分層存儲是一種存儲方法，它涉及將數(shù)據(jù)存儲在具有不同特性(例如性能、成本和容量)的一系列不同存儲介質(zhì)上。
不同的存儲介質(zhì)按層次結(jié)構(gòu)進行組織，其中性能最高的存儲介質(zhì)被認(rèn)為是Tier 0或Tier 1，其次是Tier 2，Tier 3，依此類推。
Tier 0或Tier 1通常由閃存或基于3D XPoint的固態(tài)硬盤組成，而連續(xù)的分層存儲級別可能涉及高性能光纖通道或SAS驅(qū)動器(或包含它們的RAID陣列)，性能較低的SATA驅(qū)動器、光盤、磁帶存儲系統(tǒng)以及基于云計算的近線或脫機存儲系統(tǒng)。
在SSD硬盤和云存儲變得司空見慣之前，使用磁盤和磁帶提供Tier 1層、Tier 2層和Tier 3層存儲的三層存儲模型可能是最受歡迎的層存儲模型。
但現(xiàn)在使用包含五個或更多分層存儲級別的分層存儲模型并不罕見。每一個都有微妙的差別，以產(chǎn)生三個關(guān)鍵存儲屬性的不同組合：成本、性能、容量。
分層存儲的目標(biāo)
如果不考慮費用，企業(yè)將使用SSD硬盤滿足其所有存儲需求，因為它們提供了非常高的性能和可靠性。
但是在現(xiàn)實世界中，存儲成本非常重要，因為IT部門尋求在其預(yù)算內(nèi)和組織中作為一個整體來尋求最小化成本和最大化效率。不幸的是，與機械硬盤相比，SSD硬盤存儲成本昂貴，并且比磁帶存儲昂貴得多。
這意味著需要謹(jǐn)慎使用SSD硬盤，并且僅用于存儲需要非常高性能的系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)。不太重要的數(shù)據(jù)可以存儲在成本較低、性能較低的系統(tǒng)(如機械硬盤)上，而很少訪問的數(shù)據(jù)或僅出于合規(guī)性目的保留的數(shù)據(jù)可以降級存儲到成本非常低的離線存儲系統(tǒng)。
因此，分層存儲不是由IT部門出于運營原因的需求驅(qū)動的，而是純粹出于財務(wù)原因。然后，分層存儲系統(tǒng)的目標(biāo)是通過使用成本最低的存儲選項(提供所需的最低性能)將存儲成本降至最低。
分層存儲是如何工作的?
只有兩個存儲層的分層存儲系統(tǒng)為存儲管理人員提供了一個非常有限的選擇，而不是一個給定的數(shù)據(jù)應(yīng)該存儲在哪里。如果該數(shù)據(jù)需要一定級別的存儲性能，則將在滿足要求的性能級別的情況下將其存儲在Tier 2層中，否則將存儲在更昂貴的Tier 1層中。
具有三個存儲層的分層存儲系統(tǒng)可能更高效，因為如果Tier 3層提供了所需的性能級別，則可以將同一數(shù)據(jù)存儲在Tier 3層中。如果沒有，則可以將其存儲在Tier 2層中(如果可以提供)達到所需的性能水平，并且只有在Tier 2層和Tier 3層都無法提供所需的性能水平時，才需要將其存儲在最昂貴的Tier 1層存儲中。
事實上，可用的存儲層越多，數(shù)據(jù)塊就可以越有效地存儲在滿足其性能需求的適當(dāng)存儲層中，而不是以不必要的高成本提供不必要的高性能的存儲層中。使用創(chuàng)建RAID陣列或短行程硬盤等技術(shù)，可以從一組不同的存儲介質(zhì)類型中創(chuàng)建新的層。例如，這兩種技術(shù)都以較低的存儲效率為代價(從而最終導(dǎo)致較高的財務(wù)成本)創(chuàng)建了更高的性能存儲。
