目前存儲行業中很多公司都在開發與存儲優化相關的產品和技術，既有優化主機端訪問的方案，也有提升SAN存儲性能的技術，這是一個很有潛力的領域。在這里，我們要介紹一些能夠有效提升存儲性能的方法，而以往我們卻經常忽視它們。
一、排除故障
網絡存儲的應用環境是相當復雜的，各種不同的硬件和軟件要能夠順利的實現互操作。所以，導致存儲系統性能不佳的最常見的原因可能是配置錯誤，也可能是一個或多個組件發生故障。因此，優化存儲性能的第一步就是要看看現有的存儲I/O堆棧是不是有問題。
檢查服務器和存儲陣列的日志，看看是否有物理設備故障告警、I/O重傳、路徑切換以及超時等明確的提示。再試著去逐個分析故障組件，從與線纜相關的連接組件開始。收發端口以及線纜的問題不容易發現，但通常會嚴重的影響性能。在遭受物理沖擊的時候，這些東西經常會損壞，因此，在數據中心里安裝、遷移或搬走設備時要特別的小心。
二、更新固件和驅動程序
廠商會不斷的通過軟件升級來修復產品中的bug并增加新功能。聰明的做法是把存儲網絡中所有組件的驅動程序和固件都升級到最新版本，定期做，提前測試、調試和升級。我們看到Microsoft和 VMware都在積極地為其產品—Windows和vSphere的存儲部分增加新的性能增強特性，但通常我們看不到太多的宣傳。比如Microsoft 推出的SMB2.0和2.1，可以明顯的提升Windows文件共享的性能，尤其是在低帶寬的網絡環境中。還有新版的VMFS和NTFS文件系統在性能和可擴展性方面也有改善。所以，平時要多瀏覽存儲方面的博客和媒體，以便了解最新的相關動態。
要注意的是，并不是所有的版本升級都值得我們花費時間和精力，而且有時候升級的風險還很高。所以，首先要確保所有相關的廠商能夠支持你現有的設備及配置，并且有充分的測試，絕對不能在生產系統中使用測試版代碼。作為一個系統管理員，我傾向于保守一些，我會等到有其他人出了相關驗證報告之后，自己才會嘗試升級，以免冒險。
三、降低負載
大多數調優的方法都著眼于定位和消除存儲的性能瓶頸，但是換一個角度，也許我們還應該考慮如何減少I/O負載的產生。比如，同數據庫管理員一起對查詢的效率和性能進行調優，就可以節省大量的查詢等待時間。
所以，減少I/O負載對每個人和每個應用來說都是有好處的。
四、消除備份的瓶頸
傳統的備份應用極其耗費存儲資源，以每天或者一周為時間計劃去備份一個大的數據卷的話，會產生大量的I/O負載。改善備份系統的性能，讓備份工作在有限的時間窗口內完成已經成為數據保護流程中需要優先考慮的事情。解決備份問題的同時也有助于我們提升存儲系統的整體性能。
一個有效降低備份壓力的辦法是使用CDP(continuousdataprotection)技術，很多虛擬機備份產品都使用了CDP。CDP連續的從服務器中拷貝數據，而不是在某個時間點集中執行備份操作。在虛擬機應用環境中這一點特別有用，因為傳統的夜間備份模式會同時在多個服務器上產生大量的負載，從系統總線到 HBA卡或者網卡，再到磁盤陣列，這樣會導致存儲系統的響應速度急劇下降。Microsoft和VMware也提供了一些技術，通過將備份過程中原本由操作系統執行的快照任務轉交給存儲設備執行，數據流不再經過服務器，大大提高了數據處理的效率。
五、通過VAAI轉移虛擬機的I/O負載
VMware發布的vSphere4.1中包含了很多新特性，但其中最重要的一個就是VAAI(vStorage API for Array Integration)。VMwareESX利用這個新的接口程序，可以將某些I/O負載轉給支持VAAI的FC或iSCSI存儲系統硬件來處理。通過 VAAI，hypervisor和存儲陣列可以緊密且高效的集成在一起。
VAAI主要包括三個“功能”：
1.使用高效的SCSI命令“write_same”實現精簡配置，釋放未使用的存儲資源，增加空間利用率并降低I/O開銷。
2.將快照和鏡像操作交給存儲硬件來執行，最大程度降低網絡、hypervisor和操作系統的I/O處理壓力。
3.提供比LUN級別粒度更細的訪問控制鎖，減少虛擬機之間的I/O沖突和I/O等待時間。
VAAI盡管不是直接用來提高存儲性能，但實際應用效果顯示hypervisor的I/O負載明顯降低，而且通過SAN網絡的數據流量也明顯減少。 業內分析師預計VMware還會在下一個vSphere版本中進一步改進VAAI，包括增加對NFS的支持。我們可以想象，Microsoft也正在為 Hyper-V開發類似的集成接口。
六、利用SIOC控制虛擬機的I/O負載
VMware vSphere的SIOC(Storage I/O Control)本質上不是一個性能加速技術，而是保證QoS(quality of service)的機制。SIOC可以增加I/O性能的可預測性。SIOC會跟蹤VMFS文件系統的響應延遲，通過控制優先級較低的虛擬機的I/O流量來 保證其他虛擬機的I/O性能。實際上，SIOC的作用是減少了虛擬機之間因為I/O資源爭用而引起的沖突，從而提升了虛擬機的響應速度。應用程序開發人員和管理者會喜歡這個功能，雖然總體帶寬保持不變，但卻可以帶來更好的性能表現。
七、優化服務器端
