一、引言
隨著Web2.0的應用,個人不再是簡單的互聯網內容的消費者同時也是互聯網內容的直接創(chuàng)造者:電商《如淘寶網)、SNS(如微博》、影視(如優(yōu)酷)等就是最好的例證。這種自服務的理念結合著最新的云計算理念、3G等寬帶技術帶領人們進入一個全新的服務時代。在這個全新的服務時代里人們對于數據、信息、處理的使用從傳統(tǒng)的買斷方式向租用模式改變,從而衍生出廣大的云服務供應《Amazon的基礎資源云服務、SalesForce的企業(yè)CRM云服務、Google個人云服務等)。之所以出現這么多的云服務,是由于個人和中小企業(yè)在創(chuàng)造互聯網價值的時候,存在先天的資金、場地、經驗等方面的劣勢這些云服務很好地給個人和中小企業(yè)發(fā)揮信息杠桿效應提供了解決之道。
這是一個巨大的市場,是新的一波IT浪潮。和沖浪非常類似在浪潮來臨的時候,或早或晚都是很危險的,早了浪費資源白費力氣,晚了,市場競爭地位已失即使奮力追趕也是吃力不討好。最成功的方式,是順勢而為,領先浪潮就一步,這樣才可以隨著浪潮起舞,成為新時代的弄潮兒。
IDC在集中提供云服務有著得天獨厚的優(yōu)勢,因為在IDC中可以提供的云服務有很多,從最基本的資源云服務到業(yè)務層面的應用云服務。所謂萬丈高樓從地起數據是所有信息的根本,本文重點探討的是資源云中的存儲云服務。只有采用合適的云存儲構建合適的存儲云服務,才能為未來更高層的云服務奠定堅實的基礎。在這里我們首先需要辨析一下業(yè)內常;煜说脑拼鎯Α⒋鎯υ埔约按鎯υ品⻊諑讉概念:
·云存儲是站在設備的角度,符合云存儲特征的存儲設備,稱為云存儲。
·存儲云是站在資源的角度,使用云存儲設備構建的一到若干“朵”用于存儲訪問的云有時因為禍合度和應用目的不同,云朵之間可能是隔離的。
·存儲云服務則是站在服務的角度把若干存儲云動態(tài)、靈活、按需地提供給租戶實現提供優(yōu)質存儲訪問的服務目的。現代的存儲由于分層存儲概念的出現,在云存儲本身就支持數據的透明歸檔因此本質上稱為“存儲歸檔的云服務”會更為恰當,但是為避免歧義,本文還是簡稱為存儲云服務。
本文首先介紹目前業(yè)內存在的云存儲的特征和種類,然后介紹應用這些云存儲可以建設并提供哪些類型的存儲云服務,最后探討按階段來讓存儲云服務落地的過程。
二、云存儲的特征和種類
符合云存儲特征的存儲設備,稱為云存儲。有句俗話,一鞋不能適千足。云存儲也是有不同的種類,應用在不同的云服務環(huán)境。從數據的存儲和訪問的方式來區(qū)分,云存儲包括數據塊級云存儲、文件級云存儲和對象級云存儲。這三種類型是由存儲局域網(SAN)、網絡附加存儲(NAS)和內容訪問存儲(CAS)分別發(fā)展而來。
1.云存儲的特征
那么數據塊級云存儲、文件級云存儲、對象級云存儲和原來的SAN,NAS,CAS有什么不同呢夕區(qū)別主要在云存儲具備的屬性特征,傳統(tǒng)存儲設備并不具備。云存儲具備以下的屬性特征:
(1)分布式的并行擴展架構。云存儲可以根據需求動態(tài)、靈活、按需地進行擴展,因此云存儲和原來傳統(tǒng)存儲的縱向擴展(scale-up)的架構不同,采用的是橫向擴展(scale-out)的方式進行。通常,云存儲的節(jié)點之間會通過網絡進行連接當需要擴展時只需要把新的節(jié)點并入到網絡中即可。顯然,網絡在云存儲中是非常關鍵的。選擇何種網絡和云存儲應用的環(huán)境有著緊密聯系。在需要性能敏感的應用環(huán)境中(如事務處理)云存儲內的網絡結構需要高帶寬、低延遲的網絡,以保證節(jié)點與節(jié)點之間的連接得到充分的性能保障(如RapidIO,InfinitBand等)因此這樣的云存儲在目前的技術現實下通常只是在區(qū)域內進行擴展在廣域范圍內進行擴展的需求僅在極少的應用需求中出現。而在性能不敏感的應用環(huán)境中(如網絡硬盤),云存儲的擴展可以擴展到廣域的范圍,因此,云存儲內的網絡結構通常是一種相對松禍合的形式(如以太網)。還有一種模型是采用中小型的云存儲通過松禍合的結構來建設存儲云服務的。這種架構內部網絡要求可以降低,同時節(jié)點間的訪問性能也是不需要嚴格要求的。
