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    分布式存儲紅海中,看天翼云HBlock如何突圍?

    科技云報道原創(chuàng)。

    過去十年,隨著技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新和新應用場景的大量涌現(xiàn),企業(yè)IT架構(gòu)出現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)和敏態(tài)的混合化趨勢。

    在持續(xù)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)的同時,這些新應用、新場景在基礎(chǔ)設(shè)施層也普遍基于敏態(tài)的分布式架構(gòu)構(gòu)建,從而對存儲技術(shù)提出了新的要求。

    正因如此,分布式存儲憑借高安全性、可靠性、可用性、易于擴展等特性,在敏態(tài)業(yè)務(wù)中得到了快速發(fā)展。短短幾年內(nèi),國內(nèi)分布式存儲增長率節(jié)節(jié)攀升,市場規(guī)模不斷擴大。

    中國信通院調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2021年中國分布式存儲市場規(guī)模達到178億元,年增速44%;預計未來三年,市場仍將保持40%以上的增長率。

    盡管市場上的分布式存儲產(chǎn)品和解決方案層出不窮,但如何提高企業(yè)存儲資源利用率,既要“存得下”,又要“讀得快”,還要“成本低”,其實是一件非常不容易的事情。

    在天翼云最新發(fā)布的存儲資源盤活系統(tǒng)HBlock中,我們看到了分布式存儲的新“解題思路”。

    企業(yè)“沉睡” 存儲亟待“盤活”

    隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,企業(yè)不斷采購服務(wù)器進行現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)更新以及新業(yè)務(wù)系統(tǒng)搭建。為了滿足系統(tǒng)性能和升級擴容等要求,企業(yè)一般購買超過實際數(shù)據(jù)容量需求3-4倍的磁盤,不可避免會造成資源閑置。

    《計算機世界》的一篇文章曾指出“數(shù)據(jù)中心30%的物理服務(wù)器處于沉睡狀態(tài)”。麥肯錫公司發(fā)布研究也表明,有高達30%的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器“功能失效”。由此可見,優(yōu)化“沉睡”的服務(wù)器將會給企業(yè)帶來巨大收益。

    目前,國內(nèi)外企業(yè)普遍存在大量的利舊服務(wù)器需求,但是經(jīng)常會面臨異構(gòu)硬件難兼容、舊型號設(shè)備與軟件不適配、弱電弱網(wǎng)等混沌環(huán)境帶來的不穩(wěn)定和降速問題。

    在實際方案設(shè)計中,存儲盤活效果也并不理想。究其根本,主要有異構(gòu)存儲和數(shù)據(jù)孤島兩大原因:

    在企業(yè)IT系統(tǒng)中,存儲設(shè)備往往來自不同供應商,這意味著不同的底層架構(gòu)、不同的管理界面、功能、性能以及運維升級的操作都會有很大的差別。一旦存儲升級,就必須找到相應的供應商進行操作,因此企業(yè)很容易被供應商所綁定。

    同時,由于存儲設(shè)備來自多個廠商,多個存儲網(wǎng)絡(luò)之間很難實現(xiàn)相互協(xié)作,數(shù)據(jù)孤島無疑將極大的增加企業(yè)存儲系統(tǒng)的管理難度和運維成本。

    除了盤活利舊、解除存儲供應商綁定等需求,企業(yè)也面臨著綠色數(shù)據(jù)中心的挑戰(zhàn)。

    在2030“碳達峰”背景下,企業(yè)積極探索如何響應數(shù)據(jù)中心能源消耗巨大的課題,而通過擺脫沉睡服務(wù)器和提高能源效率,是解決數(shù)據(jù)中心資源空跑、利用率低等問題的必經(jīng)之路。

    不難發(fā)現(xiàn),無論從何種角度考慮,盤活企業(yè)存儲資源已勢在必行。在這種背景下,分布式存儲憑借靈活、可靠性強、擴展性強等優(yōu)勢,成為解決存儲資源閑置、提高資源利用率的理想技術(shù)路線。

    就在今年,天翼云推出了一款革命性的分布式存儲產(chǎn)品“存儲資源盤活系統(tǒng)HBlock”,正是針對盤活存儲資源這一挑戰(zhàn)而誕生的。作為業(yè)內(nèi)首款存儲資源盤活系統(tǒng),天翼云HBlock是如何解決這一棘手難題的?

