網(wǎng)吧，和有的KTV點(diǎn)歌系統(tǒng)都在使用ssd無盤服務(wù)器，因?yàn)閟sd無盤服務(wù)器能夠減少維護(hù)成本和保證系統(tǒng)工作效率，但ssd無盤服務(wù)器中工作站的機(jī)器運(yùn)行速度，和本身服務(wù)器的維護(hù)一直是沒有一個(gè)很好的解決辦法。
對于存儲(chǔ)領(lǐng)域來說SSD固態(tài)硬盤的面世，無疑是一場革命，注定要成為之前傳統(tǒng)硬盤的毀滅者！當(dāng)前情況下因?yàn)楹芏嘀萍s，SSD硬盤還沒有完全普及；而SSD硬盤的諸多優(yōu)點(diǎn)恰好是適合無盤服務(wù)器應(yīng)用特點(diǎn)的，在恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)方案搭配組合下，SSD硬盤在無盤上的全面應(yīng)用不再是遙遠(yuǎn)和漫長，可以說目前SSD已經(jīng)完全可以全面地在無盤服務(wù)器上應(yīng)用；性能上自是無須置疑，壽命方面SSD也絕不脆弱，我們更欣喜地看到全面采用INTEL SSD的無盤服務(wù)器在極大地提高帶機(jī)量的同時(shí)，價(jià)格卻下降很多，且在功耗方面也節(jié)約很多！通過本文對SSD無盤應(yīng)用的分析，希望讓更多的關(guān)注無盤技術(shù)的朋友對SSD 無盤應(yīng)用有一個(gè)更深入地了解。
對SSD 特點(diǎn)介紹前，我們要對SSD兩種類型的儲(chǔ)存單元以及與傳統(tǒng)機(jī)械硬盤的工作原理對比進(jìn)行概述。
儲(chǔ)單元分為兩類：SLC（Single Layer Cell 單層單元）和MLC（Multi-Level Cell多層單元）。SLC的特點(diǎn)是成本高、容量小、速度快，而MLC的特點(diǎn)是容量大成本低，寫入速度及IOPS低于SLC。MLC的每個(gè)單元是2bit的，相對SLC來說整整多了一倍。不過，由于每個(gè)MLC存儲(chǔ)單元中存放的資料較多，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，出錯(cuò)的幾率會(huì)增加，必須進(jìn)行錯(cuò)誤修正，這個(gè)動(dòng)作導(dǎo)致其性能大幅落后于結(jié)構(gòu)簡單的SLC閃存。此外，SLC閃存的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)寫次數(shù)高達(dá)100000次，比MLC閃存高10倍。此外，為了保證MLC的壽命，控制芯片都校驗(yàn)和智能磨損平衡技術(shù)算法，使得每個(gè)存儲(chǔ)單元的寫入次數(shù)可以平均分?jǐn)?，達(dá)到100萬小時(shí)故障間隔時(shí)間（MTBF）。MLC與SLC 卓越的性能，已經(jīng)足夠滿足SSD無盤應(yīng)用的需求，在考慮成本的同時(shí)，我們會(huì)盡量選擇處于價(jià)格優(yōu)勢上的MLC SSD。
傳統(tǒng)硬盤一般由馬達(dá)，磁碟和磁頭等機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件構(gòu)成，運(yùn)動(dòng)部件的使用將需要較多的時(shí)間和較大的功耗，這也是傳統(tǒng)硬盤在無盤服務(wù)器多IO，多讀寫操作的狀態(tài)下，客戶機(jī)啟動(dòng)速度和進(jìn)入游戲慢的原因之一，而固態(tài)硬盤技術(shù)則運(yùn)用固態(tài)閃存芯片取代了傳統(tǒng)硬盤中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，由于不需要等待機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)過程，從而大大加快了硬盤的數(shù)據(jù)傳輸和讀寫速度，無論是無盤服務(wù)器磁盤在高負(fù)載，滿機(jī)負(fù)載的情況下，客戶機(jī)無需等待服務(wù)器磁盤I/O處理速度問題而滯留。
1、性能遠(yuǎn)高于機(jī)械硬盤
