FDS架構(gòu)

　　Google是怎么做到的呢？正是采用了已經(jīng)被驗證過的系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù) ，幫助數(shù)據(jù)中心帶來了深不可測的性能提升。MapReduc就是其中最著名的技術(shù)，被廣泛應用于存儲節(jié)點。

　　此外，采用了全新的網(wǎng)絡拓撲，并使用全新的軟件架構(gòu)，這樣你就可以將數(shù)據(jù)自由的存儲在任何你希望它在的地方。數(shù)據(jù)中心儼然變成了計算機。

　　在服務器端，每個節(jié)點擁有8個PCI-E 3.0接口，提供高達每秒8GB的雙向帶寬，我們有足夠的I/O來延續(xù)摩爾定律，饑餓的CPU野蠻的吞噬著數(shù)據(jù)包。未來，SoC將集成網(wǎng)絡接口，提供更快的速度。

　　接下來的挑戰(zhàn)是讓網(wǎng)絡如何工作。今年5月，微軟利用分布式系統(tǒng)FDS創(chuàng)造了新的MinuteSort世界紀錄（速度比采用Hadoop架構(gòu)的Yahoo快了三倍，所用硬件資源只有后者1/6。），它展示了如何提供對等帶寬（bisectional bandwidth）的方法，讓每臺計算機之間都能全速傳輸數(shù)據(jù)，這讓數(shù)據(jù)存儲在遙遠的地方變得可能，數(shù)據(jù)不需要必須存儲在當?shù)氐臄?shù)據(jù)中心中。

　　建立一個負擔得起的對等網(wǎng)絡是需要絞盡腦汁選擇方法的。基本的原則包括改變協(xié)議，更換路由器，或者更換主機托管商。微軟給出的答案是更換托管商，并增加了集中控制層。

　　微軟在VL2中詳細說明了這一改變，VL2是一套可擴展并十分靈活的網(wǎng)絡架構(gòu)：

　　一個可用的網(wǎng)絡架構(gòu)可以通過擴展支持巨大的數(shù)據(jù)中心，并保證統(tǒng)一的高容量帶寬，各個服務器擁有獨立的帶寬。VL2使用：（1）扁平尋址，這可以允許服務實 例被放置到網(wǎng)絡覆蓋的任何地方，（2）負載均衡將流量統(tǒng)一的分配到網(wǎng)絡路徑，（3）終端系統(tǒng)的地址解析拓展到巨大的服務器池，并不需要將網(wǎng)路復雜度傳遞給 網(wǎng)絡控制平臺。

　　VL2的核心思想是使用CLOS拓撲結(jié)構(gòu)建立扁平的第二層網(wǎng)絡。這樣做的好處是，虛擬機在數(shù)據(jù)中心內(nèi)任意移動，都永遠不用改變IP地址。關于網(wǎng)絡第二層ARP廣播問題，通過改變ARP，并集中注冊服務來解決。將不再產(chǎn)生廣播風暴。

　　這種方法看上去很奇怪，不過我參加了Hot Interconnects大會，關于VL2的整個方案充滿智慧。方案的成果顯而易見，成本低、高帶寬以及更低的東西部間的延遲，這一切都基于先進的軟件架構(gòu)。不過它不支持任意路由vSwitch的方法這一特性，這意味著你不能采用未來可能出現(xiàn)的效率更高的拓撲結(jié)構(gòu)。

　　微軟已建立FDS基準代碼，并在其基礎上發(fā)布了Blob Storage系統(tǒng)：

　　值得一提的是，在我們的系統(tǒng)中沒有計算節(jié)點使用本地存儲的數(shù)據(jù)，我們相信FDS系統(tǒng)極具競爭力。總過1470GB數(shù)據(jù)全部存放在遠程，在一分鐘內(nèi)總共傳輸了4.4TB數(shù)據(jù)。

　　FDS總是在網(wǎng)絡上發(fā)送數(shù)據(jù)。FDS采取兩種方式減少數(shù)據(jù)傳輸成本。首先，我們給每個存儲節(jié)點開通的網(wǎng)絡帶寬與其存儲帶寬匹配。SAS磁盤的讀取性能達到120MB/s，或約1Gb/s，所以在FDS集群存儲節(jié)點總是至少提供1Gb的網(wǎng)絡帶寬。第二，我們在存儲節(jié)點與計算節(jié)點間使用了對等帶寬網(wǎng)絡， 即CLOS拓撲結(jié)構(gòu)，在Monsoon項目中采用了這一架構(gòu)。這兩種方式將在遠程的CPU和磁盤間融合建立互補干擾的通道，使系統(tǒng)的總I/O帶寬基本上等 同于使用本地存儲系統(tǒng)，如MapReduce。FDS其性質(zhì)允許任何計算節(jié)點訪問任何數(shù)據(jù)，并具有同等的吞吐量。

　　作為分布式文件系統(tǒng)FDS已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心核心的架構(gòu)組件。

　　通過10/100 Gbps網(wǎng)絡和VL2以及FDS技術(shù)，我們?nèi)〉昧瞬诲e的進展，數(shù)據(jù)中心資源池內(nèi)的CPU、內(nèi)存、存儲均做到可替換。但網(wǎng)絡仍然是不可替代的，盡管我并不確認這意味著什么。SDN將幫助網(wǎng)絡成為第一級對象，但是由于性能的原因，網(wǎng)絡永遠不能真正的與拓撲結(jié)構(gòu)脫離。