云存储硬核技术内幕——(1) 存储社会发展极简史 (上)

人猿相揖别。只几个石头磨过,小儿时节。铜铁炉中翻火焰,为问何时猜得?不过几千寒热。人世难逢开口笑,上疆场彼此弯弓月。流遍了,郊原血。

一篇读罢头飞雪,但记得斑斑点点,几行陈迹。五帝三皇神圣事,骗了无涯过客。有多少风流人物?盗跖庄屩流誉后,更陈王奋起挥黄钺。歌未竟,东方白。

——毛泽东 贺新郎 · 读史

毛主席从原始社会开始,运用马克思主义方法论剖析了人类历史发展的规律,并指导中国人民效仿“陈王奋起挥黄钺”,建设了一个具备工业化基础能力的大国。今天,我们也给大家运用马克思主义方法论,剖析存储系统从原始社会到社会主义社会的进化。

中国古代著名文学作品《金瓶梅》开篇提到,天下大势,分久必合,合久必分。

计算机的存储设备也是这样。

在上古时代,x86服务器还是个弟弟,绝大部分互联网服务都运行在这个家伙上:

不好意思,纠正一下,前边说的中国古代著名文学作品应该是三国演义,不是金瓶梅,金瓶梅第一句话应该是:

词曰:

丈夫只手把吴钩,欲斩万人头……

回归正题。

在原始社会,在图中大型机(洋文曰:mainframe)时代,磁盘是都安装在机框内部的。显然,原始社会的生产力极其低下,受到机框物理尺寸的限制。

由于原始社会的生产力局限,从大禹治水开始,原始社会开始向奴隶制演进。

工程师们将磁盘组成阵列,通过SCSI(Small Computer System Interface)接口连接到主机。由于磁盘阵列直接连接到主机,这种外置存储被称为DAS(Direct Access Storage)。一个DAS磁盘阵列只能连接到一个主机,而一个主机可以连接多个磁盘阵列,类似奴隶制社会,奴隶主可以拥有多名奴隶,而奴隶只需要服务为一名奴隶主的制度。

DAS打破了存储容量受制于机框物理尺寸的限制,但由于DAS的限制,并不能解决多主机共用存储系统的问题。

如果系统内部有多台主机,而又需要共享完全一致的文件,能不能让多台主机分享存储呢?

工程师们想到了,如果把SCSI接口从点到点的方式,改成交换网络的方式,就可以让一套磁盘阵列服务于多台主机。这种系统叫做存储网络SAN (Storage Area Network)。

SAN出现意味着存储系统一次大的变革,如同封建制度打破了奴隶制的社会基础那样,在SAN系统中,取消了奴隶(磁盘阵列)对于奴隶主(主机)的人身依附,使得劳动力(磁盘阵列的IO能力)有了一定的自由分配的范围,从而进一步解放了生产力。

在存储系统的封建社会时代,磁盘阵列有了飞速的进步。性能和可靠性的要求催生了双主控、四主控等高端磁盘阵列系统,最多可达16主控以上。部分高端磁盘阵列支持重删、压缩、快照等功能。

但是,封建社会的生产力与生产关系之间的矛盾依然突出。

由于SCSI协议是有阻塞的同步操作,来自主机的所有IO需要执行完毕后,才能进入下一步操作,因此,SAN网络对低时延的要求,就限制了它的扩展。

正如封建社会的农民被土地束缚难以远途迁徙那样,SAN网络也难以跨越城域网的范围。

直到资本主义社会——基于TCP/IP的NAS的出现,才打破了这个局限。

欲知TCP/IP如何在存储领域解放生产力,请看下期分解。