MLC單盤讀取速度，標(biāo)準(zhǔn)250MB/S，寫入速度100MB/S，則SLC 的寫入速度已經(jīng)超過200MB/S，高出了傳統(tǒng)硬盤2-3倍！尋道時(shí)間0.1MS，現(xiàn)有常規(guī)的7200轉(zhuǎn)企業(yè)級硬盤，尋道時(shí)間為12MS，而15000 轉(zhuǎn)的SAS 硬盤，也定位在5.6MS 左右，則關(guān)鍵的參數(shù)指標(biāo)是IOPS 即I/O per second，即每秒進(jìn)行讀寫（I/O）操作的次數(shù)，多用于數(shù)據(jù)庫等場合，衡量隨機(jī)訪問的性能。SSD 固態(tài)硬盤在64KB數(shù)據(jù)塊隨機(jī)讀取標(biāo)準(zhǔn)下，可以處理高達(dá)2000多個(gè)任務(wù)，而15000轉(zhuǎn)的SAS硬盤只可以處理170個(gè)，由此可見，SSD在無盤上的應(yīng)用都比目前市場主流SAS硬盤都更加優(yōu)越，打破傳統(tǒng)硬盤讀寫速度的瓶頸。
2、功耗低
SSD待機(jī)功耗只有0.05-0.1W，而傳統(tǒng)硬盤則為5-10W不等（視廠商設(shè)計(jì)及硬盤類型而定），而運(yùn)行功耗，SSD只有2-4W！在我們的實(shí)踐測試中，一臺(tái)SSD的無盤服務(wù)器，1小時(shí)的功耗是0.07Kwh，而傳統(tǒng)無盤服務(wù)器磁盤1小時(shí)的功耗是0.13Kwh。
3、散熱低
得益于免除機(jī)械手臂裝置以及低功耗設(shè)計(jì)，SSD的發(fā)熱量也相當(dāng)?shù)牡?，而傳統(tǒng)硬盤則動(dòng)不動(dòng)達(dá)40度或以上，如果無盤服務(wù)器散熱結(jié)構(gòu)不是很合理的情況下，散熱系統(tǒng)風(fēng)扇隨著時(shí)間的增長導(dǎo)致性能下降，環(huán)境一系列問題，促使硬盤溫度過高，壽命減少一半，而導(dǎo)致客戶的損失是不言而喻的，而SSD 散熱優(yōu)勢，勢必成為客戶采購時(shí)候的一大亮點(diǎn)！
4、無噪音
SSD與傳統(tǒng)硬盤截然不同，完全0噪音的運(yùn)行，而傳統(tǒng)硬盤的噪音則是讓相當(dāng)多的無盤精英們頭疼的問題。
5、重量輕
一般SSD重量約為90克，一塊普通的3.5寸SAS硬盤重量是700克周圍，從包裝的角度，物流成本考慮，SSD 固態(tài)硬盤比傳統(tǒng)硬盤又增加一項(xiàng)優(yōu)勢！
6、 抗震強(qiáng)
磁盤在物流的過程中，或者在安裝的過程中，假如出現(xiàn)過嚴(yán)重摔傷的情況，重則著硬盤成死盤狀態(tài)，輕則為硬盤埋下了深層的隱患！而且傳統(tǒng)硬盤在工作時(shí)如果出現(xiàn)震動(dòng)，則很容易產(chǎn)生“壞道” 而SSD在無盤服務(wù)器上的應(yīng)用則完全不需要有這種擔(dān)憂了。
SSD與無盤服務(wù)器應(yīng)用需求
無盤服務(wù)器中工作站的機(jī)器運(yùn)行速度，和本身服務(wù)器的維護(hù)成本一直是沒有一個(gè)很好的解決方案，雖然各種無盤軟件系統(tǒng)做了很好的優(yōu)化，但隨著文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量加大，再好的優(yōu)化也很難解決機(jī)器本身的I/O處理速度，因?yàn)橐慌_(tái)無盤服務(wù)器的整體性能的瓶頸被硬盤的I/O處理速度所限制，雖然可以用磁盤陣列來提高I/O處理速度，但是這個(gè)提高能力有限，且還要增加硬件成本，一旦硬盤壞掉或老化等問題出現(xiàn)，還要影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展高速的今天，SSD技術(shù)日益成熟狀態(tài)下，無疑是無盤行業(yè)遲來的春天！