(2)虛擬化感知。云存儲適用于云計算的環(huán)境,云計算最重要的一個特點是計算會根據需要進行飄移比如虛擬機會在前端的物理機之間進行遷移。這要求云存儲具備虛擬化感知的能力,在前端的虛擬應用發(fā)生遷移后能夠繼續(xù)提供同樣的服務。虛擬化感知的能力根據前端計算的禍合程度而有高低。
(3)分層存儲。每種類型的云存儲都具備巨大的擴展能力通常存儲容量都是高達PB級的。這樣在同種存儲類型中就存在提供同種訪問類型,但是不同訪問能力的需求。隨著用戶數據蚤的增加,以及用戶對歷史數據保存的重要性的意識增強數據不僅僅有存儲的需求,同時歸檔的需求也日益提升到IT的規(guī)劃中。在沒有分層存儲能力的時代歸檔的實現是很困難的,尤其是對于結構化的數據。但是有了分層存儲能力后,歸檔的實現就變得非常簡單。系統(tǒng)可以自動在后臺實現數據的歸檔根據數據的重要性以及訪問的需求在不同的存儲能力層中進行遷移。這樣的實現對于應用系統(tǒng)是完全透明的。換言之,是應用緊禍合型的歸檔,即不用改動應用程序就可以獲得最優(yōu)的整體成本。因此,云存儲對于分層存儲的能力是必須的。
(4)智能空間分配。資源層的云計算理念是為了把相同訪問特點的應用集中共享資源并且動態(tài)、靈活、按需進行資源分配和使用,以達到資源的最大利用和安全、堅固的應用保護。在云計算的環(huán)境中,站在IT管理的角度,對于上層的應用是非常難以把握的。這點在IDC的環(huán)境中尤其是這樣誰能保證IDC內只能滿足Web服務器的應用,而不可能出現高性能計算的需求呢,因此,云存儲內部需要具備智能空間分配的能力,以滿足各種客戶、各種不同類型應用的需求。那么固定的空間分配能力顯然既不符合用戶“按需”的使用要求也不符合運營者的資源利用要求。因此,只有智能的空間分配才能夠滿足雙方的利益訴求。
2.云存儲種類
云存儲包括數據塊級云存儲、文件級云存儲、對象級云存儲,它們分別有哪些特征和應用?
(1)數據塊級云存儲是指提供高速的直接的數據塊存儲訪問服務。前端的計算節(jié)點通過光纖網絡訪問協議訪問存儲,獲得高速、穩(wěn)定、有保障的數據訪問。這種模型源于在關鍵業(yè)務系統(tǒng)中久經驗證的存儲局域網SAN模型。不過在云存儲的時代,改為分布式的并行擴展模式,并增加了以上討論的其它云存儲特征。由于此模型采用的是高帶寬、低延遲、可靠的光纖網絡存儲訪問協議,前端計算節(jié)點獨享或少量共享存儲內容的數據結構,因此,和前端的計算節(jié)點是屬于緊耦合的關系,性能是最優(yōu)的。這一類型的云存儲有EMC的VMAX系列。
(2)文件級云存儲是通過網絡文件系統(tǒng)訪問協議提供文件級的存儲訪問服務。這種模型源于網絡附加存儲NAS的模型,計算節(jié)點通過以太網的協議,在其上構建區(qū)域內相對快速、安全、可靠的網絡文件系統(tǒng)來獲得文件的訪問服務。不過在云存儲的時代,文件級云存儲突破了傳統(tǒng)NAS訪問空間的局限,提供了高達PB級的全局命名空間的訪問能力,和以上討論的其它云存儲特征。這種模型和前端節(jié)點是C/S的模型,二者采用樹狀的文件系統(tǒng)結構來存儲和訪問數據,屬于中耦合的關系,在區(qū)域內性能有足夠的保證。這一類型的云存儲有EMC的iSilon、HP的IBRIX等。
(3)對象級云存儲通過廣域網的面向對象的訪問協議來獲取對象級的存儲訪問服務。對象和文件既有相似之處,也有區(qū)別。對象通常改動較少,并且擁有許多的屬性,而且為多租戶使用。這種模型源自于早期EMC推出的CAS存儲系統(tǒng)。但是,在云存儲時代,突破了訪問地域的限制,借助于面向對象的訪問協議,用戶可以在全球任何地點訪問對象級存儲云中儲存的對象內容。對象級云存儲面向的是海量的各種尺寸、不同格式的對象內容,為提高訪問效率,前端計算節(jié)點并不關心對象級云存儲內部的存儲方法和數據結構的模型。屬于松耦合的關系。這一類型的云存儲有EMC的Atmos、華為的OceanStor等。
三、IDC對存儲云服務的需求
利用以上不同類型的云存儲,可以針對性地建設、提供不同的存儲云服務,以滿足IDC內不同的存儲訪問的需求。那么IDC里需要什么樣的存儲云服務呢?
