826 云计算存储技术之云存储.docx
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826云计算存储技术之云存储
【云计算】存储技术之云存储
cpp软件架构狮
微信号ai-cps
功能引见OT技术(工艺+精益+自动化+机器人)和IT技术(云计算+大数据+物联网+人工智能)深度融合,在场景中构建:
形态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的机器智能认知系统,实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新制造的产业互联生态链。
2018-12-16原文
收录于话题
目前云计算、云存储、云备份等技术可谓是铺天盖地,其中不乏有很多是浑水摸鱼的,原来没有多少云的性质,只是打着云的旗号来炒作而已。
目前市场对一款产品能否是云,没有明显的界定。
由于云原来就没有一个标准。
云的是怎样来的
国外在指代一堆设备的时候,一般使用Cluster这个词,而中文翻译一般是“簇”或者“集群”。
云这个词来源已不行考,或许是某个人在讲授PPT的时候,顺口说了一句"TheServersinthecloud"的吧,这样Cloud这个词就诞生了。
对云的几种生疏
目前人们对云的生疏基本就有4种不同的观点:
云即设备、云即集群、云即IT系统、云即服务
▪云即设备:
▪这是最原始的观点,也就是所谓的云只是指代一堆设备,由于没有设备的支撑,哪来的云。
▪云即集群:
▪光有设备还不行,还需要这堆设备无机的联系起来,相互协同,对外呈现为一个集群,这是在“云即设备”上的一次进展。
▪云即IT系统:
▪上面说到的集群,也只是一堆服务器放在一起,可以协作,若要进一步进展,需要加上软件作为灵魂,比如某企业的IT系统。
▪云即服务:
▪IT系统一般是用来支撑企业的业务的,但是我们能不能通过他来盈利呢?
这就涉及到商业模式上面了。
次要有如下几种模式:
▪直接卖了:
▪假如像卖房子一样,受众很小,由于需要购买一整套IT系统的人很少。
▪租出去:
▪这就犹如租房子一样,受众相对于卖房子大很多。
但是盈利慢
▪利用IT系统来运营某种业务,用来赚钱:
▪这种方式受众更大,像邮箱、网页、博客,几乎全民都是客户,所以盈利面很大。
这样看来,能供应某种形式IT服务的一整套IT系统都是云。
从这个角度,全部的互联网运营商,比如各大网站,都是云运营商。
给云下个定义
那么云目前最主流的定义是啥?
上面提到过,设备组成集群,集群搭上软件称为IT系统,IT系统用来服务,好了我们可以把之前的观点结合起来下个定义:
云是一个可运营的IT系统,
但是这个定义缺少最关键的东西,就是资源快速机警地部署和回收。
所以云当前最主流的定义为:
云是一个智能IT系统,它是:
▪可运营的
▪可以快速机警部署
▪可快速回收资源的
也就是
云是一个可运营的,快速机警部署和回收资源的智能IT系统。
那么云该当具有如下性质:
▪云供应商拥有肯定规模的硬件基础(计算、存储、网络)
▪作为服务进行买卖,而不是实物买卖,客户只是租用资源
也就是云其实是一种商业模式,假如认为只要底层使用了硬件集群和虚拟化技术的系统才是云这种观点是格外狭隘的。
谁催生了云
谁催生了云?
当然是需求
传统IT的问题
互联网以及智能终端的普及,让信息得到了迸发性的增长,那么对IT基础架构(计算、存储、网络)来说,正在快速被饱和。
我们可以看看传统IT怎样运作的?
