教你實施云存儲

隨著云的興起，作為云架構中數據的存儲體，云存儲也成為備受關注的領域。根據IDC的數據，到2013年，云存儲服務的增長率預計將超過所有其他IT云服務。在未來三四年內，云服務的市場規模將從現在的174億美元增長到442億美元，其中，云存儲的市場比例將從目前的9%增長到14%，也就是說云存儲的市場規模將接近62億美元。

網絡、存儲等這些IT服務，過去在企業內部都是獨立存在的。隨著IT整合的不斷推進，現在這些服務之間的界限越來越模糊了，而它們之間的合作卻越來越多。IT部門在這一過程中能夠節約成本，提高服務能力，可謂受益匪淺。許多企業都發現，這一切都是在朝著云的方向發展。

SAN適用于存儲成本較高、且用途單一的環境。由于數據中心骨干網絡通過建立一條數據傳輸通道來存儲數據，而現在的網絡速度越來越快，這給IT的整合創造了發展機遇。通過基于iSCSI或FCoE(Fibre Channel over Ethernet)的IP網絡，內部存儲云變得越來越有吸引力。傳統網絡連接完全可以滿足IP傳輸(如iSCSI、NFS或CIFS以及FCoE)的需求。

FCoE的出現是為了滿足SAN向企業數據中心的拓展。許多數據中心都是用以太網來為SAN提供TCP/IP網絡或光纖通道的。有了FCoE，光纖通道就成了與傳統網絡不同的另一種網絡協議。因為FCoE直接運行于以太網絡的協議棧中，而iSCSI則運行于TCP/IP。由于FCoE在IP層無法路由，也就不會工作在IP路由的網絡上。

新的數據中心網絡傳輸將包含多種協議，包括傳統的TCP/IP和新的FCoE，同時繼續支持外向型的網絡信息和數據通信。

如果企業比較關注存儲方面的預算，那么應該在考慮云之前做好相應的考察和準備。

什么是云存儲

云存儲是將目前正在使用的各式各樣的后臺技術，包括可擴展的冗余服務器、控制器、存儲和軟件，融合在一起建立一個存儲的“云”。

云存儲模型是從地理上互相分離的地點建立一些磁盤池，并將這些磁盤池看做存儲的邏輯分區，然后一一復制這些分區，最后通過網絡上的全局命名空間安全地將這些合并的存儲顯示給各個用戶。

這些磁盤池具有重復數據刪除、精簡配置、高可擴展性、數據保護和簡單管理等特性。除此之外，磁盤池還應包含帶寬較高的通信網絡，用來保證云存儲的實現。

隨著數據量的幾何級增長，企業的IT預算不增反降，這給企業帶來了巨大的挑戰。目前，企業均在拼命地控制數據量、降低成本，而云存儲可以幫助解決這些問題。

據統計，在企業的存儲環境中，有大約60%到80%的數據已經過時，這些數據都應該存儲在如下所示的第3到6層存儲設備中。

第一層:經營活動用，高速;

第二層:經營活動用，中等速度;

第三層:SAN/NAS(中、高速度);

第四層:SAN/NAS(中、低速度);

第五層:內容索引存儲(CAS);

第六層:虛擬磁帶庫(VTL)。

在大部分數據中心中，還有數量相當可觀的非結構化數據和歸檔數據，這些數據也非常適合云存儲。

內部云和外部云

云存儲分為兩類:內部的和外部的。外部云(也稱公有云)的特征主要是由第三方提供。內部云(也稱私有云)有很多與外部云相同的特征，但是服務是由企業自己提供的。

網絡延遲是選擇內部云還是外部云時必須要考慮的因素。外部云依靠互聯網，主要適合第4層到第6層的數據。與其對應的是，內部云由于本地內部互聯網的帶寬較高，因此可以用于第3層以上的數據存儲。

對于大部分IT部門來說，存儲需求的彈性是決定內部云存儲容量的重要因素。有些廠商可能會預測未來數據量將無限增長，并推銷快速擴展能力、容錯能力、動態擴展以及容量增長規劃等特性，這些其實都是需要慎重考慮的。云不是解決數據無限增長的靈丹妙藥，而是需要有效管理的商品。