    天翼云HBlock 為存儲“提質(zhì)增效”

    正如前文所說,盤活存儲資源并不是件容易的事,為了解決異構(gòu)存儲、數(shù)據(jù)孤島等挑戰(zhàn),天翼云HBlock創(chuàng)新性地提出了純軟件、全用戶態(tài)的分布式存儲產(chǎn)品形態(tài)。

    首先,HBlock全部運行在用戶態(tài),與硬件驅(qū)動程序完全解耦,因此支持多種指令集架構(gòu)、不同型號配置的服務(wù)器混合組成集群,可與企業(yè)現(xiàn)有應用混合部署于同一操作系統(tǒng)中,且不影響現(xiàn)有應用的運行,以盡可能盤活更多的存儲資源。

    其次,作為一款全用戶態(tài)的純軟件,HBlock安裝包只有170MB左右,可以安裝在任何主流Linux操作系統(tǒng)上,把分散在各服務(wù)器中的存儲空間整合成高性能虛擬資源池,通過分布式多控制器架構(gòu)保證了低延遲、高可用、易擴展。

    同時,HBlock還提供功能全面的控制臺、命令行,以及完善的API接口,通過標準存儲協(xié)議為上層應用提供分布式存儲服務(wù),解決了異構(gòu)存儲與數(shù)據(jù)孤島問題。

    事實上,想要解決盤活存儲資源的挑戰(zhàn),還有一個重要的前提,就是要滿足企業(yè)對于數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)環(huán)境高適應性的要求,才具備實際的落地性。

    但是,想要提高穩(wěn)定性就要限定環(huán)境,想要適應各種環(huán)境就容易出現(xiàn)不穩(wěn)定,那么天翼云HBlock是如何解決這一難點的呢?

    據(jù)天翼云國際業(yè)務(wù)事業(yè)部存儲研發(fā)專家武志民介紹,天翼云HBlock主要從高可用、高可靠、高性能三個方向進行了技術(shù)攻堅:

    在高可用方面,采用基于MPIO的“一主多備”方案??稍跀?shù)據(jù)層面實現(xiàn)秒級故障切換,提高服務(wù)可用性;集群模式下所有服務(wù)都采用冗余方式部署,實現(xiàn)從服務(wù)器整機、單鏈路到單個磁盤部件發(fā)生故障而不受影響。

    在高可靠方面,支持多副本和糾刪碼,每個存儲卷都可以選擇自己的冗余方式。當一份數(shù)據(jù)丟失的時候,可以通過其他的冗余數(shù)據(jù),將丟失的數(shù)據(jù)快速重建,降低數(shù)據(jù)丟失的概率。

    同時,支持節(jié)點、磁盤兩個級別的故障域,以適應多種部署需求。在數(shù)據(jù)校驗方面,支持客戶端服務(wù)器校驗、集群內(nèi)部全流程校驗、多臺服務(wù)器間數(shù)據(jù)校驗等多種校驗方式,嚴格確保數(shù)據(jù)的一致性,并且在檢測到異常的時候能夠自動啟動數(shù)據(jù)恢復進程。

    在高性能方面,HBlock通過寫緩存與讀緩存的優(yōu)化設(shè)計來實現(xiàn)。

    其中,寫緩存支持三種緩存模式:WriteBack, WriteThrough, WriteAround,分別適用于對讀寫性能要求較高、對數(shù)據(jù)的安全性要求較高且寫少讀多、對數(shù)據(jù)的安全性要求較高且寫少讀少的場景。

    讀緩存會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)距離和節(jié)點負載選擇最合適的節(jié)點去讀取數(shù)據(jù),并根據(jù)不同用戶場景自動調(diào)整緩存大小、判斷緩存預讀,從而大幅度提升客戶端小IO順序讀的性能,減少客戶端讀請求的響應延時。

    測試數(shù)據(jù)顯示,在全SSD環(huán)境下,HBlock單卷IOPS可達15萬次,讀寫延遲200微秒。

    在規(guī)模層面,節(jié)點數(shù)可以達到1024,支持PB級別存儲資源池。支持彈性擴容,不中斷業(yè)務(wù),可隨時下架高能耗設(shè)備,替換為低能耗設(shè)備。以上數(shù)據(jù)均為業(yè)內(nèi)上游水平,全面超過了開源Ceph。