比如运营商部门分析出网页玩耍业务会有20%的增长,所以需要扩容,比如添加Web服务器、数据库服务器、存储系统的数量或容量,然后需要选购设备,遵照一系列的流程,这样周期格外的长,甚至慢于业务的变化周期。
但是另外一个部们的在线视频业务由于业绩不好,利用率不足60%。
当然最原始的想法是将在线视频业务的的40%余量安排给网游部门,不过会存在大量的技术风险。
比如两种业务部署在同一个操作系统,会添加业务的粘度,不利于运维,然是假如把业务部署在不同的服务器上,更不利于运维。
加上现在数据中心中存在不同的协议、不同厂商的设备,假如靠手动来部署、管理和回收资源,效率低而且简约错,业务上线的速度也不快。
我们总结一下,传统的IT系统存在三个问题:
▪业务部署周期长
▪资源不能充分回收利用,存在孤岛
▪手动部署无法满足需求。
这就痛点。
云其实是商业模式
不过上面的说法只是云诞生的一部分理由,实际上最后的云,实际是一种商业模式,当商业模式与计算机技术结合之后,才产生了云这个代名词。
这也是云没有外在的像技术一样严格的标准的缘由。
系统架构变化
要处理之前提到的业务部署周期长,无法实现自动化,资源不能便利的回收和复用等,最简约想到的技术手段自然是虚拟化。
服务器虚拟化,即虚拟机系统,充分利用了资源,再加上Vmotion,DRS(DistrubtedResourceScheduler)等技术,极大的添加了部署机警性和资源均衡性。
我们来看看部署了虚拟机以后对之前的问题带来的变化。
▪资源充分利用问题:
旧业务余量会自动回收,新业务所需的使用可以直接以虚拟机的形式部署在物理机,由于操作系统各用各的,粘合影响得以避开。
▪上线业务周期长的问题:
部署虚拟机消耗的时间比物理机少了很多,上线速度加快
▪手动部署问题:
使用一种资源自动化安排和回收平台来处理自动化部署问题。
那么所谓虚拟化,其实就是在传统的数据中心上加上一个弹性层,这样整个数据中心就变成了软数据中心了。
假如还能做到部署回收自动化、可度量化、服务化、可运营的数据中心,则就是一个云数据中心了。
综上所述,云系统中重要的角色有:
▪虚拟化
▪集群化
▪自动化:
实现资源自动部署、调度、安排、回收的管理者
▪对内可以与其他组件进行通信,管理资源
▪对外可以响应业务部署的需求,并且将这些需求转化为对内的资源调度
▪这个模块综合起来就是“自动化”。
▪可度量化:
▪也就是用户用了什么资源,为期多少时间,耗费多少成本,毛利率几何,报价几合可以精确度量、定价。
纵观云进展的过程中,说不清到底是先有云这种商业模式还是先有云这种技术架构的,两者其实是相互催生、相辅相成。
回顾存储系统的技术进展过程。
▪最开头的时候,存储系统只需要关怀数据存储,只需供应一块空间,怎样管,怎样用,底层是不关怀的,
▪后来,存储系统开头留意数据管理,开发了诸如快照、重删、容灾等功能。
▪再后来,又到了数据运营阶段,还关怀数据怎样用的问题,此时需要更贴近用户的使用,留意业务呈现。
公有云和私有云
现在我们已经有了一个云化的数据中心了,那么可以依据数据中心的是对企业内部开放服务还是给任何人开放服务来分为私有云和共有云:
▪私有云:
数据中心对企业内部开发,供应云服务,比如存储空间申请、企业使用系统的快速部署等。
▪公有云:
对外营业,通过互联网供应各种云服务。
▪私有云让企业IT部门角色转变
▪传统的IT部门是一个支撑部门,一直处于业务部门的牵引之下,全部的选购、经费申请必需以业务需求为前提。
▪那么怎样提升IT部门的地位,只需也得与业务部门处于公平的地位。
云中的“服务”两字正好满足了这种需求,比如IT部门可以通过建立规范的资源申请流程,然后建立电子工单审批系统,只要通过审批以后才供应对应的服务。
还可以统计某个部门在某段时间内使用了多少IT资源,消耗了多少成本。
▪这样IT部门成为一个独立的服务角色,其他部门向IT部门申请资源的时候,是以协商的态度而不是强势的牵制的态度,而且由于资源可度量了,IT部门可以做出合理的猜测,申请后续经费等资源变得更有说服性。
▪公有云受制于互联网带宽进展
▪如今互联网的接入速度还是比较低的,大量用户的速度还是1Mbps,也就是只要100KB/s的吞吐量的接入速度。
