云存儲網(wǎng)關(guān)支持通過傳統(tǒng)的文件協(xié)議(SMB/NFS)來訪問OSS Bucket里面的數(shù)據(jù)，并能夠通過緩存技術(shù)將用戶頻繁訪問的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)保留在網(wǎng)關(guān)側(cè)的緩存盤里，從而提供給用戶更好的訪問體驗(yàn)。使得用戶在享受云上海量OSS存儲空間的同時(shí)，還兼具本地的高速訪問性能。下面是阿里云文件網(wǎng)關(guān)的架構(gòu)圖。

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　　用戶在使用阿里云云存儲網(wǎng)關(guān)時(shí)，經(jīng)常會碰到一些緩存相關(guān)的問題，比如在創(chuàng)建共享時(shí)如何選擇緩存盤的容量和類型，比如緩存的數(shù)據(jù)淘汰策略是什么等。本文接下來的內(nèi)容將結(jié)合緩存盤的工作原理來解開這些困惑。云存儲網(wǎng)關(guān)根據(jù)支持的協(xié)議的不同，分為支持NFS/SMB文件協(xié)議的文件網(wǎng)關(guān)和支持iSCSI協(xié)議的塊網(wǎng)關(guān)。它們兩者的緩存工作機(jī)制是不一樣的，本文主要針對的文件網(wǎng)關(guān)。

　　工作原理

　　文件網(wǎng)關(guān)支持緩存模式和復(fù)制模式兩種模式，絕大部分用戶使用的應(yīng)該都是緩存模式。緩存模式是指緩存盤的數(shù)據(jù)到一定比例之后，文件網(wǎng)關(guān)會自動淘汰那些訪問不頻繁的數(shù)據(jù)。在這種模式下，固定容量的緩存盤可以管理遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于緩存盤實(shí)際容量的OSS Bucket。復(fù)制模式則不同，數(shù)據(jù)在網(wǎng)關(guān)側(cè)和OSS Bucket里面是1:1的，所以網(wǎng)關(guān)不會去做數(shù)據(jù)的淘汰，一定容量的緩存盤理論上只能管理對應(yīng)于緩存盤容量的OSS Bucket。復(fù)制模式針對的場景主要是OSS Bucket總數(shù)據(jù)量基本不會增長且總數(shù)據(jù)量不是特別大，同時(shí)希望將所有數(shù)據(jù)都保持在網(wǎng)關(guān)共享里加速訪問。不過這種場景畢竟在少數(shù)，絕大多數(shù)用戶會選擇緩存模式以應(yīng)對日后OSS Bucket里面的數(shù)據(jù)增長。

　　在緩存模式下，緩存盤的數(shù)據(jù)會在60%滿的時(shí)候觸發(fā)淘汰直到實(shí)際數(shù)據(jù)量落到60%以下，從而保證永遠(yuǎn)有足夠的緩存容量面對新的數(shù)據(jù)寫入。那么淘汰的策略是如何的呢，如何決定哪些數(shù)據(jù)是可以淘汰的呢？文件網(wǎng)關(guān)淘汰的實(shí)際上是已經(jīng)同步到OSS Bucket里面的文件，也就是說對某個(gè)文件的最后一次修改應(yīng)用到網(wǎng)關(guān)的SMB或者NFS共享之后，并且網(wǎng)關(guān)已經(jīng)將這個(gè)文件上傳到OSS Bucket里面，那么這個(gè)文件就是可以淘汰的。如果用戶還在持續(xù)的對某個(gè)文件進(jìn)行寫入，這個(gè)文件是不會被選為一個(gè)淘汰的對象的。所以用戶如果同時(shí)打開多個(gè)文件進(jìn)行寫入，緩存盤的容量就應(yīng)該比同時(shí)在寫的所有文件的總?cè)萘恳螅駝t就有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)來不及淘汰而造成寫入錯(cuò)誤！！！

　　在復(fù)制模式下，因?yàn)閿?shù)據(jù)不會發(fā)生淘汰，相對來說就簡單很多。緩存盤的容量比OSS Bucket里面的總數(shù)據(jù)大就可以，這種模式注定它不可能管理特別大的數(shù)據(jù)量，因?yàn)楫?dāng)前支持的緩存盤的最大容量32TB。所以除非對復(fù)制模式有強(qiáng)需求，還是推薦使用緩存模式，相對來說更加靈活。

　　另外文件網(wǎng)關(guān)會預(yù)留一部分緩存盤空間存儲元數(shù)據(jù)，一般會預(yù)留20%。這部分元數(shù)據(jù)主要是用來存儲單個(gè)文件的元數(shù)據(jù)，包括大小，修改時(shí)間等等。所以即使某個(gè)文件的數(shù)據(jù)被淘汰之后，網(wǎng)關(guān)還是存儲了一個(gè)樁文件在元數(shù)據(jù)里，這樣用戶從客戶端進(jìn)行文件夾瀏覽的時(shí)候，還是能夠看到數(shù)據(jù)被淘汰掉的這個(gè)文件，給用戶一致的體驗(yàn)。用戶如果試圖讀取這個(gè)文件內(nèi)容，網(wǎng)關(guān)會負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)再次從OSS Bucket里獲取到緩存盤里面。這部分元數(shù)據(jù)空間關(guān)系到當(dāng)前共享可以支持的最大文件數(shù)目，畢竟40GB的緩存盤的元數(shù)據(jù)空間肯定低于50GB的緩存盤的元數(shù)據(jù)空間。一般來說100G的緩存盤已經(jīng)可以支持到1000萬文件了。

　　注意事項(xiàng)

　　了解緩存的工作原理之后，下面這些其實(shí)都比較好理解了。

　　如果你的業(yè)務(wù)對帶寬和IOPS的要求比較高，比如跑的數(shù)據(jù)庫之類的對時(shí)延要求比較高的業(yè)務(wù)，那么可能SSD類型的緩存盤更適合，因?yàn)樗鼡碛懈玫膸捄虸OPS。SSD類型的緩存盤的帶寬和IOPS都會比高效云盤更優(yōu)秀，SSD緩存的最高IOPS可以到25000，高效云盤緩存是5000，帶寬方面SSD緩存最高可以到300MB，高效云盤緩存的帶寬最高可以到140MB。

　　容量的選擇主要和并發(fā)數(shù)和最大文件大小有關(guān)。緩存盤的可用容量(需要扣除元數(shù)據(jù)空間)需要大于并發(fā)數(shù)和最大文件大小的乘積，這樣才不會造成數(shù)據(jù)寫入錯(cuò)誤。當(dāng)然越大的緩存盤本地能夠緩存的熱數(shù)據(jù)量也就越多，總體來說性能會更好。所以如果希望能夠獲得比較好的性能，緩存盤還是要設(shè)置的稍微大一些。

　　云存儲網(wǎng)關(guān)的控制臺現(xiàn)在也提供了非常方便的計(jì)算器，根據(jù)用戶輸入的IOPS和帶寬需求等可以作出合適的緩存容量和類型的推薦。結(jié)合我們前面講的對照看下圖中每一個(gè)條目，相信很好理解。

　　小結(jié)

　　本文介紹了云存儲網(wǎng)關(guān)文件網(wǎng)關(guān)的緩存工作原理，包括緩存盤元數(shù)據(jù)空間管理，數(shù)據(jù)淘汰策略等，旨在解答用戶在選擇和使用緩存盤時(shí)遇到的一些問題。