儲存月報第7期：新架構、新產品崛起，Scale-Out NAS即將迎來大洗牌

透過分散式叢集架構，從而具備強大效能與容量擴展能力的Scale-Out NAS，堪稱是君臨NAS領域頂點的一種產品類型。

傳統雙控架構的NAS，受到連結的節點數量限制，不僅系統的效能與容量也有限，也會形成不易管理的儲存孤島。而Scale-Out NAS則能透過基於分散式檔案系統的叢集架構，允許藉由增加節點，持續地擴展效能與儲存容量，可提供極為巨大的擴展能力，進而能免除傳統NAS升級時難以避免的遷移資料、重新配置儲存組態的麻煩。

Scale-Out NAS的興起

面對資料量持續暴漲的儲存應用環境， Scale-Out NAS憑藉擴充彈性的優勢，如今已經成為企業級NAS產品的主流，各儲存大廠的主力NAS產品，幾乎清一色都是Scale-Out架構，事實上，不具Scale-Out能力、傳統雙控架構的NAS產品，已難以在中、高階領域競爭，只能淪為涵蓋入門級應用、或勉強因應中階規模需求的低階產品。

從這幾年企業級NAS銷售情況的變化，就能看出Scale-Out NAS興起的趨勢。依照研究機構ESG的調查報告，2011年是Scale-Out NAS發展的轉折點，從這一年起，Scale-Out NAS的銷售額超越了傳統架構NAS，並以驚人的速度成長，自2010～2015年間，整個企業級NAS市場銷售額成長了36%，但Scale-Out NAS的銷售額大幅增加了261%，迅速成為企業NAS的主流。到2015年時，Scale-Out NAS這一類型產品，已占有所有新售NAS產品70%的銷售額與75%的容量。

更進一步來說，我們甚至可以將Scale-Out架構，視為當前中、高階NAS產品必備的特性之一，而無需列出一個單獨的Scale-Out NAS產品類型。

經過5、6年的高速成長後，Scale-Out NAS現在又將面臨新的發展轉折點，全快閃組態的Scale-Out NAS產品即將問世，並陸續有新廠商挑戰Dell EMC在這個領域的領導地位。

全快閃化風潮吹進Scale-Out NAS

快閃化是這幾年來最重要的儲存技術應用之一，全快閃儲存陣列也是當前最熱門的儲存產品領域。

但目前全快閃儲存陣列的主要領導廠商產品，如Dell EMC的XtremIO、Pure Storage FlashArray、NetApp SolidFire等，都是屬於SAN類型產品，市面上除了部分跨SAN/NAS的多協定產品有全快閃款式外，在原生的NAS產品方面，尤其是Scale-Out NAS，大多仍是混合陣列形式。

現在，全快閃風潮終於要吹進Scale-Out NAS。典型的企業資料中心有80%的資料都是非結構化資料，這些資料雖然可以存放在SAN儲存設備上，但存放在內含檔案系統、可在物件與檔案層級上共享的NAS上，是更自然的選擇。因此，在出現了針對高效能結構化資料儲存需求的SAN類型全快閃儲存陣列後，接著出現針對非結構化資料儲存需求的Scale-Out NAS產品，也是理所當然的發展。

著眼於這類高效能的非結構化儲存應用需求，Pure Storage率先在今年初發布了支援Scale-Out架構、專供檔案與物件儲存的全快閃儲存產品FlashBlade。透過專屬的4U刀鋒模組機箱，FlashBlade可在一個機櫃中提供9臺機箱與3PB原生容量。

在此之前，NetApp的FAS系列的全快閃版本AFF系列，雖然也號稱能夠支援全快閃組態的Scale-Out NAS應用，但FAS與AFF系列的叢集架構，實際上更接近多套雙控NAS的鬆散集合，與基於分散式檔案系統的Scale-Out有本質上的差異，前端寫入的檔案並沒有以stripe方式散步到叢集的各個節點上。

在Pure Storage奪得全快閃Scale-Out NAS產品頭籌後，Scale-Out NAS領域的龍頭產品—Dell EMC的Isilon，也跟著在年底的Dell EMC World 2016大會中，發布了全快閃組態的版本Isilon All-Flash，採用專屬的4U/4節點機箱，可擴充到100臺機箱，也就是400個節點，最大儲存容量可達100PB以上，搭配的作業系統是Isilon OneFS的新版本，繼承了OneFS原有豐富的資料服務功能。

