云存儲網(wǎng)關支持通過傳統(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將用戶頻繁訪問的熱點數(shù)據(jù)保留在網(wǎng)關側的緩存盤里，從而提供給用戶更好的訪問體驗。使得用戶在享受云上海量OSS存儲空間的同時，還兼具本地的高速訪問性能。下面是阿里云文件網(wǎng)關的架構圖。

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　　用戶在使用阿里云云存儲網(wǎng)關時，經(jīng)常會碰到一些緩存相關的問題，比如在創(chuàng)建共享時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)容將結合緩存盤的工作原理來解開這些困惑。云存儲網(wǎng)關根據(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)關和支持iSCSI協(xié)議的塊網(wǎng)關。它們兩者的緩存工作機制是不一樣的，本文主要針對的文件網(wǎng)關。

　　工作原理

　　文件網(wǎng)關支持緩存模式和復制模式兩種模式，絕大部分用戶使用的應該都是緩存模式。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遠大于緩存盤實際容量的OSS Bucket。復制模式則不同，數(shù)據(jù)在網(wǎng)關側和OSS Bucket里面是1:1的，所以網(wǎng)關不會去做數(shù)據(jù)的淘汰，一定容量的緩存盤理論上只能管理對應于緩存盤容量的OSS Bucket。復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，同時希望將所有數(shù)據(jù)都保持在網(wǎng)關共享里加速訪問。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%滿的時候觸發(fā)淘汰直到實際數(shù)據(jù)量落到60%以下，從而保證永遠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)關淘汰的實際上是已經(jīng)同步到OSS Bucket里面的文件，也就是說對某個文件的最后一次修改應用到網(wǎng)關的SMB或者NFS共享之后，并且網(wǎng)關已經(jīng)將這個文件上傳到OSS Bucket里面，那么這個文件就是可以淘汰的。如果用戶還在持續(xù)的對某個文件進行寫入，這個文件是不會被選為一個淘汰的對象的。所以用戶如果同時打開多個文件進行寫入，緩存盤的容量就應該比同時在寫的所有文件的總容量要大，否則就有可能導致數(shù)據(jù)來不及淘汰而造成寫入錯誤?。?！

　　在復制模式下，因為數(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，因為當前支持的緩存盤的最大容量32TB。所以除非對復制模式有強需求，還是推薦使用緩存模式，相對來說更加靈活。

　　另外文件網(wǎng)關會預留一部分緩存盤空間存儲元數(shù)據(jù)，一般會預留20%。這部分元數(shù)據(jù)主要是用來存儲單個文件的元數(shù)據(jù)，包括大小，修改時間等等。所以即使某個文件的數(shù)據(jù)被淘汰之后，網(wǎng)關還是存儲了一個樁文件在元數(shù)據(jù)里，這樣用戶從客戶端進行文件夾瀏覽的時候，還是能夠看到數(shù)據(jù)被淘汰掉的這個文件，給用戶一致的體驗。用戶如果試圖讀取這個文件內(nèi)容，網(wǎng)關會負責將數(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)空間關系到當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

　　了解緩存的工作原理之后，下面這些其實都比較好理解了。

　　如果你的業(yè)務對帶寬和IOPS的要求比較高，比如跑的數(shù)據(jù)庫之類的對時延要求比較高的業(yè)務，那么可能SSD類型的緩存盤更適合，因為它擁有更好的帶寬和IOPS。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。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)寫入錯誤。當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，緩存盤還是要設置的稍微大一些。

　　云存儲網(wǎng)關的控制臺現(xiàn)在也提供了非常方便的計算器，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。結合我們前面講的對照看下圖中每一個條目，相信很好理解。

　　小結

　　本文介紹了云存儲網(wǎng)關文件網(wǎng)關的緩存工作原理，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遇到的一些問題。