解讀雲計算中存儲必備的9大要素

典型的資料存儲和管理的」企業級特徵」在IT架構創新上不斷推成出新。 存儲架構師意識到這些特徵對於關鍵業務和生產應用非常重要,但目前的雲計算還缺乏這些特徵。 本篇白皮書的目標是描述企業雲計算中存儲必備的9個要素。

要素1:性能

性能需要付出成本。 在一個架構良好的應用裡,性能和成本處於平衡狀態。 達到這點的關鍵是使用合適的技術去匹配企業業務應用的性能,首先要求將企業的業務語言轉換成IT模式。 因為這種轉換困難,通常企業止步于靜態的IT架構,無法應對業務變化著的性能需求。 企業雲計算提供了一個更能應對變化著的性能需求的平臺。

在早期的雲計算平臺裡,存儲I/O一般都會有較高的延遲。 這是因為廠商注意到使雲計算的資料更容易訪問,但沒注意到提高與性能、頻寬和IOPS相關的服務等級。 有兩個原因導致延遲較高:訪問的模式和類型,以及存儲分佈的配置。

訪問模式包括位於OSI模型實體層之上的多層協定的組合(如SOAP,NFS,TCP,IP和FCP)。 資料訪問包括共用的物理服務層(如乙太網)和幾個協定層(如SOAP或NFS),一般比專門的實體層(如FC)產生更多的延遲。 市場上大多數雲計算平臺包括Internet的資料訪問,產生了更多的資料訪問延遲。

對於存儲介質,大多數雲計算的市場在RAID或JBOD配置中使用SATA磁片。 因為SATA(有段時間被視為近線磁片)的性能一般比企業磁片(一般指FC盤)稍差一些,導致存放裝置的性能低於應用的需求。

當你採用低性能存儲介質的相對低頻寬和高延遲的訪問模式時,使用整個儲存子系統的企業無法支援更多的關鍵業務應用的需求。 其結果是,這種方案通常僅適用于測試和開發。

相比來說,企業雲計算平臺需要提供更多不同性能存儲層的選擇。 當性能需求的變化時,例如,應用從測試遷移到生產環境,存儲平臺應該能使用這種變化。 理想的企業雲計算的存儲應該有多種性能區,能夠被調整,以提供合適的I/O性能級別給業務性能的需求。
最後,為了滿足企業高端存儲的性能需求,雲計算方案必須採用高於或者目前正在使用的企業級技術。 一般使用FCSAN。 此外,如何使用技術與技術本身同等重要。 在一個系統管理環境裡,企業級需求下的虛擬機器配置必須能夠持續提供高性能。

要素2:安全性

安全性和虛擬化通常被視為相互矛盾的。 畢竟虛擬化使得應用從物理硬體和網路邊界中解放出來。 安全性,換而言之,就是建立邊界。 企業需要考慮虛擬化設計的初始架構。

在大多數雲計算市場裡,無論公有的還是私有的,資料安全性都是基於信任的,這信任通常都在管理程式裡。 當多數虛機共用物理LUN,CPU和記憶體時,由管理程式確保資料是否毀壞或者被錯誤的虛機訪問。 這與集群伺服器多年來面臨的基本挑戰相同。 任何也許需要接管進程的物理伺服器必須能訪問資料/應用/作業系統的許可權。 例如,為了主機外備份,LUN也許需要映射給公共的備份伺服器。

在企業雲計算中,有兩種方式去保護業務資料。 第一種涉及系統程式管理安全。 主要的目標是:系統盡可能少地被使用,避免任何虛擬機器被其他虛擬機器造成負面的影響。 企業也需要保護LUN被其他伺服器訪問,如同主機外備份伺服器。

其他需要注意的地方是資料通道。 企業必須注意只能給需要維護必要功能的物理伺服器提供訪問路徑。 這可以通過NPIV(SANN埠ID虛擬化)使用得Zoning、LUNMasking、訪問清單、許可權配置來完成。

[導讀]典型的資料存儲和管理的」企業級特徵」在IT架構創新上不斷推成出新。 存儲架構師意識到這些特徵對於關鍵業務和生產應用非常重要,但目前的雲計算還缺乏這些特徵。