在成本方面，一塊SSD能擔(dān)任目前最主流3塊SAS硬盤 陣列的任務(wù)，完全使用全串口方案，減少使用集成SAS芯片，獨(dú)立SAS卡帶來的額外成本，而且多磁盤陣列情況下，RAID 0模式風(fēng)險(xiǎn)由此增大，如果某個(gè)磁盤出現(xiàn)故障過后，數(shù)據(jù)則全部丟失！從一系列優(yōu)勢可以發(fā)現(xiàn)，SSD在無盤服務(wù)上應(yīng)用性能上完全超越傳統(tǒng)機(jī)械硬盤，成本更低，完全有理由替代現(xiàn)有無盤服務(wù)器磁盤配置，成為新的無盤服務(wù)器磁盤應(yīng)用需求！
SSD與目前最主流的SAS 硬盤對比測試
文章介紹到中篇，我們重點(diǎn)來分析SSD 與傳統(tǒng)硬盤的差別有多少，真正能給無盤服務(wù)器帶來多少價(jià)值！
下圖使用的是Intel SSD MLC160 與目前市場上最主流的希捷300G 15K7 SAS 硬盤做對比測試，在持續(xù)讀取速度上已經(jīng)略勝一籌了。
接著采用的是Intel SSD 64G SLC 與 富士通 73G 15000轉(zhuǎn)SAS 寫入速度對比圖，SSD SLC 已經(jīng)是兩個(gè)FST 73G RAID 0 的速度。
當(dāng)然，從上圖的測試結(jié)果中，并不能完全代表SSD 比SAS性能有著巨大差異，對MLC160G在持續(xù)寫入的時(shí)的測試還是不及ST15K7300GSAS，但是 這本身也不是問題，在實(shí)際應(yīng)用中，持續(xù)寫的狀況并不是經(jīng)常發(fā)生的，在無盤服務(wù)器寫盤方面應(yīng)用，需要的是零散的小文件隨機(jī)無序?qū)懭?，持續(xù)速度大小并不重要，更重要的是需要在短時(shí)間內(nèi)對大量的小文件的快速處理，我們接著來看，無盤服務(wù)器磁盤指標(biāo)更重要的性能測試，就是對于磁盤的IOPS性能測試！
無盤服務(wù)器數(shù)據(jù)應(yīng)用，以64K數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)的情況下，Intel SSD MLC 160G 已經(jīng)是目前主流SAS 盤的10倍！這也是因?yàn)镾SD的特性，用閃存代替了機(jī)械，無疑將磁盤的尋道時(shí)間這個(gè)最重要的指數(shù)提高到零點(diǎn)幾毫秒以下，該項(xiàng)測試看來，在無盤服務(wù)器的磁盤寫入應(yīng)用方面就性能而言SSD 絕對徹底領(lǐng)先機(jī)械硬盤。
接著我們討論一個(gè)問題，無盤軟件中所使用的讀寫分離技術(shù)，系統(tǒng)鏡像包/所有游戲鏡像所在的分區(qū)，該分區(qū)就可以看成是“讀”，控制端上的“工作站目錄”，也就是客戶機(jī)的臨時(shí)數(shù)據(jù)存放所在分區(qū)就可以看成是“寫”，所謂的“讀寫分離”。就是把IMG鏡像和客戶機(jī)的回寫數(shù)據(jù)分開存放到服務(wù)器的不同的分區(qū)（陣列）上。這樣讀/寫分離之后，對服務(wù)器硬盤壓力相對來說較小，從而提高客戶機(jī)的運(yùn)行速度，這也是常規(guī)無盤服務(wù)器磁盤系統(tǒng)的規(guī)范之一，為什么不使用一個(gè)或者一組RAID硬盤勝任所有的任務(wù)，因?yàn)閱蝹€(gè)硬盤或者一組RAID ，同時(shí)進(jìn)行讀寫操作的情況下，磁盤的性能會(huì)嚴(yán)重下降，SSD在無盤上應(yīng)用，還需要使用讀寫分流技術(shù)么？那就讓我們看下真實(shí)的測試結(jié)果吧。
上圖是一塊ST SAS 300G 15K7 SAS 同時(shí)讀寫持續(xù)操作的測試讀，從上圖看出，磁盤速度已經(jīng)在7MB/S 左右了，這也是無盤為什么要做讀寫分離的原因了！
接著我們在Intel SSD MLC 80G的測試中，讀寫同時(shí)持續(xù)操作，磁盤速度仍然能接近到60MB/S 的速度，是主流SAS硬盤的10倍，這也足以表明讀寫不分離技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)！
根據(jù)以上測試結(jié)果可以看出，要解決工作站的速度首先要解決硬盤的I/O處理速度，否則再怎么升級CPU，擴(kuò)大內(nèi)存，換主機(jī)板，都不會(huì)有很好的作用，目前很多服務(wù)器為了提高I/O處理速度做磁盤陣列，而要達(dá)到SSD固態(tài)硬的性能，最極端情況下需要使用10-20個(gè)目前最高級別的機(jī)械硬盤做磁盤陣列，當(dāng)然在無盤服務(wù)器中是不可能用這么多盤做陣列，同時(shí)也不需要這么高性能， SSD 在無盤上應(yīng)用，省去了多塊硬盤做陣列來解決I/O 瓶頸！
