2.3 大都据流对磁盘阵列系统性能的影响
2.3.1 单主机连接情况下的磁盘阵列存储系统性能
一般在单主机连接的情况下，磁盘或磁盘阵列拥有最好的性能 。由于目前险些所有的操作系统都是基于自己单独占有的文件系统，即文件系统只能被一个简单的操作系统所独吞，所以操作系统或基于操作系统的应用软件可以在对存储系统进行数据读写的时候，针对磁盘存储系统的读写特点，无论操作系统照旧应用软件都会对读写方法做最优化处理，以减少磁盘的物理寻道次数，降低磁盘的机械反应时间 。每个程序进程的数据请求对其它的数据请求来说是不确定的，但由于操作系统自己的对数据会见的治理和控制，所有出自该操作系统的数据请求都被操作系统做了有序化处理，因此关于磁盘或磁盘阵列来说，数据读写请求是被优化过的，或者说在经过优化以后没有任何变革，这个时候存储系统拥有最佳的性能 。
作为磁盘阵列，虽然在操作系统和各个磁盘驱动器之间增加了一层RAID 控制器，但目前所有的RAID 控制器自己只作为对磁盘容错的治理和校验的盘算等一些须要的操作，并差池数据请求做合并、重新排序和优化处理，因为它的设计出发点是建立在单个主机连接的已经经过操作系统优化的和排序的数据请求的基础之上，它所拥有的缓存也只有直接缓存和盘算缓存的功效，差池数据做排队处理，只是将主机端口过来的数据按着先进先盘算先出的方法通过CPU 盘算校验以后写入磁盘 � ；捍娴男阅芩淙环浅？�，但其容量相关于多媒体数据来说并缺乏够大，在很快写满缓存以后，速度立即衰减到实际操作磁盘的速度 。
所以RAID 控制器的功效只是将许多磁盘组成一个或多个大的容错的磁盘，并且利用每个磁盘上的缓存的缓冲存储功效提高整体的数据读写速度，RAID 控制器的读缓存可以在短时间内再次读取同一数据的情况下明显提高磁盘阵列的读性能 。整个磁盘阵列的实际的最高读写速度受到主机通道带宽、控制器CPU 的校验盘算和系统控制能力（RAID 引擎）、磁盘通道带宽和磁盘性能（每个磁盘有自己的最高性能，这里指多个磁盘总的实际性能）中的最低值的限制 。另外，操作系统的数据请求的优化基础与RAID 花样不匹配，也会对磁盘阵列的性能造成很大的影响，如I/O 请求的数据块巨细与RAID 的数据段巨细不匹配等 。
2.3.2 多主机同时会见下，古板磁盘阵列存储系统的性能变革
首先，剖析在视音频应用情况中来自差别主机的多个媒体流对小规模磁盘阵列存储系统性能的影响 。
小规模磁盘阵列存储系统一般拥有单个或一对冗余的磁盘阵列控制器，所能连接的磁盘的数量较少，具有基本的容错和治理功效，结构相对简单 。
在存储区域网络的多主机共享存储情况中，虽然每台主机对自己所发出的数据请求做了排序和优化，但各个主机之间的数据流对共享的存储系统来说是无序的，导致了更多的磁盘重新寻道次数、更多的数据段头尾信息和更多的数据碎片读出、合并、校验盘算和再写入历程 。这样导致存储的性能比单主机连接时下降许多，主机连接得越多，磁盘系统的性能下降的幅度就越大 。
图2-1 显示了一个磁盘阵列在多主机同时会见的情况中的测试结果，多主机的同时会见造成磁盘阵列总性能的衰减 。一般情况下，差别磁盘阵列、差别的磁盘阵列设置和使用差别种类的磁盘驱动器，测试结果会稍有差别，但都不可制止地泛起性能明显衰减的状况 。
图2-1 在多主机的数据流同时会见时小规模磁盘阵列总性能的衰减
其次，剖析在视音频应用情况中来自差别主机的多个媒体流对大规模磁盘阵列存储系统性能的影响 。
所谓大规模磁盘阵列存储系统，一般是指在一个存储系统中使用总线结构或交叉点交换结构将多个存储子系统（磁盘阵列）连接起来，并在总线中或交换结构中使用大容量的缓存和用于更多主机连接的类似于通道集线器或交换机的主机连接�？�，最后通过庞大的存储治理软件组合成的大型的存储系统 。这种存储系统可以提供比单个小的磁盘阵列更大的容量和更高的性能 。象接纳总线结构的EMC 的Symmetrix 系统在单个磁盘阵列的性能只能抵达25 至50M 字节/秒时，它的最高性能就可以到100M 字节/秒，甚至在使用RAID10 （磁盘镜像）时最高可到200 至300M 字节/秒 。象接纳总线结构和交叉点交换结构（最新的系统）日立的两种存储系统，也可以到类似于Symmetrix RAID10 的实际性能 。