一是面向高速事務處理的存儲云服務。IDC不可能只是提供一個數據存儲的地方。任何的數據如果不利用,都是沒有價值的。所以,IDC第一類需要的存儲云服務是面向高速事務處理的存儲云服務。這類存儲云服務目的是為IDC內提供的云主機服務提供高速、可靠、靈活、安全的存儲云服務。通常, 面向高速事務處理的存儲云服務采用數據塊級云存儲來建設。
二是面向海量文件處理的存儲云服務。在IDC內存儲的數據,80%是屬于非結構化數據,其中有相當的一部分是需要頻繁進行訪問和改變的,因此,構建面向海量文件的處理型的存儲云服務是非常關鍵的。這一方面滿足在現代的寬帶互聯網時代,面對的是海量的中大尺寸的影視音頻圖像文件的突發(fā)性熱點訪問的需求;另一方面,滿足未來新型的高性能計算的業(yè)務需求,比如個人租用多臺計算主機對家庭的影視資料進行后期渲染加工制作的信息業(yè)務等等。這類型的面向海量文件處理的存儲云服務適合采用文件級云存儲進行建設。
三是面向海量內容儲存的存儲云服務。IDC中另外的一部分非結構數據主要是以儲存為主。比如個人消費者的個人文件、圖片等等。訪問頻度、更改可能都相對很少。這部分的數據采用面向內容儲存型的存儲云服務就比較合適。例如IDC中的網盤業(yè)務。這里類型的存儲云服務通常采用對象級云存儲進行建設。
四、利用云存儲構建存儲云服務
IDC是信息的集散地。運營商在IDC的建設和運營當中占有先天的優(yōu)勢:一方面,站在云端用戶的角度,運營商擁有通信網的資源,所有云端范圍的訪問都將通過各種網絡直接聯系到在IDC中的云計算服務器端,從而獲得最佳的服務體驗;另一方面,站在具體的業(yè)務和應用層面的云服務供應商的角度,租用運營商的各種基礎云服務,而不是自己建設數據中心,可以有效地降低業(yè)務開展的門檻,把資金有效地使用到業(yè)務運營上,而且把精力、資源集中在自身的業(yè)務發(fā)展當中,從而提升自己的核心競爭力,占據市場發(fā)展壯大,并且當市場的需求發(fā)生變化時,可以更快捷、更經濟地動態(tài)應對。
比如網上訂火車票,如果鐵道部門租用運營商的云服務,那么無論服務器的資源還是網絡的帶寬都將得到很好地提供服務,而春運過后,這些臨時動態(tài)租用的資源就可以釋放掉。無論從哪個角度,這都是三贏的局面:人們可以獲得更好的訂票體驗,鐵道部獲得更高的服務提供的評價,而運營商則獲得額外的營業(yè)收入。
在傳統(tǒng)的IDC運營當中,受限于運營管理的手段和水平,運營商并不能很好地發(fā)展IDC的業(yè)務,增加IDC的業(yè)務品種,提升IDC的價值,可以說是屬于低層次的粗加工方式。
而借助于云計算的理念和實現的手段,在IDC構建各個層面的云服務,可以發(fā)展成為云IDC,從而提升IDC的服務水平和質量,并把IDC的資源和精力釋放,集中開發(fā)更高層面的云服務,充分發(fā)揮運營商在通信、計費、網管等多方面的優(yōu)勢,整合整體生態(tài)鏈,領導整個產業(yè)的發(fā)展。
那么在云IDC中,運營商可以構建哪些云服務呢?IDC中可以提供的云服務是多個層面的。從底層向上,可以依次提供以下的四個服務。
一是Telco 1.0(資源云服務),即提供主機云、存儲歸檔云、備份云、安全云等云服務。二是Telco 2.0(平臺云服務),即提供如數據處理、數據分析等平臺云服務。三是Telco 3.0(應用云服務),即提供針對業(yè)務、針對應用的云服務。四是Telco 4.0(社區(qū)云服務),即針對行業(yè)提供一體的整體IT服務的云服務(如圖1)。
其中資源云服務是最基礎的服務。存儲云(準確說,具備了分層存儲能力后,應該是同時具備存儲和歸檔能力的云,簡稱存儲歸檔云,不過在本文為避免歧義,還是簡稱存儲云)是其中的重中之重。因為信息的載體數據是保存在存儲云中,信息的處理需要計算云從存儲云中獲取數據來進行。沒了數據,計算就是無根之木,而且存儲云的效率直接影響著計算的效率。限于篇幅原因,這里只對存儲的云服務建設進行探討。
存儲云服務需分階段構建
