在完美的世比赛，人们可以或许将所有的数据运行在速度最快的媒质上。不幸的是，对人们而言，IT世界并不完美。
为了实用起见，人们必须将存储与应用法度榜样的请求相匹配。数据设备文件快速变更(即晃荡数据赓续变更)可能会导致这一问题，因为分层模型中的移动数据一向是一个反竽暌功过程。此外，跟着IT团队变得越来越重视云计算，数据和应用法度榜样可能不再位于同一地位上，是以人们还须要可以或许跨越距离引用数据的产品，同时保持一致性和完全性。
缓存办法基于若何处理写入I/O：
- 直写法(写入高速缓存和主存储同步写入)。
- 回写法(写入高速缓存和主存储异步写入)。
- 绕写法(写入旁路缓存并直接进入主存储)。
解决这些I/O机能问题的一个办法是实现存储缓存。与分层不合，存储缓存在高机能介质层中保存数据副本，而数据的重要版本保存在数据的存储副本上，平日是更便宜的磁盘或闪存。
缓存的长处
应用副本而不是实际数据的长处是缓存的内容可以快速更改以匹配晃荡工作负载。与此同时，缓存中的非晃荡数据可以简单地掉效，也不必在缓存变满时移出。
缓存还许可成本有效地应用多种媒体类型，因为只有一小部分数据平日在任何时刻都是晃荡的(大年夜多半应用法度榜样中可能是10%到20%)。相对较少的缓存，组织可以加快大年夜部分I/O请求，这比将所稀有据放在快速介质上的成本要低得多，大年夜而明显改进应用法度榜样的机能。
缓存衡量
对于本地安排，存储缓存是改良整体I/O机能和在昂贵介质上放置数据的成本之间的┞粉衷。经由过程高效的缓存算法，可将高比例的I/O(欲望90%至95%或更高)供给给缓存。弗成避免地，某些数据在须要时不会在缓存中，这意味着恢复到主存储器中以检索该数据，大年夜而导致不良的I/O响应。在这种可能是一个问题的情况下，例如应用金融交易体系或在线打赌，将重要数据放在更快的存储层上是可取的。
在云计算情况中，企业可以应用物理和虚拟设备在本地数据中间或云端缓存数据。这比直接拜访数据供给更好的机能，因为经由过程公共互联网或甚至专用收集检索数据将具有比本地数据中间高得多的延迟。然而，将数据缓存进出公共云的一个缺点是确保将所有I/O写入晃荡都提交回主存储的一致性问题。
缓存模型
以下是实现存储缓存的三个重要办法：用户选择哪一种办法决定缓存若何处理写I/O请求：
- 直写法。在主机确认之前，写请求将写入高速缓存和主存储。I/O包管在永远介质上，但机能受到主存储器速度的限制。因为缓存层不须要弹性(例如，RAID保护)，所以直接写入成本更低并且更轻易实现。如不雅数据已经存在，或大年夜主存储器攫取并写入高速缓存，读请求将直接大年夜缓存中供给。
- 回写法。该过程将数据写入高速缓存，并急速确认主机的I/O完成。I/O写人道能优胜，尽管在写入主存储器之前，数据加倍裸露。是以，大年夜多半回写式缓存的实现经由过程镜像到另一个主机或控制器中，或应用电池和UPS备份来保护缓存数据。
- 绕写法。应用此模式，数据直接写入主存储器，绕过缓存，然后仅用于攫取请求。应用这种类型的，个中工作负载设备文件包含大年夜量的次序写入，不然将以随后从新攫取的数据(如备份或归档数据)来对缓存进行设备。
灵活存储应用NAND闪存来缓存写入I/O，这基于可以急速从新攫取的假设。然而，NVRAM用于在提交稻磁逄之前缓存数据。HPE3PAR应用闪存作为DRAM的扩大，用于具有较少拜访数据的第二级层。此功能(称为自适应闪存缓存)使闪存可以或许扩大阵列缓存的功能，而无需安排额外的DRAM。
缓存的软件实现平日至少实现如许的一种办法，并且可以经由过程检测工作负载类型或经由过程由卷或LUN设备来适应。
缓存步调解释
缓存可以在I/O客栈的多个地位实现：
- 外部阵列(供给商特定)。
- 经由过程设备(实用于远查拜访数据)。
- 虚拟机治理法度榜样(加快虚拟机并大年夜反复数据删除中受益)。
- 操作体系(扩大根本操作体系缓存功能)。
- 应用法度榜样(例如数据库，以削减通俗数据的攫取晃荡)。
在哪里缓存?
供给商的缓存产品
缓存在多个处所跨I/O客栈应用。用户可以在应用法度榜样，操作体系或治理法度榜样中作为设备或存储阵列中缓存。每一种设法主意都是应用更快的媒质-动态RAM，非易掉性DRAM(双列直插式内存模块)或闪存(NAND)来进步I/O机能。示例包含：
- 外部阵列：阵列中的缓存一向是外部存储体系的一项功能，因为EMC公司在20世纪90年代早期在Symmetrix品牌下推出了集成的缓存磁盘阵列。阵列缓存的目标是削减机械硬盘中看不到的I/O机能，有效地知足I/O和从新排序写入和攫取请求，以优化(并有效地最小化)磁头的移动。经由过程DRAM，NVDRAM和闪存的混淆来实现对用户来说是透明的磁盘缓存。存储阵列供给商可以将高速缓存存储到底层存储，个中高速缓存比率是固定的，或许可客户将高速缓存大年夜小指定为阵列设计或构建的一部分。
- 基于设备的应用法度榜样缓存可以经由过程应用扩大收集上数据可见性的设备实现。这些产品应用典范的协定(如iSCSI，SMB和CIFS以及NFS)。在远距离拜访数据的处所，例如跨多个数据中间，或者与公共云之间往往会应用这些产品。缓存过程可以在任一偏向上运行。也就是说，它可以基于现场更快速地拜访云资本，或者在云中更快地拜访本地资本。
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