成本就會(huì)超出你的預(yù)期--但是這就是檔案存儲(chǔ)的現(xiàn)實(shí)。