以上的分析不能判斷使用了無盤服務(wù)器應(yīng)用SSD后，給網(wǎng)吧客戶服務(wù)器帶機(jī)量帶來大幅度的提升，我們在實(shí)際的測試中，與主流的SAS 硬盤做對比，到底給客戶提升了什么，請看我們結(jié)合網(wǎng)吧實(shí)際應(yīng)用情況，而做的一些項(xiàng)目測試，測試表現(xiàn)中，都是優(yōu)越與主流SAS 硬盤！
1、功耗測試
前面在分析SSD 特點(diǎn)的時(shí)候，就談到過一臺(tái)SSD的無盤服務(wù)器，1小時(shí)的功耗是0.07Kwh，SSD 無盤服務(wù)器一年耗電量是613.2Kwh，即613度電，而傳統(tǒng)無盤服務(wù)器磁盤1小時(shí)的功耗是0.13Kwh，一年的耗電量為1138.8Kwh，即1138.8度電，那么SSD 服務(wù)器一年比傳統(tǒng)無盤服務(wù)器，可以節(jié)省525度電！
2、客戶機(jī)啟動(dòng)時(shí)間測試
無盤啟機(jī)的時(shí)候是對服務(wù)器讀寫壓力最大的，單臺(tái)啟動(dòng)，或者客戶機(jī)全部啟動(dòng)，負(fù)載壓力少的時(shí)候，測試虛擬磁盤速度，是沒有任何意義的！我們實(shí)際測試了一家規(guī)模80 臺(tái)的網(wǎng)吧，在啟動(dòng)項(xiàng)加載一個(gè)自動(dòng)重啟的批處理，讓客戶機(jī)無限重啟，這個(gè)時(shí)候服務(wù)器的壓力非常大，但是SSD 已經(jīng)完全可以勝任，啟動(dòng)時(shí)間跟單臺(tái)負(fù)載的情況下沒有任何差別！見下圖：
那傳統(tǒng)服務(wù)器硬盤配置在這種情況下，是如何表現(xiàn)的呢？請看下圖
上圖可以看出，傳統(tǒng)硬盤配置負(fù)荷已經(jīng)很高了，試想一下，在網(wǎng)吧帶機(jī)高負(fù)載的情況下，傳統(tǒng)硬盤配置的服務(wù)器，客戶機(jī)啟動(dòng)時(shí)間逐漸增長，可想而知，給客戶帶來的損失是極大的，而SSD 在無盤上的應(yīng)用，卻保證了客戶的利益，在高負(fù)載的情況下，完全跟單臺(tái)負(fù)載的啟動(dòng)時(shí)間完全沒有差別！
同時(shí)測試的項(xiàng)目還包括客戶機(jī)虛擬盤隨機(jī)讀取參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)游戲啟動(dòng)進(jìn)入速度，單機(jī)游戲同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)入速度，這些，就不例出詳細(xì)的數(shù)據(jù)了，跟目前最主流的SAS 服務(wù)器配置對比情況下，都是大幅度的提升！
無盤中的寫盤，早期都是幾塊機(jī)械磁盤做 RAID 0,來提升磁盤速度和IOPS 數(shù)，在實(shí)際測試中，無盤都是小塊數(shù)據(jù)包隨機(jī)頻繁操作，而傳統(tǒng)機(jī)械磁盤RAID 0 在隨機(jī)寫入測試中，寫入速度反而下降了許多，見下圖
ST300GSAS 15K7 單個(gè)磁盤
ST300GSAS 15K7 3個(gè)磁盤RAID 0
沒有提升反到降了81%
加上機(jī)械磁盤IOPS數(shù)，和處理數(shù)據(jù)時(shí)間長（磁盤尋道決定）瓶頸，這就是后期為什么會(huì)出現(xiàn)分盤回寫模式，而更加具有優(yōu)勢，接著我們看下SSD隨機(jī)寫入測試，能不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械磁盤分寫和RAID 0 的任務(wù)。
IntelSSDMLC160G 單個(gè)磁盤
IntelSSDMLC160G 3個(gè)磁盤RAID 0
整體提升了230%
