如何將超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)計原則應(yīng)用于IT存儲

大型企業(yè)的存儲管理員可以借鑒全球主要的超大規(guī)模云計算提供商的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計原則來優(yōu)化自己的存儲系統(tǒng)和操作。

為超大規(guī)模云平臺提供動力的數(shù)據(jù)中心和IT系統(tǒng)代表了IT基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計和實施的頂峰。它們提供超出企業(yè)需要的可擴(kuò)展性、可靠性和吞吐量水平。

也就是說，包括存儲管理員在內(nèi)的企業(yè)IT團(tuán)隊可以從Google、AWS和其他全球主要公有云提供商那里學(xué)到很多東西。通過采用某些超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)計原則，存儲管理員可以致力于打造更具可擴(kuò)展性、彈性和自動化的IT存儲系統(tǒng)。

關(guān)鍵的相似性和差異

超大規(guī)模云計算提供商和企業(yè)IT運營商都在努力適應(yīng)數(shù)據(jù)的爆炸式增長。在支出方面，他們也有相似之處。在構(gòu)建服務(wù)器和存儲系統(tǒng)時，這些支出對云計算運營商和在線服務(wù)提供商都很重要，由于IT系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)以萬計，看似很小的成本將會積少成多。雖然有些企業(yè)不太關(guān)注這樣的成本，并且愿意為值得信賴的云計算供應(yīng)商的產(chǎn)品支付更多費用，但沒有任何IT組織愿意浪費。

為了大限度地降低運營成本(這是IT成本優(yōu)化的一個關(guān)鍵方面)，超大規(guī)模云計算提供商并不需要人工監(jiān)督的每項任務(wù)實現(xiàn)自動化。任務(wù)自動化的關(guān)鍵是軟件，在云計算基礎(chǔ)設(shè)施的背景下，它需要用可以在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器上運行的可擴(kuò)展軟件替換特定功能的硬件。

超大規(guī)模云計算運營商的這些和其他要求以多種方式重塑了服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲行業(yè)，其中包括：

分布式冗余和可擴(kuò)展性的新技術(shù);

專注于由商品組件構(gòu)建的靈活硬件;

伴隨著從專用設(shè)備到在易于更換的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器上運行的軟件定義服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

一旦IT組織和工程師采用云計算方法來處理，它就將所有IT服務(wù)(無論是計算資源還是存儲池)轉(zhuǎn)換為軟件處理。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)計和存儲影響

雖然傳統(tǒng)企業(yè)和公有云基礎(chǔ)設(shè)施之間存在相似之處，但這種類比并不適合。例如，傳統(tǒng)架構(gòu)往往涉及IT團(tuán)隊必須人工管理和修改的高成本基礎(chǔ)設(shè)施。這些架構(gòu)也往往具有少量固定數(shù)量的組件。然而，這種傳統(tǒng)的固定基礎(chǔ)設(shè)施對于公有云來說沒有意義，因為云計算具有按次付費模式;如果企業(yè)減少其基礎(chǔ)設(shè)施足跡，就可以降低成本。公有云資源也會自動擴(kuò)展。因此，隨需應(yīng)變的云服務(wù)屬性不適用于私有基礎(chǔ)設(shè)施。

盡管如此，IT團(tuán)隊可以應(yīng)用以下超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)計原則來優(yōu)化企業(yè)存儲：

(1)采用軟件抽象層

服務(wù)器是第一個虛擬化的基礎(chǔ)設(shè)施層，在物理硬件和邏輯資源之間有一個軟件抽象層。虛擬機(VM)成為企業(yè)應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)運行時環(huán)境。在過去的十年中，隨著虛擬機演變?yōu)槿萜鳎浖摂M化已經(jīng)遍布整個數(shù)據(jù)中心。軟件定義網(wǎng)絡(luò)催生了軟件定義廣域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和虛擬網(wǎng)絡(luò)覆蓋。軟件定義存儲(SDS)已將數(shù)據(jù)存儲設(shè)備與信息管理和數(shù)據(jù)放置控制平臺分離。

最初的軟件定義存儲(SDS)平臺是為特定用途而設(shè)計的，例如為虛擬機實例和數(shù)據(jù)庫提供塊卷。最近的產(chǎn)品變得與格式和協(xié)議無關(guān)，能夠跨多個節(jié)點分片數(shù)據(jù)并將其呈現(xiàn)為邏輯卷、網(wǎng)絡(luò)文件共享或?qū)ο蟠鎯Α榱颂峁┯布撵`活性，軟件定義存儲(SDS)還可以與具有集成JBOD SSD、HDD硬盤和NVMe設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器配套使用。

(2)構(gòu)建服務(wù)而不是基礎(chǔ)設(shè)施

通過將資源與物理硬件隔離，軟件抽象層提供了混合和匹配硬件的靈活性，可以讓團(tuán)隊將資源打包為服務(wù)而不是原始基礎(chǔ)設(shè)施。企業(yè)從超大規(guī)模云計算提供商那里獲得啟發(fā)，使用軟件定義存儲(SDS)提供對象、文件或卷服務(wù)，這些服務(wù)不僅包括容量，還包括備份、長期存檔、版本控制和質(zhì)量保證(QoS)級別等具有價值的輔助功能。