根據上述的描述,云IDC中的存儲云服務將需要使用三種云存儲(數據塊級云存儲、文件級云存儲、對象級云存儲)來提供三種類型的存儲云服務(面向高速事務處理的存儲云服務、面向海量文件處理的存儲云服務、面向海量對象儲存的存儲云服務)。這三種存儲云服務建設是存在先后次序的,可以按照以下的計劃分三階段進行。
階段1是建設面向高速事務處理的存儲云服務。
IDC不可能上來就直接提供諸如網盤、網郵等業(yè)務給公眾,因為這些服務是需要服務器來提供的,因此,IDC的建設第一步會最終歸結到計算云和面向高速事務處理的存儲云建設當中。
計算云的建設需要使用虛擬機的技術,面向高速事務處理的存儲云適合采用數據塊級的云存儲。這種架構可以參考VCE聯盟(VMware+Cisco+EMC)的VBlock模型來建設:計算云采用基于x86平臺的無盤刀片服務器,網絡采用FCoE技術的混合網絡簡化布線和網絡拓撲,存儲采用數據塊級的云存儲設備,虛擬機采用VMware獲得企業(yè)級可靠的虛擬機服務。
面向高速事務處理的存儲云和計算云屬緊耦合關系。通過階段1的建設,運營商可以逐步開展Telco 1.0和Telco 2.0的云服務。這種服務將替代原來IDC中的基礎服務,取而代之的是提供類似Amazon的計算云和存儲云服務。
階段2是建設面向海量文件處理的存儲云服務
第一階段的存儲云服務建設完畢后,IDC可以開始進行計算資源和存儲資源的出租服務。租戶可以租借這些云資源來實現大部分的業(yè)務需求。但是在面對海量的文件服務時,階段一的面向高速事務處理的存儲云服務并不是最優(yōu)的選擇。比如影視音頻的富媒體服務需要更強大的動態(tài)服務支持的能力。這時,云IDC中可以開始建設并提供第二階段面向海量文件處理的存儲云服務。
面向海量文件處理的存儲歸檔云服務側重于對文件的處理,和云IDC中計算云屬中耦合的關系,尤其適合發(fā)展許多諸如影視、音頻、圖片、文檔、GIS相關的業(yè)務。這個平臺有助于云應用服務商研制許多的增值應用服務。
通過階段2的建設,基本上整體的云IDC的架構就完善了,我們可以發(fā)展Telco 3.0和Telco 4.0的業(yè)務了。
階段3是建設面向海量對象儲存的存儲云服務。
前兩階段的存儲云服務側重面向中小企業(yè)的用戶,還有相對小部分的需要基礎云服務的個人用戶,比如學校搞高性能并行處理的研究的學生,或者嘗試建設自己網站的個人等等。
對于廣大的消費者,他們更需要的是內容上的一些更為直接的云服務,比如網盤用于免費或者廉價地保存自己的數據,還有免費的郵箱用于個人郵件的長期保存等。這些需要的是面向海量對象存儲的存儲云服務。
面向海量對象儲存的存儲云和云IDC中計算云屬松耦合的關系,因此甚至可以跨數據中心來建設,從而形成跨數據中心的存儲云服務。
階段3的云服務往往更加側重于增強客戶的興趣度和黏度,而不是營業(yè)上的收入,在SLA上的考量也就相應降低許多。用戶對于這種SLA的區(qū)別也是擁有心理預期的。因此適合在第三階段進行。
五、結束語
云計算的技術經過這些年來的發(fā)展,其內涵和外延逐步得以明晰,不再像以前那樣云山霧罩、虛無縹緲的。任何技術不可能脫離現有的技術現實而存在,即使這么熱火朝天的云計算,撕開那絢麗的外衣,本質上許多東西其實是我們早就在過去嘗試過、見識過的技術存在。不過,就像蘋果公司的成功一樣,云計算的成功其實更在于理念的創(chuàng)新,而并不是技術的創(chuàng)新。今天云計算的浪潮已經從遠處真正地襲涌到我們身邊,及時地領先一步將使我們成為新時代的領先者。而要做到及時地領先一步就要擁有全局觀、整體觀,切忌盲人摸象,以為摸到的某一個部位就代表了大象的全部。云計算還是一個在不斷發(fā)展的事物,因此結合我們IDC的商業(yè)和業(yè)務目的,適時選擇正確的技術來建設發(fā)展我們的云IDC才能讓我們及時地領先一步。
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本文標題:如何用云存儲構建IDC中的存儲云服務