分層存儲系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是將數(shù)據(jù)分類為多個類別，確定最適合給定數(shù)據(jù)類別的存儲層，并隨著數(shù)據(jù)的老化定期對數(shù)據(jù)進行重新分類。
這里的關(guān)鍵點是，任何給定數(shù)據(jù)的存儲需求都可能隨著時間的推移而變化，因此，只要數(shù)據(jù)不再需要它當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的存儲層的性能，就必須對其進行監(jiān)視并將其移動到較低(且成本更低)的存儲層，而不是將數(shù)據(jù)存儲在分層存儲系統(tǒng)中而忘記它。
分層存儲的典型數(shù)據(jù)類包括：
•關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)始終需要存儲在最高級別的分層存儲中，因為它需要支持高速應(yīng)用程序，可能支持客戶交易。訪問數(shù)據(jù)的延遲將導(dǎo)致組織失去業(yè)務(wù)或?qū)κ找媛十a(chǎn)生負面影響。性能至關(guān)重要。
•熱門數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)需要較高級別的分層存儲，因為它在諸如客戶關(guān)系管理(CRM)、企業(yè)資源計劃(ERP)甚至電子郵件之類的應(yīng)用程序中不斷使用，并且在企業(yè)的日常運營中是必需的。在這一層的分層存儲中，性能很重要，但成本也是一個考慮因素。
•暖數(shù)據(jù)。這個類包括一些較舊的數(shù)據(jù)，如超過幾天的電子郵件，或已完成交易的數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)的訪問頻率相對較低，但在需要時仍需要易于訪問。在分層存儲的這一層，最重要的考慮因素是成本，但必須遵循最低性能閾值。
•冷數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)可能永遠不會再次訪問，但需要進行歸檔和保留以符合法規(guī)或其他法律要求，或者僅僅是因為它在將來的某個未確定時間可能具有某些價值，也許用于大數(shù)據(jù)分析。冷數(shù)據(jù)非常適合分層存儲的最低層，在該層中可以接受幾分鐘或幾小時的訪問時間，而低成本是首要考慮因素。
除了規(guī)模最小的業(yè)務(wù)外，很明顯，人工進行存儲分層的方法可能會非常耗時且麻煩，無法成功。因此，大多數(shù)分層存儲系統(tǒng)都依賴于使用分層管理系統(tǒng)的自動存儲分層，該分層管理系統(tǒng)會在整個生命周期內(nèi)監(jiān)視數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)冷卻時自動將其移動到存儲層中。
該軟件可以隨同一個存儲系統(tǒng)一起提供并在其上運行，也可以是一個獨立的解決方案，它可以在整個組織的存儲基礎(chǔ)設(shè)施中正常工作，在某些情況下還可以通過云存儲網(wǎng)關(guān)進入云中。
分層存儲類型
Tier 1層是什么意思?
