云计算中存储必备的9个要素

云计算中存储必备的9个要素

Todd Loeppke ——Savvis副总裁，首席技术官，存储架构师

介绍 (2)

要素1：性能 (2)

要素2：安全性 (3)

要素3：自动分级存储（ILM） (3)

要素4：存储访问模式 (4)

要素5：可用性 (4)

要素6：可用性 (5)

要素7：次级数据保护 (5)

要素8：存储的灵活性 (5)

要素9：存储报表 (6)

结论 (6)

介绍

在最近对云计算的所有关注中，存储更多地被视为基础平台。时至今日，许多云计算提供的仅仅局限于CPU内核的集合，一定的内存分配，低转速存储，或者加上将来的IP SAN 技术。近来，出现了与云计算和存储相关的有趣的高级技术，例如使用Web Services访问方式，使得访问存储不再受限于设备文件或者NFS挂载点。

典型的数据存储和管理的“企业级特征”在IT架构创新上不断推成出新。存储架构师意识到这些特征对于关键业务和生产应用非常重要，但目前的云计算还缺乏这些特征。本篇白皮书的目标是描述企业云计算中存储必备的9个要素。

要素1：性能

性能需要付出成本。在一个架构好的应用里，性能和成本处于平衡。达到这点的关键是使用合适的技术去匹配企业业务应用的性能，首先要求将企业的业务语言转换成IT模式。因为这种转换困难，通常企业止步于静态的IT架构，无法应对业务变化着的性能需求。企业云计算提供了一个更能应对变化着的性能需求的平台。

在早期的云计算平台里，存储I/O一般都会有较高的延迟。这是因为厂商注意到使云计算的数据更容易访问，但没注意到提高与性能、带宽和IOPS相关的服务级别。有两个原因导致延迟较高：访问的模式和类型，以及存储分布的配置。

访问模式包括位于OSI模型物理层之上的多层协议的组合(如SOAP, NFS, TCP, IP和

FCP)。数据访问包括共享的物理服务层(如以太网)和几个协议层(如SOAP或NFS)，一般比专门的物理层(如FC)产生更多的延迟。市场上大多数云计算平台包括Internet的数据访问，产生了更多的数据访问延迟。

对于存储介质，大多数云计算的市场在RAID或JBOD配置中使用SATA磁盘。因为SATA(有段时间被视为近线磁盘)的性能一般比企业磁盘(一般指FC盘)稍差一些，导致存储设备的性能低于应用的需求。

当你采用低性能存储介质的相对低带宽和高延迟的访问模式时，使用整个存储子系统的企业无法支持更多的关键业务应用的需求。其结果是，这种方案通常仅适用于测试和开发。

相比来说，企业云计算平台需要提供更多不同性能存储层的选择。当性能需求的变化时，例如，应用从测试迁移到生产环境，存储平台应该能使用这种变化。理想的企业云计算的存储应该有多种性能区，能够被调整，以提供合适的I/O性能级别给业务性能的需求。

最后，为了满足企业高端存储的性能需求，云计算方案必须采用高于或者目前正在使用的企业级技术。一般使用FC SAN。此外，如何使用技术与技术本身同等重要。在一个管理环境里，企业级需求下的虚拟机必须能配置成连续提供高性能。

要素2：安全性

安全性和虚拟化通常被视为相互矛盾的。毕竟虚拟化使得应用从物理硬件和网络边界中解放出来。安全性，换而言之，就是建立边界。企业需要考虑虚拟化设计的初始架构。

在大多数云计算市场里，无论公有的还是私有的，数据安全性都是基于信任的，这信任通常都在管理程序里。当多数虚机共享物理LUN，CPU和内存时，由管理程序确保数据是否毁坏或者被错误的虚机访问。这与集群服务器多年来面临的基本挑战相同。任何也许需要接管进程的物理服务器必须能访问数据/应用/操作系统的权限。例如，为了主机外备份，LUN 也许需要映射给公共的备份服务器。

在企业云计算中，有两种方式去保护业务数据。第一种包括保护系统管理程序。主要的目标是：系统尽可能少地被使用，避免任何虚拟机被其他虚拟机造成负面的影响。企业也需要保护LUN被其他服务器访问，如同主机外备份服务器。

其他需要注意的地方是数据分支。企业需要注意仅给需要权限以维护必要功能的物理服务器提供访问路径。这可以通过NPIV(SAN N端口ID虚拟化)使用Zoning、LUN Masking、访问列表、权限配置来完成。

要素3：自动分级存储（ILM）

信息生命周期管理曾经成为非常有效的市场行为的重心，被那些出售分层存储的厂商

所推崇。虽然ILM本质上非常简单——存储的成本与数据的业务价值相匹配，实际的挑战来自于真正的执行效果，众多所谓的ILM方案，粒度都不够细，难以达到这样的目标。

今天，ILM并没有部署到市场上的大多数云计算平台中。原因有两个，第一，在许多云计算中，磁盘常用于典型ILM方案的底层，由于没有更低转速的层将数据迁移过来，ILM 无法部署。第二，许多企业不需要为云计算常用的计算类型而管理数据，例如功能测试/开发，概念验证(POC)，Web服务器测试等。考虑到多种因素，实施ILM策略所需细粒度的复杂性和成本与经济节省的云计算不相符。

根据一些行业报告，70%的数据是静态的。通过将合适的数据存储在合适的介质上，企业能削减成本。他们能意识到通过部署云平台能节省成本，在云计算中实施ILM带来的经济效益意义重大。无需中断应用和增加不必要的操作复杂性，必须成为可能。

为了做到这些，企业必须使用基于策略的块级ILM方法，无论访问方式和应用类型。通过在块这一级跟踪数据的属性，就无需在操作系统这一级执行数据归档或数据迁移。这种方法还能独立于操作系统类型，和独立于用于存储数据的访问方式。它不仅在保持性能(所有的数据写入都在高速层完成)的同时优化存储的成本，而且通过将不使用的数据块沉淀到低速层减少电能的消耗。这很有意义，因为近线存储的电能消耗大概为企业存储的20%。

要素4：存储访问模式

有三种主流方式访问存储空间：基于块的FC SAN或iSCSI SAN，基于文件的CIFS/NFS，通过Web services。基于块和文件的访问方式在企业应用中最常见，使更好地控制性能、可用性和安全性成为可能。在这点上，市场上大多数云计算平台利用Web services的接口，如SOAP和REST(代表性状态传输)访问数据。虽然，这是最灵活的方式，但有性能的影响。理想的情况是，企业云提供全部的三种访问存储的方式，支持不同存储架构。

要素5：可用性

IT架构的维护窗口被大量的缩减，因为企业需要在不同的时区连续不断地支持用户。虽然服务级别协议(SLA)一般与可用性相连，从业务角度看，它难以衡量，因为有着多种架构的复合SLA的重叠。

在前面提到，在市场上大多数云计算平台中，I/O性能最先得到考虑。如果云平台依赖于不被内部IT集团管理的部分架构，那么冗余的架构部分和途径是减少停机风险的最佳方式。虽然，云存储服务提供商在考虑成本的同时继续增加可用性，但是目前市场上的服务级别协议不能满足企业关键应用的需求。

往高里说，企业云计算的存储系统类似于内部的企业存储方案，带有多路径、控制器、分离的光纤、RAID技术、端到端的架构控制/监控，和成熟的变更管理过程。往低里说，存储可用性与今天市场上云计算平台的服务水平相当。为了提供企业需要的服务水平，企业云