关于—Thin Provisioning

   一个方案设计提早完成，周四，周五就轻松一些，那就写点东西吧。关于存储精简配置技术，算是一个古老的技术，不过仍然看到有论坛不少朋友没有一个完整的理解，包括：目前技术程度，发展过程，用到哪些方面环境，应该注意什么，产生的效益等等，所以我想阐述下本身一些卑微的见识；毕竟Thin Provisioning给我带来不少利益，同时也是我比较敬重技术之一。

<之因此称他为古老的技术，那是由于存储技术的发展实在太快了>

   首先，因为一些标准协会的成立，不少技术概念已被定义，不过一些技术概念在不一样的厂商使用不一样的专利技术实现，所呈现的结果多是不一样的。厂商为了符合市场需求，产品竞争力，一般在维护这些技术概念的基础上，进一步扩展其特性，这就比如Linux,简单来讲，最初阶段只是一个内核，而现在发展成各个分支与商业版本，惟一保留的则是那几个核心命令和系统名称，告诉人们它是从Linux演变而来的。

    其次，我但愿任何对这篇文章感兴趣的朋友，可以按照文章的思路走下去，其一：可以完整的了解这个技术以及发展到目前的程度。其二：您可能接触不少一线厂商的存储中关于Thin Provisioning的技术例如：IBM，EMC等等，而这并不表明Thin Provisioning技术是他们强项，因此咱们的想象力绝对不能被他们限制。

******再次声明下：既然标识为原创，证实下方所阐述的所有来于我本身的观点。个人经验，阅历，知识程度等方面会有不足，请把此文做为一个参考，切勿较真。

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先聊一下发展历程：

<*这不是一篇软文，因此我尽量隐去一些公司名称>

Thin Provisioning技术蓝图来自存储界的前辈STK公司，由于他们早在93年提出来的，这一点能够在Google.com.tw进行了解，只是一个蓝图或说是技术架构。而在2001年<或者以前>被一个软件厂商“V”公司使用在存储层并投入市场，使以前的蓝图转为商业技术，不过这一技术的命名并不是使用的是“Thin Provisioning”，其技术原理和结果倒是同样的。紧接着在Gartner 02年峰会，“P”公司实现了Thin Provisioning技术，且命名为：Thin Provisioning；在当时有趣的是，V公司和P公司在媒体，公开场合争论的不可开交，争论的焦点在于——Who is the first Thin Provisioning？或者Who invented the Thin Provisioning？但两个公司还算厚道，坦诚是STK首先提出的这一理念。

精简配置技术架构？

精简配置技术在于把存储内部的磁盘或者RAID进行“池”化，经过磁盘池提供LUN给应用主机，而提供LUN的体积不受实际空间的制约，经过图释也许可以更直观的了解：

经过上图可以看出，全部RAID容量被合并到一个大的池中，池能够包含一个RAID或者若干个：容量和数量取决于各厂商的技术原理和指标，而这一技术发展并未中止。

随之虚拟化技术普遍使用，一些跑在技术前沿的厂商创造了更高明的玩法，好比经过软件，创建一套虚拟化层，整合的资源从存储的内置RAID扩展到整合外置的资源。好比把一台或若干台存储也塞到磁盘池，而且让这些不一样厂商的存储相容性的工做，以下图：

实现这一技术的过程也许至关复杂的，可是就结构来看比较简单。

值得一提的是，任何技术都会有乐观的一面和消极的一面，关键是各个厂商是否投入精力去改善这些不利的因素。若是选择咱们运气好选择了一个不错的厂商，潜在问题都已解决或规避，咱们彻底认为这个技术是没有反作用的，那剩下的则是潜在效益，这是明智的。固然咱们也会遇到另外一种状况，厂商没有投入过多的精力或技术实力因素，致使这个技术不是很完善，咱们能够采起变通的方式解决，可是不要消极的看待某种技术，或完全的放弃。我以为做为技术人员，应该充分利用现有技术，由于这是用户投入的一部分，尽量不要为用户作主。

聊一下Thin Provisioning使用会带来哪些潜在的问题！如何规避以及那些更完善的技术厂商所带来的结果：

容量爆满：

经过上面图释可以看到，每一个主机都得到了一个更大致积卷，这些虚拟体积容量也会呈如今每一个主机的操做系统，正常状况下，主机会无止境的填满被本身识别到的空间；会不会有种可能，其中一个主机把磁盘池实际容量给填满了？答案是：默认状况下会发生的。而且全部的主机将会出现写入报错的信息，如图：

   上图是预料中的结果，由于咱们实际的磁盘(5TB)都已经被其中一台主机填满了；

一些厂商比咱们更早意识到了这问题。因此，咱们选择这项是技术要咨询厂商如何解决这个问题。一部分厂商使用容量限制阀，也就说虽然提供了35TB-LUN给一个主机，固然主机在系统也能识别，可是咱们提早在存储对这个LUN设置了一个Reserve值，好比是33；哈哈，这下好了，这个主机虽然识别了35TB，但只能使用到2TB；另一部厂商使用优先级的设置，好比以整个磁盘池资源为基础，强制多少TB只能是给哪几个主机使用，而这几个主机可能运行着关键业务。容量爆满的问题已经解决了。对于有些存储厂商彷佛没有作到这么完善，那也OK，另外建立一个LUN，这个LUN不提供任何服务，只是Standby。一旦磁盘池容量被写爆，删掉这个LUN，让磁盘池多出一部分空间，而后尽快购买磁盘，而且，存储设备一般会有丰富的预警措施，请善用这一点。