一般在这类存储系统中缓存对性能都有巨大的孝敬，但只有在事务处理应用和类似于邮电计费的应用中才起作用 。几十G 字节的缓存可以存储数小时的事务处理数据，系统可以从容地在空闲时将数据写入磁盘，物理卷的很是小的数据段设置也足以说明这类存储系统只适合于事务处理类应用 。关于多媒体数据来说几十G 字节的缓存相当于几十秒或几分钟的数据量，缓存
写满以后将考验系统直接从磁盘上会见数据的能力 。而一般的这类系统虽然拥有几十个100M 字节/秒带宽的光纤通道主机连接端口，但内部集成的多个磁盘阵列子系统与一般的用于事务处理的磁盘阵列并没有什么差别，磁盘阵列子系统的一个控制器的一个逻辑单位的性能在只有一个主时机见这个逻辑单位的情况下可以有25 至50M 字节左右的实际性能 。在多主时机见同一个逻辑单位的情况下，由于在所有的这些系统中没有数据重新排序和优化功效（总线结构和交叉点交换结构决定了这一点），所以同样会爆发较大的性能影响 。
但这种性能衰减与小规模的磁盘阵列的性能衰减有所差别 。由于在这种大规模磁盘阵列存储系统内部包括了相对独立的多个磁盘阵列子系统（例如四个或八个），每个磁盘阵列子系统由一对磁盘控制器组成，在差别的主时机见差别的磁盘阵列子系统时各自的性能不受影响，只受到系统总线带宽的限制 。所以在多主机的数据流会见平均漫衍在差别的存储子系统中时，它的多主机的支持能力可以是小规模磁盘阵列系统的几倍 。
在这种大规模磁盘阵列存储系统中，一个逻辑单位只能建立在单个磁盘子系统中，由于单个磁盘阵列子系统的内部串行结构，决定了一个逻辑单位只能通过一个串行路径来提供应用户，所以大规模磁盘阵列存储系统并不可提高单个逻辑单位的性能 。单个逻辑单位的性能很低，一般只有25 至50M 字节/秒的实际性能 。但在事务处理类应用中这种结构大大提高了性能，因为在这类应用中可以凭据事务处理的特点，每个事务处理数据都很是小，但数量庞大有一定的统计纪律性，可以利用数据库将同时到来的事务处理数据分类，将它们尽量平均漫衍在差别的磁盘子系统中，同时利用磁盘子系统外部的大容量缓存，可以大大地提高整个存储系统的性能 。而关于视音频数据流的应用，用户数据会见的单个数据流一般都很大，但会见次数相对较小，纵然有一定的纪律性也有可能爆发对差别逻辑单位的需求不均衡的现象，这样极易造成某个逻辑单位阻塞或性能明显下降 。所以这种大规模磁盘阵列存储系统并不适合使用于视音频和多媒体的应用领域 。
第三，在视音频应用情况中来自差别主机的多个媒体流对NAS 存储系统性能的影响 。
NAS 存储系统是建立在古板RAID 技术的基础上，发挥单个主机连接时磁盘阵列系统拥有最好的性能的特点，使用NFS 和CIFS 协议将瘦效劳器连接的存储系统通过以太网共享给外部的用户 。由于瘦效劳器削减了与存储治理和数据通讯无关的种种功效，优化了TCP/IP 协议的数据传输能力，同时使用多个（目前最多十个）并行的TCP/IP 数据传输，使单个NAS 存储系统的最大共享速度可以抵达60M 字节/秒左右 。
在多主机连接的情况中，由于使用的是以太网的连接，来自差别主机的数据进入瘦效劳器以后通过瘦效劳器的操作系统或数据治理应用软件的治理和重新排序后以最优的方法写入磁盘系统，这样一来磁盘系统自己没有明显的性能衰减 。这也是NAS 存储能在目前获得相当的生长的一个主要的原因之一，它的特点使它适合应用于需要数据共享的应用情况当中 。
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