此时,若给他一个iSCSI协议访问的存储空间是不现实的,最多供应网盘这样的上传下载服务。
▪常用的SaaS服务(网页、谈天、视频、网盘等)基本上可以基于低速网络,但是IaaS就困难了,比如访问虚拟机的时候,假如不是用xshell这种方式,而是使用虚拟桌面登录,1Mbps格外牵强。
而且,假如要安装软件,还得把安装包传上去。
综上所述,云目前最能被广泛推动的地方就是新建数据中心,企业兴修私有云,运营商兴修混合云
云系统架构及组成
下图为云具体的架构:
分为如下几个层次
▪物理架构层:
比如供电、散热等
▪基础IT架构层:
包括网络、存储、服务器等
▪需要留意的是这些服务器与存储设备不是孤岛,他们会组成集群,上面搭载虚拟化,并进行自动化的管理。
▪基础架构/集群管理层
▪有了集群还不够,需要在上面掩盖虚拟化层来添加系统的弹性。
▪对于服务器就是VMware这样的虚拟机平台。
对于存储,就只能分布式文件系统或者分布式卷管理系统才能满足这种需求。
▪资源部署层:
▪现在我们已经可以得到一个网络、服务器、存储的集群,还需要一个用来管理和驱动集群的角色。
▪比如VMware的Vsphere可以进行计算资源的包裹,分布式系统可以进行存储资源的包裹。
▪利用VSphere供应的Vmotion与DRS可以将虚拟机在集群节点中机警移动,自动资源动态安排和回收。
▪两头件层
▪使用层与资源层需要一个两头层来适配,这就是两头件层
▪使用引擎层
▪这一层需要供应一个通用的业务开发平台,可以实现统一发布。
▪业务呈现与运营层
▪现在数据中心的架构已经具有集群化、虚拟化、自动化的外形了,但是这只是对本人有用,对用户来说,他们不用关怀底层用不用集群或者虚拟化,只关怀能否能得到快速的服务和响应
▪所以我们还需要一个业务呈现界面,这就是云服务。
那么出租数据中心其实可以在以下几个层次中进行:
▪基础设备即服务(IaaS)
▪所谓基础设备指的是云系统中的硬件设备如服务器、网络、存储。
所以IaaS只是供应硬件平台,具体的计算任务由用户自行部署。
▪如何卖存储空间:
▪可以有多种方式,比如卖裸空间、文件存储空间等。
▪裸空间就是最终用户看到的是一块硬盘,全部协议当然首选ISCSI,以便跨越IP网络,这样用户可以通过ISCSIInitiator连接云供应商的ISCSITarget,然后就可以获得多个LUN。
▪对于云中存储系统,精简重删这些特性该当是必需的,可以降低不必要的空间占用,而动态分级可以进一步节省存储成本。
▪如何卖服务器、虚拟机
▪虚拟机平台需要考虑几种功能:
▪一是动态迁移,即虚拟机可以在不影响使用系统的情况下在物理机之间进行迁移。
▪二是资源动态安排调度,
▪三是管理便利。
▪Amazon在IaaS供应两个产品:
弹性计算云(ElasticComputeCloud,EC2)和简约存储服务(SimpleStorageService,S3),分别对应了主机计算集群和存储集群
▪平台即服务
▪相对于IaaS,PaaS屏蔽而不出租基础架构,转而出租更高一层的软件平台。
用户可以通过这个平台制造使用。
由于这个平台是一种运转与硬件集群中的软件,用户实际上相当于租用了计算业务。
▪软件即服务
▪SaaS是云服务中的最外层,直接出售业务级别的内容。
比如Web网页等。
实例说云
下面使用3TeraApplogic的例子来说一下IaaS层
3Tera的IaaS平台名为Applogic,是一不行以实现IaaS功能的软件虚拟化平台。
我们可以看一下它的底层架构:
次要分为4大层次:
▪硬件层:
▪本层包含服务器、存储、网络设备等。
▪Applogic不要求底层存储必需是基于SAN的,可以是本地IDE。
若干服务器通过千兆以太网连接起来,构成集群。
▪然后在这个无限且安排不机警的资源池上,实现一种管理便利、使用便利、资源机警安排的虚拟化层。
▪分布式核心虚拟化层(ApplogicOS):
▪计算虚拟化:
DistributedVirtualMachineManager(DVM)
▪本层的核心是虚拟机技术,通过Hypervisor引擎来虚拟化成多
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