要素3:自動ILM存儲

資訊生命週期管理(ILM)曾經成為非常有效的市場行為的重心,被那些出售分層存儲的廠商所推崇。 雖然ILM本質上非常簡單-存儲的成本與資料的業務價值相匹配,實際的挑戰來自于真正的執行效果,眾多所謂的ILM方案,細微性都不夠細,難以達到這樣的目標。

今天,傳統的ILM並沒有部署到市場上的大多數雲計算平臺中。 原因有兩個,第一,在許多雲計算中,大部分磁片介質採用處於典型ILM方案中的最低層存儲,這樣就沒法把資料往更底層遷移,ILM也就無法部署。 第二,許多企業不需要為雲計算常用的計算類型而更長時間地管理資料,因為傳統雲計算通常用於功能測試/開發、概念驗證(POC)、Web伺服器測試等。 考慮到多種因素,實施ILM策略所需細細微性的複雜性和成本與經濟節省的雲計算不相符。

根據一些行業報告,70%的資料是靜態的。 通過將合適的資料存儲在合適的介質上,企業能削減成本。 他們能意識到通過部署雲平臺能節省成本,在雲計算中實施ILM帶來的經濟效益意義重大。 但前提是無需中斷應用,而且不能增加不必要的操作複雜性。

為了做到這些,企業必須使用基於策略的塊級ILM方法,無論訪問方式和應用類型。 通過在資料塊一級跟蹤資料的屬性,就無需在作業系統這一級執行資料歸檔或資料移轉。 這種方法還能獨立于作業系統類型,且獨立于用於存儲資料的訪問方式。 它不僅在保持性能(所有的資料寫入都在高速層完成)的同時優化存儲的成本,而且通過將不使用的資料塊沉澱到低速層減少電能的消耗。 這很合理,因為近線存儲僅消耗企業存儲的大約20%的能耗。 為此,要做到真正適合企業級應用的自動分級存儲,卷級或檔級資料移轉無法勝任,顆細微性必須細化到資料塊級。 只有資料塊級的資料移轉才可能獨立于作業系統類型,且獨立于存儲資料的訪問方式,做到對應用支援的隨需相應。

要素4:存儲訪問模式

訪問存儲空間有三種主流方式:基於資料塊(FCSAN或iSCSI)、基於檔(CIFS/NFS)、或通過Web服務。 基於塊和檔的訪問方式在企業應用中最常見,能更好地控制性能、可用性和安全性。 在這點上,市場上大多數雲計算平臺利用Web服務的介面,如SOAP和REST(代表性狀態傳輸)訪問資料。 雖然,這是最靈活的方式,但有性能的影響。 理想的情況是,企業雲提供全部的三種訪問存儲的方式來支援不同應用架構。

要素5:可用性

IT架構的維護視窗被大量的縮減,因為企業需要支援在不同時區的使用者並保證全天候的可用性。 雖然服務等級協定(SLA)一般與可用性密不可分,從業務角度看,它難以衡量,因為有著多種架構的複合SLA的重疊。

在前面提到,在市場上大多數雲計算平臺中,I/O性能最先得到考慮。 如果雲平臺依賴于不被內部IT集團管理的部分架構,那麼冗余的架構部分和途徑是減少停機風險的最佳方式。 雖然,雲存儲服務提供者在考慮成本的同時繼續增加可用性,但是目前市場上的服務等級協定不能滿足企業關鍵應用的需求。

在高端的企業級雲計算中,存儲系統夠出來企業內的企業級存儲方案,包括多路徑、控制器、不同的光纖網、RAID技術、端到端的架構控制/監控,和成熟的變更管理過程。 在低端的企業級雲計算中,存儲可用性與今天市場上雲計算平臺的服務水準相當。 為了提供企業需要的服務水準,企業級雲存儲供應商必須利用健全的架構設計和被充分驗證過的創新技術。

要素6:主資料保護

主資料指的是線上運行的資料。 主資料能夠採用單一技術,或者結合多種技術進行保護。 一些常用的方法包括:RAID保護、多份拷貝、遠端複製、快照、和持續資料保護。

在市場上大多數雲計算平臺裡,主資料保護的問題常常留給使用者。 今天,很少發現上述的方法在大眾雲計算平臺中使用,因為技術的複雜性和成本。 有一些大眾雲存儲方案通過維護資料的多份拷貝來保護主資料,整個系統運行沒有RAID保護的存儲裡,以此降低成本。