聊一下空间自动回收

   容量写爆问题，对Thin Provisioning了解的工程师彷佛都比较关注，可是，如今聊得话题更应该关注，由于可以解决此问题的厂商真的不多，但不少时候咱们须要解决。

   一个有趣的回忆，在一台手提电脑，有些时候咱们误删除一堆东西，也多是格式化，而文件系统也显示了空间被释放，可是为何第三方软件仍然可以恢复这些内容呢？阅历比较丰富的技术人员明白了答案：这些被删除的文件仅仅是从系统上，由“1”被标记为“O”，而且告诉文件系统，“O”是可用空间，而实质来说，没有被覆盖以前，删除的内容仍然存在；<固然个人措辞不太严谨，请参照权威的诠释>

   这个问题映射到存储层会是什么结果呢？一个10TB-LUN映射给主机A，首先存储的磁盘池被占用的空间则是“O”，这是Thin Provisioning的特性，以数据实际占用为主。这时候由于某一个测试，主机A把10TB的卷塞满，此时，磁盘池被占用的容量是10TB。再过一会，主机A的测试结束，删除了卷内的临时数据9TB，而这时，磁盘池被占用的容量则仍然是10TB，其实，不管主机删除多少内容，只要10TB卷被填满过，存储层的磁盘池就没法再释放。问题来了，一个新主机B加入网络中，须要2TB的容量，而磁盘池将没法提供任何容量给主机B，而且磁盘池显然容量可用为“0”；若是多台主机已经存在网络中，那么其它主机也没法写入。但是咱们很须要在磁盘池释放这些空间，尤为是更多台主机。Thin Provisioning的磁盘池在于提升容量的利用率，在此时看来却与之违背。

      一个好的消息，这个已经能够解决。一个很差的消息，更多的厂商没有解决。

   首先，这须要两部分来操做，第一：在应用主机上面，对已删除的数据作“Zeroed”—至零操做。我本身的经验告诉我，目前市场上主流的商业操做系统都会支持。第二：须要在存储执行“Recycle”—空间回收。两个操做原理能够用一个比较恰当的场景：小明向政府租借了10块地皮盖房子，而后以为本身一我的不必住这么多，就拆掉了9个房子，而后他通知政府，请把9块地皮拿走吧，我不要了，这时政府行动，收回来了地皮共9块，分与其它人使用。

   之因此在此前强调，这个空间回收问题重要性，缘由是不少存储设备不支持Recycle。若是要回收这部分空间，意味必须整个删掉了LUN；

   结论：在使用Thin Provisioning技术时，请选择有Recycle功能的存储，若是环境的系统是vSphere，而且存储设备支持VAAI，那就太棒了，由于这部分空间能够自动回收，无需繁琐的步骤。

那关于空间回收的问题也解决了，除此以外还没想到Thin Provisioning带来的其余问题。

在最后这一部分，我想称赞Thin Provisioning来了的利益！

   在技术上：早期的文件系统没法提供更多的便捷性，假如一个卷写满了，管理员只能依靠堆积更大的卷组。没法保证1个TB卷，写满后扩容到2TB以此类推，像NTFS的扩展卷同样来的方便。而庞大的卷组会致使更多的隐患。好比存储阵列可以对磁盘进行更高级别的保护，那若是卷组下面有的5个卷，其中一个卷产生逻辑错误，存储阵列都没法帮助管理员。依靠快照技术，可以对每一个卷进行数据回退，可是，对于一个卷组依靠的是5个LUN来说，必须在同一时刻对5个LUN同时执行快照，我尝试过，若是存储阵列没法把5个LUN组合成LUN Group进行快照，而是单独为每个LUN作5个快照，不少时候卷组上面的数据库没法启动，可几乎就是一致性所致使的问题。

   经过Thin Provisioning技术，管理员在第一期规划就给主机映射一个10TB，或者100TB空间，而无需关心实际容量是否知足？其它主机是否够用？，在从此容量扩展中，主机管理员不作任何操做，容量自动上浮，更不会产生由于卷扩容带来的停机。

   不少用户厌倦了传统的存储方式，一个RAID 2TB的空间，若是划分一颗1TB LUN给主机，那下一个主机接入，只能映射一颗等于或者小于1TB的LUN，而不考虑第一个主机使用率是多少，Thin Provisioning则完美的解决了这个问题。

Thin Provisioning技术使用，磁盘池下面的RAID或者LUN采用最多的则是Striping技术，这无疑为每一个卷的IO增长了Spindle's，主机的应用程序会直接获益，减小IO队列，提升性能。

   提供利用率，资源灵活分配，动态迁移等等好处还真是很多，关键在于除去节省用户的投资，没有用户规划周期是当前到下一个季度，一般是2年，3年，或是5年。为了后期兼容性及平滑融入环境，用户一般会一次性投入，好比年数据量增加是100TB，那么3年的规划就300TB的一次性投入。经过Thin Provisioning技术能够先投入100或50TB，而每一个主机早早的得到了一个300TB的空间，受益于虚拟化技术，后期可以平滑的接入存储设备，无需考虑兼容性，磁盘池屏蔽了主机与存储子系统的交互，扩展变得更随意。还记得最先说起的“V”公司吗？IBM早在01年，经过Resell<转售>“V”公司的产品，使数以万计的IBM存储用户下降采购成本，提升购买力。HDS公司则是直接采用OEM合做方式，让用户直接获益................

    由此看来，Thin Provisioning是存储界伟大的技术发明之一！