Pure Storage FlashBlade與Isilon All-Flash兩款產品，預期都要等到2017年才會正式上市，接下來，華為的Scale-Out NAS產品Oceanstor 9000，據說也會在明年推出全快閃組態的版本，讓這個領域有更多樣化的發展。

Pure Storage在今年初發布的FlashBlade，是第一款全快閃架構的Scale-Out NAS產品，採用獨特的刀鋒模組與4U機箱架構，可支援物件儲存與檔案儲存應用，上圖便是FlashBlade的刀鋒模組。

圖片來源：Pure Storage

剛在Dell EMC 2016大會發表的Isilon All-Flash，是Isilon的全快閃化版本，採用新的4U/4節點機箱，每個機箱可提供25萬IOPS效能與1PB容量，最大可擴充到100臺機箱與400個節點。

圖片來源：Dell EMC

新挑戰者浮現

在Scale-Out NAS應用領域，技術能力較強的使用者大多是透過Lustre、GPFS等分散式檔案系統自行打造儲存環境，至於商售產品領域則是Dell EMC的Isilon一枝獨秀，相較下，其他的商售Scale-Out NAS產品，競爭力便差了一截，如HPE的StoreAll Storage與IBM Spectrum Scale的架構都比較老舊，卻少ㄧ些新的應用功能，而Dell Fluid File System與HDS的Hitachi NAS Platform有擴展規模比較小的限制，NetApp Cluster FAS系列沒有真正的分散式檔案系統等。

不過這兩年來，出現了幾個潛在的Isilon有力競爭者。

首先是前Isilon的核心工程主管與工程師，在EMC併購Isilon後離開另行創辦的Qumulo，據稱正在開發的新一代Scale-Out NAS，這款新產品除了具備類似Isilon的特性外，軟體架構還針對快閃儲存做了最佳化，並能以搭配通用硬體或純軟體形式銷售。

另一個有力競爭者，是位居中國儲存市場龍頭的華為，所推出的OceanStor 9000，憑藉著全新開發的嶄新架構，以及中國在地的優勢，在中國市場的成長已經超過Isilon。

最後一個新競爭者，便是我們前面提到過的Pure Storage FlashBlade，同樣也是針對快閃儲存媒體最佳化的Scale-Out NAS產品。

待Qumulo與Pure Storage的新產品問世後，或是華為能跨越外銷的障礙，將可望讓目前由Isilon統治的Scale-Out NAS市場，帶來一番新的氣象。

NetApp的新武器FlexGroup

如我們前面提到過的，NetApp的Clustered FAS與AFF系列雖然號稱也能支援Scale-Out架構，能提供最大24節點的叢集規模，但NetApp並沒有真正的分散式檔案系統，所謂的Cluster模式實際上只是12組雙控系統的接合，效能與管理彈性均不如真正的Scale-Out NAS，必須人工手動調整各節點的負載平衡，才能達到必要的高效能。

不過，現在藉由跟著ONTAP作業系統9.1版一同推出的FlexGroup功能，將可望讓NetApp的FAS與AFF系列提供更接近分散式檔案系統的Scale-Out應用能力，有效增強NetApp在Scale-Out NAS領域的競爭力。

FlexGroup功能是NetApp繼FlexVol、Infinite Volume之後，在分散式儲存應用方面的最新發展。

最初跟著ONTAPGX一同推出的FlexVol，可以在Aggregate磁碟群組上，建立最大100TB命名空間的虛擬Volume；接下來的Infinite Volume則可結合多個FlexVol，支援最大20PB的單一命名空間。而最新的FlexGroup則進一步把metadata分散到各個節點上，搭配跨叢集節點的寫入快取，可支援跨節點平行寫入，從而解決了Infinite Volume的寫入效能瓶頸，單一命名空間容量仍為20PB，但可容納的檔案數量從20億個提高到4,000億個。

雖然FlexGroup只改善了寫入效能，讀取仍會被定位到特定FlexVol承載，不過比起先前的版本仍是相當大的改善。同時在管理性方面，FlexGroup在單一命名空間中可提供自動負載平衡，也較先前方便許多。

跟著ONTAP 9.1作業系統一同推出的FlexGroup功能，是NetApp分散式儲存應用的最新發展，不僅可結合多個FlexVol磁碟區，提供最大200PB的單一命名空間，還提供了分散式metadata與寫入快取，可顯著改善寫入效能，有效增強NetApp在Scale-Out NAS領域的競爭力。

圖片來源：NetApp