淺談對象存儲之一：下一代應用的存儲需求

2020-10-30 16:20:40

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隨著企業進入IDC第三平臺的時代，并開始采用下一代應用程序（NGA——也稱為基于云設施的應用程序），企業必須重新審視支持這些應用程序的基礎設施層。NGA對工業界而言是顛覆性的，因為NGA的設計目標中包含了沒有考慮彈性基礎架構的數據層進程——因此數據層進程通過RESTful API與存儲層進行交互。 NGA對基礎設施層的處理方式與當代應用程序（CGA，稱為傳統應用程序）非常不同。為了支持NGA的全部優勢，存儲供應商必須采用嶄新的方式開發下一代“超大規模”存儲系統。他們必須放棄現代存儲系統在規模上受限制的設計，并用與NGA等同或類似的設計原則代替它們。這些設計原則包括：

在所有節點上實現的可橫向和縱向擴展的服務

對容量、文件大小和性能的可靠獨立的處理

用相同的方式處理所有數據，而不管它是如何被獲取的——即不存在不同數據類型的區別

為多數據中心的運維而設計——在數據獲取，分發和彈性方面

如本白皮書所示，DELL EMC的彈性云存儲（ECS）平臺建立在這四個關鍵設計原則之上——借鑒了在超大規模云存儲實施中的原則——并且ECS可以被認為是專門針對NGA而構建的。隨著企業采用NGA，它們有必要考慮使用基于對象的存儲平臺（例如ECS）作為其下一代基礎設施的一部分。

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現狀概述

如今在企業IT中正發生著一個悄無聲息的轉變。企業積極地擁抱IDC第三平臺應用程序（稱為NGA下一代應用程序），NGA有降低部署和運營成本的潛力，同時將推動企業競爭力差異化和盈利能力至新的水平。因此，接受NGA是確定無疑的，它不是一個是與否的問題，而是什么時候以及如何去做的問題。

隨著NGA被廣泛采用，它們正在慢慢地取代當代的應用程序——目前大多數企業IT環境的主力。 IDC認為，從長遠來看，NGA將接管整個應用環境，迫使IT部門徹底改變其部署支持基礎設施的方式

NGA的設計原則包括：無狀態；分布式數據架構；橫向可擴展性；為提升用戶體驗而內置的分析功能。從計算的角度來看，這樣的應用被設計在標準的計算平臺上運行，而沒有對硬件架構有任何依賴。NGA的設計中顧及到了不考慮基礎設施彈性的數據層進程，因此被編寫為通過RESTful API接口與存儲層交互。

NGA有潛力在操作和組織上徹底改變基礎設施層：

在操作上，NGA改變了購買模式 ——它從采購和持續支持的角度改變了供應商 - 買家關系。它引入了一組新的供應商關系，并更改服務級別的協議。

在組織上，NGA使得組織邊界進一步消失。一個由軟件所定義的部署在工業標準硬件上的基礎設施進一步推動了扁平的組織結構—— 所有基礎設施的功能由單個組織執行，并且應用管理員具有對資源供應和管理的更多控制。

當前OBS平臺的限制

市場上的大多數無共享架構的基于對象存儲（OBS）平臺毫無疑問超越了舊的共享存儲平臺，但當達到一定的容量和性能水平時，它們會在可擴展性方面受到限制。例如：

隨著對象的數量超過了幾十億或容量超過幾個PB，它們的性能開始逐漸降低。

雖然它們可以被優化以利于大文件或小文件的訪問，但不能同時處理兩種情況。

它們不能原生地處理多協議訪問，導致了多協議訪問時的額外開銷。

系統不平衡的潛在可能性很大，一致的分片可能導致某些節點變得“過熱”或“過載”。

這樣的限制是由于許多這樣的系統基于主從設計、專用的名稱節點或集中式元數據數據庫節點。在這樣的平臺中，元數據（metadata）存儲在單個主機（或主機群集）的存儲器中。隨著對象數目的增加，名稱節點或元數據節點出現過載，因此加劇了整個系統的性能降級。類似地，如果名稱節點關閉，那么系統在完全恢復名稱節點功能前都無法正常工作。這種系統所采用的簡單對象分片方案還要求必須在文件的容量和性能之間取得折衷。

定義“超大規模”存儲 - 專為下一代應用程序設計

由于NGA對基礎設施層的處理方式與CGA非常不同，為了完全支持NGA，存儲供應商必須采用嶄新的方式開發下一代“超大規模”存儲系統。他們必須拋棄當前的對象存儲系統的限制特征，并采用一些新的基本設計原則，這些原則或多或少地與NGA開發人員采用的基本設計原則一致。納入這樣的設計原則意味著系統應該：

使每個功能橫向和縱向可擴展。因此，每個功能都應實現成為跨所有節點擴展的數據和計算服務。

容量，文件大小和性能三個因素地位等同。其中一個因素的變化不應該損害其他兩個的可擴展性。

對所有數據用相同方式處理，無論它是如何被獲取的。換句話說，不應該有不同數據類型的區分。這使得這個平臺對CGA和NGA都適用。

從底層重新構建，甚至包括多數據中心的運維——在數據訪問，分發和擴展性各方面

基于真正可擴展的數據和元數據分布方案而設計的、基于對象的數據布局（也稱為基于鍵/值的數據布局），正作為IDC第三平臺時代中的可擴展數據持久性方案而日益普及。它對NGA非常友好，因為這樣的應用程序將存儲系統視為可通過RESTful API（稱為對象協議）訪問的更高級別的服務，而不像CGA一樣通過已知的塊或文件協議訪問數據存儲。

ECS彈性云存儲是DELL EMC的第三代基于對象的存儲平臺——專門用于支持NGA的多用途企業級智能存儲。IDC認為DELL EMC在設計ECS中采用的方法使其成為市場上較好的OBS平臺之一。因此，ECS非常適合于通常部署在容器中并通過REST API訪問數據的全局分散的或無狀態的NGA。 ECS的設計目標是：易于擴展；提供可擴展的分布式的全局數據訪問；即使在分布式的配置中，也提供公共云存儲的經濟性。煙臺戴爾電腦