可見單個(gè)SSD在無盤上應(yīng)用，沒有分寫的概念了，真正技術(shù)上的突破，這一難題是得到了真正的解決 ，可隨之而來的新問題又出現(xiàn)了，理論上，單個(gè)Intel SSD 80G 160G做寫盤 ，在性能上的表現(xiàn)，帶150 臺(tái)客戶機(jī)，都是沒有任何問題的！在現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高速的今天，網(wǎng)絡(luò)視頻，游戲不斷增多而使網(wǎng)絡(luò)更加豐富多彩，在網(wǎng)吧寬帶極佳的狀態(tài)下，客戶機(jī)不斷下載，在線看視頻，用P2P軟件看在線電影，單個(gè)寫盤容量小的情況下，是抗不住壓力的，可是這一難題，并沒有難倒我們，請看下面我們是如何解決的！
我們從全國多家網(wǎng)吧的回寫數(shù)據(jù)中通過分析得出結(jié)論，ＩＥ、優(yōu)酷、土豆等視頻網(wǎng)站的回寫占了回寫容量的50%以上，PPLIVE，PPS，迅雷看看等在線影院占了30%以上，這兩項(xiàng)占了回寫容量的80%的，剩下不到20%的回寫容量才是游戲的回寫，大家都知道網(wǎng)絡(luò)游戲是要求回寫速度的，而在線視頻是不要求回寫速度的，SSD的寶貴空間就讓這些在線視頻給占據(jù)了！
既然能找出問題的所在，問題也不是那么難解決的！
接著，我們在服務(wù)端建立一個(gè)10G左右的TEMP鏡像包，在客戶機(jī)把IE臨時(shí)文件夾、視頻軟件的緩存目錄放到這個(gè)盤中，注：客戶機(jī)虛擬內(nèi)存不要放到這個(gè)盤、因?yàn)橛螒蛟诙嚅_的時(shí)候會(huì)大量用到虛擬內(nèi)存速度。
然后我們使用寫盤分流這個(gè)第三方軟件工具把每個(gè)鏡像的回寫文件給分開，把TEMP包的回寫文件制定到SATA（圖中的M盤）的回寫盤中，把系統(tǒng)和游戲盤的回寫放到SSD（圖中的L盤）回寫盤中。在線視頻的緩存文件基本上都是邊看過存、在存儲(chǔ)到硬盤之前數(shù)據(jù)已經(jīng)被使用過、存儲(chǔ)到硬盤之后幾乎就不會(huì)在去調(diào)用所以用SATA硬盤完全就可以勝任了！
L盤是Intel SSD盤， M是普通的SATA盤，客戶機(jī)在啟動(dòng)之后，銳起寫盤分流工具會(huì)自動(dòng)把回寫數(shù)據(jù)分流到設(shè)置指定的磁盤
最后，我們上一張?jiān)诰€觀看了30分鐘的優(yōu)酷后的回寫數(shù)據(jù)量，系統(tǒng)的回寫才64M，TEMP的回寫已經(jīng)達(dá)到500多M，通過以上方法可以把SSD的回寫數(shù)據(jù)控制在以前的50%以下，我們建議使用兩個(gè)Intel SSD 80G 做RAID0 根據(jù)需求來更改回寫大小。
未來市場的展望
在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用越來越紛繁蕪雜的今天，集中管理變的越發(fā)重要，云計(jì)算的概念也正是由此，在很大程度上我們可以說無盤軟件的工作方式其實(shí)就是在企業(yè)內(nèi)部建立了一個(gè)關(guān)于數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)與軟件分發(fā)的私有云，現(xiàn)在越來越多的領(lǐng)域包括教育、酒店、政府、軍隊(duì)、數(shù)據(jù)重要的企業(yè)，都在大量的采用這樣的系統(tǒng)來部署他們的網(wǎng)絡(luò)以求得數(shù)據(jù)的安全和管理的方便，無盤技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)有更廣闊的前景。而對作為無盤軟件運(yùn)行的硬件平臺(tái)-無盤服務(wù)器必然也會(huì)被提出更多更強(qiáng)的要求，SSD 固態(tài)硬盤在無盤服務(wù)器上的全面應(yīng)用給無盤服務(wù)器帶來以下優(yōu)點(diǎn)，性能更強(qiáng)悍，價(jià)格更低廉，功耗更低，可靠性更高，與常規(guī)的無盤服務(wù)器對比，完全可以替代現(xiàn)有服務(wù)器配置架構(gòu)，成為未來的主流！
