传统存储分层技术实现原理

　　在计算机系统中，CPU 的运行速度往往要比内存速度快上好几百倍甚至更多，为了更多地获取CPU的计算能力，就需要在访问数据的速度上进行提升，否则内存的速度将成为整个系统的性能短板。因此在这样的思想下，CPU慢慢发展出来1级或者2级这样的存储缓存。实际也表明，缓存的存在确实对于系统性能的提升起到了巨大的推动作用。

　　相应的，内存的访问速度又是硬盘访问速度的几百倍甚至更多，也是基于CPU类似的指导思想，我们能不能在存储之间也进行这样的分层（或者说缓存）以期提高系统的I/O性能，以满足应用对系统提出的更多高I/O的需求呢？

　　从某种意义上说，内存其实也就是充当了CPU与外部存储之间的另一个级别的缓存。作为用户来讲，我们当然希望所有需要用到的数据都最好是存在最高速的存储当中。但是这样的理想，至少在当前来说是不现实的。在技术上的难度不说，成本的压力就会让用户止步不前，再一个就是有没有必要的问题，因为有的数据根本都不需要一直存于这样的存储中。在计算机界中有一个很有名的理论，就是说，加上一个中间层，就可以解决计算机中许多的问题。而这个“中间层”也正是我们所寻求的，实际也证明这样的中间层确实取得了非常好的效果。

　　据IDC数据预测，到2012年，信息数据的增长将会达到50%的复合年增长率，这个增长主要源于越来越来多数据内容生成并存储，经济全球化使商业各个部门及与商业伙伴之间需要保持连接，使得更多的数据被生成，复制及保存。法规遵从及管理，还有容灾与备份都使得数据的增长持续上升。我们需要根据不同的数据存储需求，设计不同的存储方案。在具备存储分层功能的主存储中，需要频繁访问的实时数据，我们可以放在内存或者SSD（固态硬盘）设备中，而对于海量、低访问频度的数据以及快照产生的源数据副本，我们可以使用大容量低成本的存储来应对（如图1所示）。这样的做法，目的是希望把资金投向更能产生效益的存储上。

　　除了需要满足不同的存储需求，还有出于对高性能高吞吐量应用的支持。因为有的应用需要这样的存储系统，特别是现在如火如荼的虚拟化技术。为了在一台设备上支持更多的虚拟应用，就需要系统支持更大的吞吐量以及更高的性能。全部采用高速介质在成本上现在依然不是可行的，也不是必须的。因为我们把高频率访问的数据放在高速存储介质上，而其他的数据放在速度较慢一些的介质上，这实际上就是提高了系统的吞吐量。