今天，采用多核處理器的服務器在CPU處理能力上是過剩的，但網卡和HBA卡通訊處理卻仍然只能使用一個處理器內核。RSS(Receive- sidescaling，接收端調節)技術的出現解決了這個問題，I/O卡可以將數據流分給多個CPU內核做并行處理，從而提高性能。
Hypervisors還有一個工作是對I/O進行隊列排序，并且將I/O定向給相應虛擬機，這個過程使用到了Intel VMDq(virtual machine device queues)技術。VMDq允許網絡適配器與Microsoft Hyper-V或VMware ESX之類的hypervisor進行通訊，可以將發往同一個虛擬機的多個數據包集中在一起處理。
在服務器虛擬化應用環境中使用RSS和VMDq這樣的技術有助于實現I/O流量的優化，而且能夠產生驚人的加速效果。通過使用這些技術，Microsoft和VMware已經展示了他們的虛擬機產品在性能優化方面的有效性。
八、使用主動多路徑(Active Multipathing)技術
在服務器和存儲系統之間設置多路徑是保證高可用的傳統方法，但在使用了高級的主動多路徑技術之后，性能也會有提升。
基本的多路徑軟件只能提供容錯功能，當發生連接丟失故障時，執行通道切換操作。而所謂的雙活“dual-active”配置能夠將不同的I/O負載 分配給每一條鏈路，雖然提升了利用率，但局限是每一個連接只能走一個通道。有些存儲陣列支持將多個連接綁定在一起，或者采用active-active的 配置，多個鏈路聚合在一起，可以充分發揮多通道帶寬的潛力。
新一代的多路徑服務框架，比如Microsoft的MPIO和 VMware的PAS，都可以通過添加存儲陣列專用的plug-in插件來實現主動多路徑功能。用戶可以問問自己的存儲供應商是否提供這樣的插件，但如果它是單獨收費或者需要一個特殊的企業級license，也是意料之中的事兒。
九、部署8Gb光纖通道
自從1Gbps的光纖通道產品出現以來，光纖通道的帶寬一直是以雙倍的速率在增長，不過在增長的同時仍然保持著向后兼容和可互操作的特性。將光纖通道升級到8Gbps帶寬是一個加速存儲I/O的最簡單而且能負擔得起的方法。目前，市場上8Gbps光纖交換機和HBA卡的種類非常豐富，而在價格方面與4Gbps的產品也基本沒有差異。當我們需要對SAN網絡進行擴展，購買新的服務器和存儲陣列時，選擇8Gbps而不是4Gbps的光纖通道是很自然的事情。而不久之后我們還會看到下一代的16Gbps光纖通道設備。
請記住，吞吐量(通常以字節/秒表示)并不是衡量存儲性能的唯一指標，響應延遲也非常關鍵，通常用IOPS(I/Ooperations per second)或響應時間(以毫秒或微秒為單位)衡量，延遲指標可以衡量單個I/O請求被處理的速度。目前，延遲已經成為描述服務器虛擬化環境性能的關鍵 指標。當多個虛擬服務器的流量通過一個單獨的I/O端口時，該端口需要快速的處理數據包，而不只是能夠處理大量的順序數據流。
每次光纖通道產品升級，不僅僅是帶寬翻倍，處理一個I/O操作的時間也會減半。因此，8Gbps光纖通道技術與原來的4Gbps技術相比，不僅僅是實現了雙倍的MB/s數值，I/O請求的處理能力也增加了一倍。對服務器虛擬化應用來說，這才是真正有價值的地方。
十、利用10Gbps以太網
光纖通道并不是唯一一個不斷升級的通道技術。以太網最近也進行了重大的升級跨入了萬兆時代。隨著10GbE以太網越來越普及，用戶也逐漸能夠承受相 關的成本。但是，10GbE的存儲陣列的發展速度要落后于萬兆網卡和交換機。如果能夠將現在的iSCSI或NAS(SMB和NFS)協議存儲環境遷移到 10GbE以太網，那么總體性能會有大幅度的提升。
如果沒有端到端的10GbE以太網，那么替代方案可以選擇在1GbE的鏈路上使用 LACP(link aggregation control protocol)聚合。用這種方法，我們能夠創建一條N個Gbps的帶寬聚合通道，在主機、交換機和存儲等一系列千兆設備之間實現互聯。在沒有 10GbE以太網的時候，這個方案能夠解決千兆以太網速度太慢的問題。
最新出現的FCoE(Fibre Channel over Ethernet)技術將光纖通道和以太網這兩個世界聯系到了一起，并且承諾有更好的性能和更大的靈活性。盡管有一種聲音認為FCoE使用的10GbE以 太網通道的帶寬只比8Gbps光纖通道快了20%，但數據吞吐量的差距卻驚人地達到了50%，這都要歸功于更加有效編碼方式。FCoE還承諾可以減少 I/O延遲，而傳統的光纖通道SAN或存儲陣列要通過使用橋接器才能做到這一點。以長遠的眼光看，FCoE可以提升存儲性能，而且現在我們已經能夠使用它 了。
十一、增加緩存
雖然最快速的I/O請求永遠不會出現，但作為一個提高性能的手段，使用緩存是最直接的方法。在I/O通路的各個環節都可以使用緩存，通過把最近頻繁 使用的信息駐留在緩存中，設備可以明顯的提高響應速度。這不是什么新技術，但好消息是隨著價格的下降，我們現在能用得起更大容量的NAND flashmemory。
總之，改善存儲性能有許多的選擇，但不會有萬能鑰匙。盡管存儲廠商馬上就會反駁說他們的最新技術(從分級存儲到FCoE)能夠解決數據存儲性能的問題，但沒有人會傻到只去關注某一個領域。最有效的性能優化策略應該從分析現有系統的瓶頸開始，最終制定相應的計劃去解決它們。