    值得注意的是,目前市場上絕大多數(shù)的分布式存儲產(chǎn)品都在高可用、高可靠、高性能方面下足了功夫,但為何天翼云HBlock在盤活存儲資源方面獨具優(yōu)勢?我們認為有兩個特點值得關(guān)注:

    一是,大多數(shù)的分布式存儲產(chǎn)品,其關(guān)鍵核心模塊都是依賴于Linux內(nèi)核,按照軟硬一體的模式進行售賣。而HBlock通過自主研發(fā),存儲軟件與硬件驅(qū)動程序完全解耦,因此適用于市面上通用的標準化服務(wù)器,兼容常見的Linux操作系統(tǒng)等。

    二是,作為一款主打盤活、提高資源利用率的分布式存儲產(chǎn)品,HBlock內(nèi)置利舊檢測工具。用戶可以在正式部署前,全面檢測自身硬件狀態(tài)并進行評估,以了解是否適合部署HBlock,以及部署后會取得什么效果。

    總體而言,天翼云HBlock不僅可以滿足企業(yè)對于數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)環(huán)境高適應性的要求,還可以利用全部空閑存儲資源,幫助企業(yè)解決存儲資源閑置的難題,真正實現(xiàn)降本增效。

    深入場景才經(jīng)得起考驗

    如今隨著企業(yè)業(yè)務(wù)應用類型的多元化,存儲的使用場景也在走向多樣化。

    一款存儲產(chǎn)品能否在性能、穩(wěn)定性、可靠性等方面跟上應用趨勢的迭代步伐,適應各種業(yè)務(wù)場景的新需求,決定了它是否能夠真正應用落地。

    天翼云HBlock正是掐準了不同場景對于存儲需求的脈搏,在釋放企業(yè)數(shù)據(jù)價值的過程中大展身手。目前,HBlock不僅支持私有云存儲場景,還支持混合云存儲、第二存儲等多種需求場景。

    以金融行業(yè)為例,由于企業(yè)對信息安全的要求高,普遍采用私有云建設(shè)模式。

    而HBlock支持構(gòu)建私有云存儲底座,靈活納管各類服務(wù)器,它可以替代傳統(tǒng)SAN存儲,支持對接OpenStack、Kubernetes,也可以在上面部署VMware、KVM等主流虛擬化平臺來支撐業(yè)務(wù);適配多種芯片架構(gòu)、國產(chǎn)化操作系統(tǒng),做到安全又高效。

    同時,HBlock支持與公有云對象存儲連接,實現(xiàn)混合云存儲,提供本地和云端兩種部署方式,并支持不同緩存策略,實現(xiàn)存儲空間的按需使用、彈性擴展。

    此外,HBlock還適用于第二存儲場景,存儲非關(guān)鍵數(shù)據(jù),包括備份和容災數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、歸檔數(shù)據(jù)等,提高服務(wù)器資源利用率,實現(xiàn)業(yè)務(wù)快速上線。

    目前,HBlock已在政務(wù)、金融、能源、醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)場景中實現(xiàn)廣泛應用。

    也正是基于存儲核心技術(shù)創(chuàng)新,以及深入場景釋放企業(yè)價值,天翼云HBlock斬獲了“可信云2022-2023年度技術(shù)最佳實踐-基礎(chǔ)服務(wù)類-分布式存儲技術(shù)”大獎、第六屆分布式存儲高峰論壇“2023分布式存儲產(chǎn)品金獎”等系列大獎,獲得了業(yè)界的充分認可。

    結(jié)語

    據(jù)Gartner預測,到2024年,全球50%的存儲容量將以軟件定義存儲的形式部署。

    可以肯定,未來十年,分布式存儲的相對市場份額將不斷增長。面對愈加復雜的業(yè)務(wù)場景,企業(yè)對分布式存儲系統(tǒng)也提出了更多新的需求。

    天翼云存儲資源盤活系統(tǒng)HBlock正是把握住了時代的機會,敏銳洞察到企業(yè)的切身需求,為企業(yè)有效盤活存儲資源、提升基礎(chǔ)設(shè)施運營管理水平、實現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展打下了堅實的存儲底座。

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    2023-09-18
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