解析Linux新技术对象存储文件系统

为灵活的共享访问方式。全局目录树消除了在客户端的配置信息，并且在配置信息更新时仍然保持有效。

三、测试和结论

1、Lustre iozone测试

针对对象存储文件系统，我们对Lustre文件系统作了初步测试，具体配置如下：

3台双至强系统：CPU：1.7GHz，内存：1GB，千兆位以太网

Lustre文件系统：lustre-1.0.2

Linux版本：RedHat 8

测试程序：iozone

测试结果如下：

块写(MB/s/thread) 单线程 两个线程

Lustre 1个OST 2个OST 1个OST 2个OST

21.7 50 12.8 24.8

NFS 12 5.8

从以上的测试表明，单一OST的写带宽比NFS好，2个OST的扩展性很好，显示strip的效果，两个线程的聚合带宽基本等于饱和带宽，但lustre客户方的CPU利用率非常高(90%以上)，测试系统的规模(三个节点)受限，所以没有向上扩展OST和client数量。另外，lustre的cache对文件写的性能提升比NFS好。通过bonnie++初步测试了lustre的元数据处理能力，和NFS比，文件创建速度相对快一些，readdir速度慢。

2、lustre小规模测试数据(文件写测试，单位KB/s)：

硬件：Dual Xeon1.7,GigE, SCSI Ultra160 软件：RedHat8，iozone

图2 2个OST / 1个MDS

图3 1个OST/1个MDS

图4 NFS测试

从初步的测试看，lustre的性能和可扩展性都不错。与传统的文件系统相比，对象存储文件系统具有以下优势：

(1)性能。对象存储体系结构没有其它共享存储系统中的元数据管理器瓶颈。NAS系统使用一个集中的文件服务器作为元数据管理器，一些SAN文件系统则采用集中的锁管理器，最后元数据管理将成为一个瓶颈。对象存储体系结构类似于SAN，每个结点都可以直接访问它的存储设备。对象存储体系结构对SAN的改进是没有RAID控制器的瓶颈问题，当计算结点的规模增大时，该优势将非常明显，所有结点的总吞吐率最后将受限于存储系统的规模和网络的性能。存储对象结点发送数据到OSD，OSD自动优化数据的分布，这样减少了计算结点的负担，并允许向多个OSD并行读写，最大化单个Client的吞吐率。

(2)可扩展性。将负载分布到多个智能的OSD，并用网络和软件将它们有机结合起来，消除了可扩展问题。一个对象存储系统有内存、处理器、磁盘系统等，允许它们增加其存储处理能力而与系统其它部分无关。如果对象存储系统没有足够的存储处理能力，可以增加OSD，确保线性增加性能。

(3)OSD分担主要的元数据服务任务。元数据管理能力通常是共享存储系统的瓶颈，所有计算结点和存储结点都需要访问它。在对象存储结构中，元数据服务有两部分组成：inode元数据，管理介质上的存储块分布;文件元数据，管理文件系统的文件层次结构和目录。对象存储结构增加了元数据访问的可扩展，OSD负责自己的inode元数据，增加一个OSD可以增加磁盘容量，并可以增加元数据管理资源。而传统的NAS服务器增加更多的磁盘，则性能将更慢。对象存储系统在容量扩展时，确保持续的吞吐率。

(4)易管理。智能化的分布对象存储结构可以简化存储管理任务，可以简化数据优化分布的任务。例如，新增存储容量可以自动合并到存储系统中，因为OSD可以接受来自计算结点发出的对象请求。系统管理员不需要创建LUN，不需要重新调整分区，不需要重新平衡逻辑卷，不需要更新文件服务器等。RAID块可自动扩展到新的对象，充分利用新增的OSD。

(5)安全。传统的存储系统通常依赖于Client的身份认证和私有的网络确保系统安全。对象存储结构在每个级别都提供安全功能，主要包括存储设备的身份认证，计算结点的身份认证，计算结点命令的身份认证，所有命令的完整性检查，基于IPSec的私有数据和命令等。这些安全级别可以确保用户使用更高效、更易获得的网络，如以太网等。目前panasas已经推出了商业化的对象存储全局文件系统ActiveScale，对象存储正在被重视，Lustre也已经在(ALC、MCR)或将(RedStorm)在多个大规模集群上应用，因而对象存储文件系统将成为未来集群存储的重要发展方向。