另外，在實施之前，還需要定義和理解關鍵性能指標。通常我們認為，不活動數據僅需要占用提供給更高層存儲性能的一小部分。不過，電子發現等并行活動除外。

響應時間和終端用戶的體驗也應當被考慮進來。云解決方案應當能夠滿足一定的服務等級標準或者操作等級標準。由于數據是通過內部網傳輸的，現有網絡承載能力和潛力也應當作為一項考慮因素，主要是因為網絡延遲會帶來一些麻煩的問題。想要找到最佳的云解決方案，網絡的獨立性、數據的重復程度、地理位置的接近程度等統統需要考慮。

任何一種新技術在管理上的簡單程度和實施起來的便捷程度都很重要。因為任何企業引進新技術的任務基本上都是由現有的內部員工完成的。

企業需要確定實施云存儲的人員需求和職責，以及職責和工作時間的分配。這雖然不是純技術問題，但考慮這個問題的過程有助于提高現有員工的綜合素質。

確定云存儲在企業內部是否切實可行還需要嚴謹的思考。首先，需要對數據中心的數據進行分析，從而確定有多少數據可以轉移到云。然后，確定數據如何轉移到云。最初的一部分數據應該是簡單的拷貝過去的;其他數據可能需要借助某些工具按照事先設定好的策略進行遷移。

另外一個重要的問題是經濟方面的可行性。外部云比較適合重視成本控制和拒絕風險的企業;其他企業將在研究了外部云的成本和風險以后選擇內部云。

因為外部云的本質是服務，成本與數據存儲量和合同時間長短有關。而內部云幾乎需要傳統內部存儲需要的一切成本。

特性和功能

云存儲可以僅僅是存儲，也可以是計算和存儲的結合。在云計算領域，有很多特性和功能，服務器和存儲都可以虛擬化，并使用多種不同的網絡協議相連接。在純粹一些的云存儲中，存儲依靠的是以太網上的HTTP(S)、CIFS/NFS、FCIP/iSCSI或者FCoE協議。在基于塊的存儲中也可以實施云存儲，不過需要在其之上使用某種工具來提供文件系統。

預配置、自動分層、重復數據刪除、自動復制以及分布式解決方案等存儲特性已經開始變成主流。

實施云需要警惕以下情況:

● 單個文件過大;

● 小文件數量過多;

● 文件的訪問頻率超過了鏈接協議的支持范圍;

● 擴展云供應商有時會關閉預讀緩存引擎，使終端用戶數據恢復很慢。

收益與擔憂

云存儲的好處有很多，包括能夠提高存儲、網絡等部門之間的協作，提供存儲池的自服務訪問功能等。云存儲可以隨著策略的改變自動調整，包括快捷的預配置、存儲單元釋放以及自動復制等。擴展云的主要問題有:數據的可用性、簽名期限、缺乏定位控制、數據沒有物理訪問路線、網站新組建需要支持擴展云、對額外的帶寬需求更高、對數據必須壓縮和(或)加密，以及可能的法規遵從風險。

內部云可能出現的問題較少，但是用戶仍然對其安全、管理、報警、更新和軟硬件刷新等存在顧慮，還有就是內部云的成本也比較高。不過大部分這些顧慮在現有的存儲體系下也存在，不是什么新鮮事。

云存儲能夠為用戶快速地提供額外的存儲，而不必勞煩存儲管理員。將數據從一個平臺移動到另一個平臺、一個站點移動到另一個站點等都是全自動的，大大減少了存儲管理員的工作負擔。

用戶在固定層實施云存儲，比如備份或者存檔等，將只需要設置一下策略，現有的工具就能夠自動把數據轉移到云存儲中。

有些用戶使用云的目的在于隨著季節性波動能夠快速增加存儲容量，或者需要在數據測試環境中創建一份有用數據的拷貝，這時云會根據用戶設置的策略釋放一些臨時占用空間，并在必要的時候將這些被釋放的數據備份或存檔。

最后，對于自己管理云存儲的用戶來說，可以嘗試使用一些自動創建策略的解決方案。這些方案可能包括預配置和釋放存儲功能。

實施云服務的五個階段有:

1. 集中管理IT，以實現規模經濟和成本構成可視化，并有效控制IT服務。

2. 基于關鍵業務需求提供標準云服務。嘗試為消耗大量資源的應用程序支持提供特殊的解決方案。提高質量、減少預配置時間、降低成本和風險的關鍵在于一致性。標準化是成功進行整合和實現自動化的前提。

3. 虛擬化并整合物理資源。虛擬化和資源整合能夠增加資產利用率和存儲效率。任何級別的基礎設施都可以實施虛擬化;統一的存儲、統一的光纖、虛擬化的服務器，由于應用程序和數據均十分靈活，資產利用率得到了提高，資產壽命循環管理得到了簡化。資源池使產品市場化速度更快，并大量降低成本。

4. 自動化環境。一旦云服務和云過程實現了標準化，基礎設施也實現了虛擬化，自動化就可以隨之而來。自動化工具能夠提高數據提取能力，簡化整個工作流管理，使之更有效率。

5. 自服務和API的委托控制。控制權回到企業/用戶手中是云服務模型成功部署的標志。在應用程序整合和擁有自服務能力以后，應用程序管理員和擁有者可以根據需求實現存儲的彈性供給，根據企業情況選擇不同的性能和數據保護級別，并在應用程序出現異常時自動恢復。不過這也會大大提高對管理員反應能力的要求。要想最大化實現和利用云服務，需要整個組織的協助才能推進各個階段的順利進行。

云存儲標準

云存儲標準可以幫助用戶解決日益增長的數據的可訪問性、安全性、移動性和成本問題，還可以幫助明確定義與數據所有權、歸檔、發現和搜索相關的角色和職責。圍繞數據存儲評估、保證和審計的服務水平協議(SLA)也將得到一致而明確的定義。2009年4月，全球存儲工業協會(SNIA)宣布成立了云存儲技術工作組(TWG)，目前，TWG已擁有140多名成員。

同年6月，該工作組發布了第一個工作文檔《云存儲使用情境和參考模型》。根據該文檔，TWG在2009年夏天提出了云數據管理接口(CDMI)標準。

2009年9月，工作組發布了0.8版本的CDMI規范草案，供公眾瀏覽和評價。TWG的成員企業包括Bycast、思科、HDS、NetApp、QLogic、Sun和Xyratex等。這些企業在CDMI草案發布的過程中做出了卓越的貢獻。CDMI 1.0版本的規范目前還處于草案狀態。

CDMI規范致力于幫助云用戶、服務提供商、開發者和IT硬件/軟件廠商簡化云存儲的各個方面。更準確地說，CDMI定義了應用程序將用于在云中創建、搜索、更新和刪除數據組件的功能接口。客戶端將可以發現云存儲服務的功能，并利用CDMI來管理封裝器和其中的數據。此外，通過CDMI接口還可以在封裝器和它們的數據組件上設定元數據。CDMI還可以用于行政管理和管理型應用程序，以便管理封裝器、賬號、安全訪問和監視/賬單信息，甚至還可以用于其他我們所熟知的協議所訪問的存儲，比如SAN、NAS、FTP、WebDAV和HTTP/REST。CDMI規范1.0版正在尋求SNIA批準。據悉，TWG成員正在進行一項CDMI參考實施，以便推動在該規范基礎上的云存儲部署。

在CDMI規范最初草案發布之后，SNIA成員很快就在2009年10月成立了云存儲行動(Cloud Storage Initiative，CSI)組。該CSI將與TWG一起規范云存儲技術發展的國際標準。CSI的主要目標就是成為云存儲標準推廣的權威組織。CSI正致力于通過教育廠商、開發人員和用戶群體來達成這個目標。CSI的創始成員包括Actifio、Bycast、EMC、Hitachi、HP、LSI、NetApp、Olocity、Sun、賽門鐵克和Xiotech。

作為云生態系統的一部分，CSI也致力于協調其他關鍵標準實體和行業協會。與CSI合作的組織包括開放網格論壇(OGF)的開放云計算接口(OCCI)、桌面管理工作組(DMTF)的云孵化器，以及Could-Standards.org行業wiki。