企業級雲的主資料保護應該基於內部企業級方案。 當方案的業務影響分析(BIA)需要時,例如快照和容災等可靠的技術應該就緒。

內部企業方案和企業雲存儲的主要差別在於,主資料保護在方案中是如何綁定的。 為了延續根據需要部署雲環境的經驗,各種選項必須打包,這樣服務能自動部署。 其結果是,將一系列綁定的選項打包,能夠應對大量需求。 也許不存在可以利用快照、遠端複製等與客戶需求相匹配的技術。 無論如何,多數使用者將意識到,常常需要犧牲靈活性去獲取在企業雲中其它的管理好處。

要素7:次級資料保護

次級資料來源於主資料的歷史拷貝來形成備份。 這種資料保護意味著減少資料損壞,恢復被刪除或被寫覆蓋的資料,為了業務或法規的需要將資料長期保存。 典型的方案常包括備份軟體和幾類存儲媒介。 資料重複刪除也許能被用上,但這在關係到資料隔離的多使用者環境下,可能產生些問題。

有些商業和公共領域上的方案,被加入到大眾雲存儲中,以完成次級資料保護。 但大眾雲計算平臺的供應商很少將這些與線上存儲一併打包。 雖然原因各異,但在許多情況下,與恢復時間和保留期相關的服務水準(SLA)問題很難處理。

無論方案是私有的還是多客戶雲平臺,管理手段、可見度和恢復的服務水準是次級資料保護的關鍵。 一旦提交恢復請求,恢復的啟動應該直接而且能夠自動完成。 使用者應該能掌控可預見的恢復性能水準(恢復的資料GB/時長),而且應該能從一個簡短的選項清單中選擇保留的時長。 最後,使用者應該能檢查那些線上備份的狀態。 因為頻度和保留期決定了存儲備份所需的資源-也就是成本-客戶應該能夠線上觀察資源使用狀況和收費情況,以免在結帳時感到意外。

要素8:存儲的靈活適應性

存儲的靈活適應性是指能夠根據業務的需要的變化做到存儲資源的隨需回應。 歸根結底,它取決於作業系統對存儲變化的檢查能力和所使用的訪問方式。

在這裡討論的9個要素裡,這一點是大眾型雲計算平臺做得最好的要素。 大多數方案都有按照預先設計的數量,逐漸增加存儲的能力。 刪除空間也是一個選項,通常用於卷或載入點。 如上所述,作業系統對存儲變化的應對能力通常是個局限。

支援企業雲需求的存儲需要能靈活擴展,需按照客戶能理解的方式計費。 雖然增加和刪除存儲空間非常重要,使用者傾向于僅為其用到的空間付費。 他們也希望在基於Web的管理方式下,具有調整和生成使用狀況報表的功能。 這種功能説明他們控制成本,提供業務規劃的智慧。

要素9:存儲報表

當公司考慮將其全部或部分IT架構外包的時候,經常顧慮的是這些特定技術的不可見度。 客戶需要包括從容量和性能角度瞭解運行環境的狀態。 為了達到這個目的,通過使用者管理介面,輸出豐富的存儲報表成為必須,使得客戶對於存儲高效的運行充滿信心。

在市場上雲計算平臺裡,與存儲相關的報表是最基本的工具。 許多供應商提供標準的報表來使用,在一些場合下,他們也提供基本的性能評估工具,或者來自供應商,或者來自共用廠商,或者是協力廠商工具。

企業雲比傳統企業存儲有優勢,傳統企業存儲常常導致客戶使用單一存儲廠商的方案。 這使得報表非常簡單,因為資料不用像來自多廠商平臺那樣,需要進行翻譯,才能生成一份統一外觀的報表。 有關歷史和即時使用方式的詳細資訊,連同一些關鍵性能指標-歷史的或即時的-應該可通過使用者管理介面7×24小時即時查看。 最終,為了減少企業對失去控制的擔憂,雲計算的供應商應該具備更綜合性、更精確的報表能力,尤其是對於存儲系統使用方式的可見度。

結論

一個強健的企業級雲不應該只片面關注CPU、記憶體、磁片、和IP位址分配,在規劃企業級雲計算平臺策略時,應該包括本文所提到的9大要素。 這樣,企業才能擁更完備的雲計算平臺來支援業務運行。

本文標題: 解讀雲計算中存儲必備的9大要素

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