交付服務(wù)而不是基礎(chǔ)設(shè)施也為基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計和相關(guān)服務(wù)的打包提供了靈活性。它可以在不更改交付和計費模型的情況下實現(xiàn)功能和性能升級。借助存儲即服務(wù)，管理員還可以使用具有不同性能和成本特征的服務(wù)器和驅(qū)動器來提供不同的服務(wù)層，以及將數(shù)據(jù)分布在多個數(shù)據(jù)中心和區(qū)域之間以獲得更高的可用性。

(3)自動化設(shè)計

用軟件定義的數(shù)據(jù)和信息管理服務(wù)代替原始存儲也促進(jìn)了任務(wù)自動化。這反過來又降低了運營支出，減少了配置時間，并提高了可靠性。軟件定義存儲(SDS)支持編程控制，因為它公開了大量用于存儲配置、部署、軟件更新和用戶配置的API。如果希望像超大規(guī)模云計算提供商一樣提供存儲，可以在Terraform、Ansible、SaltStack或VMwarev Realize Automation等自動化和基礎(chǔ)設(shè)施即代碼平臺中使用軟件定義存儲(SDS)產(chǎn)品公開的API，因為這會將人工流程轉(zhuǎn)換為可編程腳本。

(4)計劃失敗

服務(wù)器和存儲設(shè)備經(jīng)常宕機。而對于擁有數(shù)十萬臺服務(wù)器和數(shù)百萬個驅(qū)動器的云計算提供商來說，發(fā)生故障屢見不鮮。應(yīng)該為應(yīng)對失敗進(jìn)行設(shè)計，確保宕機的驅(qū)動器或服務(wù)器不會破壞存儲卷或?qū)ο骲lob。一種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)涉及將文件、blob或卷分片為在多個驅(qū)動器、節(jié)點和數(shù)據(jù)中心之間復(fù)制和分布的塊，使用糾刪碼、散列或類似算法來保證數(shù)據(jù)完整性。

有些故障不涉及數(shù)據(jù)破壞，而是損壞或性能損失。云計算運營商可以持續(xù)監(jiān)控此類事件，并使用自動通知系統(tǒng)和腳本來修復(fù)或減輕損害，而無需人工干預(yù)——并且希望在用戶注意到之前解決。監(jiān)控還可以確定任何損壞或中斷的程度，并將傳入的存儲請求路由到完整的副本和未受影響的數(shù)據(jù)中心。

(5)強調(diào)可擴(kuò)展性

IT團(tuán)隊一直在努力滿足存儲容量需求。但是如今，加速的數(shù)據(jù)增長已經(jīng)在許多企業(yè)中帶來了危機。要像超大規(guī)模云平臺一樣構(gòu)建存儲，需要按照摩爾定律類型的增長進(jìn)行設(shè)計。管理員應(yīng)該能夠添加存儲節(jié)點和JBOD陣列以無中斷地擴(kuò)展橫向擴(kuò)展系統(tǒng)。

軟件定義存儲(SDS)對此類設(shè)計至關(guān)重要，因為它將控制平臺(卷、文件和節(jié)點管理和配置)與數(shù)據(jù)平臺(存儲節(jié)點和陣列)分開。因此，向分布式系統(tǒng)添加容量不需要刪除和遷移卷。相反，IT人員可以添加節(jié)點，并使系統(tǒng)能夠在新的可用容量之間自動重新分配數(shù)據(jù)。

與傳統(tǒng)的基于SAN的企業(yè)存儲設(shè)計不同，超大規(guī)模云平臺不會縱向擴(kuò)展和整合——它們橫向擴(kuò)展和分布。他們還使用監(jiān)控遙測和預(yù)測機器學(xué)習(xí)算法來確定容量增加的擴(kuò)展配置文件，其目標(biāo)是在不浪費太多預(yù)留空間的情況下?lián)碛凶銐虻娜萘俊?/p>

(6)記住機器是可替代的

與傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)相比，運行軟件定義存儲(SDS)堆棧的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器可以節(jié)省資金。企業(yè)可以采用廉價的商品服務(wù)器替代昂貴的專有存儲硬件。然而，這些服務(wù)器是可替代的，由于每個文件或數(shù)據(jù)塊都在多個節(jié)點上的驅(qū)動器之間復(fù)制，因此一兩個系統(tǒng)的故障不會影響整個數(shù)據(jù)量。機器互換性和數(shù)據(jù)冗余還讓IT人員可以在方便的時間批量進(jìn)行維修或更換。

企業(yè)的IT組織必須能夠證明橫向擴(kuò)展分布式設(shè)計所需的系統(tǒng)數(shù)量是合理的。

標(biāo)題名稱：如何將超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心設(shè)計原則應(yīng)用于IT存儲
網(wǎng)站路徑：http://www.bm7419.com/news37/202887.html

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