在一些使用存儲分層的組織中，已經(jīng)出現(xiàn)了比其現(xiàn)有Tier 1層中使用的更快的新存儲技術(shù)。因此，該技術(shù)被用作“Tier 0層”存儲。但出于本文的目的，將假定Tier 1層表示最高性能的存儲層。
Tier 1層
此存儲層旨在存儲高度易變且對時間敏感的數(shù)據(jù)，并且需要在盡可能短的時間內(nèi)可用。通常用在金融交易環(huán)境或其他業(yè)務(wù)領(lǐng)域中，這些業(yè)務(wù)在短短幾分之一秒之內(nèi)就可以產(chǎn)生重大損失，而只有最快的存儲就足夠了。因此，Tier 1層存儲通常需要非?？斓墓虘B(tài)存儲硬盤介質(zhì)，無論其整體存儲效率如何，都應(yīng)配置為具有盡可能高的性能。
Tier 2層
該存儲層用于存儲事務(wù)數(shù)據(jù)，以支持高性能應(yīng)用程序，面向客戶的系統(tǒng)(例如零售應(yīng)用程序)以及其他無法接受非常短的延遲的系統(tǒng)。由于所需的性能水平不如Tier 1層那么高，因此通常使用較低成本和更高存儲效率的固態(tài)硬盤存儲系統(tǒng)來提供Tier 2存儲解決方案。
Tier 3層
第三個存儲層用于存儲“熱”數(shù)據(jù)，例如客戶關(guān)系管理(CRM)和企業(yè)資源計劃(ERP)數(shù)據(jù)，甚至是最近的電子郵件，這些數(shù)據(jù)需要經(jīng)常訪問而不會造成不必要的延遲。這意味著它需要存儲在介質(zhì)(如中等到高性能硬盤驅(qū)動器)上，與固態(tài)硬盤存儲介質(zhì)相比，它們的成本相對較低。在許多組織中，與Tier 2層或Tier 1層相比，Tier 3層數(shù)據(jù)要多得多，因此，每千兆字節(jié)存儲成本較低的大容量機械硬盤提供了理想的解決方案。
Tier 4層
該存儲層用于“熱”數(shù)據(jù)，例如來自最近完成的事務(wù)的數(shù)據(jù)，已使用了幾天的電子郵件以及不經(jīng)常訪問的其他數(shù)據(jù)。它還可以用于存儲可用于業(yè)務(wù)信息和數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，或用于創(chuàng)建月度、季度或年度報告所需的財務(wù)數(shù)據(jù)。但無論何時需要，都需要相對快速地訪問。Tier 4層存儲需求可能非常大，并且由于成本是主要考慮因素，因此Tier 4層存儲的典型解決方案是大容量機構(gòu)硬盤存儲。Tier 4層存儲更可能使用低成本、性能相對較低的SATA硬盤驅(qū)動器，而不是配置高性能SAS硬盤或RAID陣列。
Tier 5層
最低的存儲層通常用于存檔“冷”數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能永遠不會再次訪問，但仍保留一些價值(也許將來用于數(shù)據(jù)挖掘)，因此值得保留。它也用于存儲必須保留用于合規(guī)性目的的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)僅需要在幾天或幾周內(nèi)即可訪問，而不是幾分鐘或幾秒鐘。
通常以該存儲層為單位使用光介質(zhì)或磁帶存儲系統(tǒng)，該系統(tǒng)以非常低的每千兆字節(jié)成本提供存儲，但是性能卻非常低。在過去的幾年中，基于云計算的存儲(例如Amazon的Glacier存儲服務(wù))已變得越來越受歡迎，這些公司希望將大量數(shù)據(jù)分流用于低成本存儲，并且有可能或在幾個小時內(nèi)相對容易地對其進行檢索(如果需要的話)。
分層存儲的主要優(yōu)勢
分層存儲帶來許多好處，其中最重要的是：
•降低的存儲成本：通過將每個數(shù)據(jù)類存儲在成本最低的存儲中，至少提供所需的最低性能，企業(yè)可以避免為不需要的高性能付費。存儲成本的降低是采用分層存儲系統(tǒng)的主要驅(qū)動因素。
•更高的存儲效率：依賴RAID或短行程的高性能硬盤存儲系統(tǒng)的存儲效率很低，因為可以在這些系統(tǒng)上存儲的數(shù)據(jù)量比所提供的總存儲容量要少(在某些情況下要少得多)。由于分層存儲系統(tǒng)可以減輕對RAID和短存儲的需求(通過將不需要這種高性能的數(shù)據(jù)移至較低的存儲層)，因此可以提高存儲效率。
•具有重用舊存儲設(shè)備的能力：存儲分層可以為存儲系統(tǒng)提供新的生命力，否則將需要更換存儲系統(tǒng)，因為它們不再為上層數(shù)據(jù)使用提供足夠的性能。相反，它們可用于提供較低層的存儲。
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