gavin_zhang
作者gavin_zhang·2023-09-27 12:00
系统架构师·某股份制银行

信创云环境下,如何部署对象存储和NAS存储实践

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随着中国基础设施能力的快速崛起,使用全信创的技术栈支持生产系统已经从尝试走向正式落地,在落地的过程中,存储作为IT基础设施的三大件(服务器/存储/数据库),是最重要也是技术最复杂的一个基础能力,存储的好坏,不仅影响系统的并发和性能,还极大的影响了系统的可用性(Availability)和可靠性。

一、NAS和对象存储技术对比

NAS和对象存储虽然都是存储分离方案,一般都是采用分布式架构,但是在功能和非功能上,存在较大的差异。针对不同的应用场景。

可以看出NAS和对象存储有着各自的侧重,在实际应用中,可以结合NAS和对象存储能力,从具体的业务需求、数据访问模式、数据容量和增长速率等多个因素进行评估,选择合适的存储方案。

NAS存储文件级别的存储和控制,可进行多种协议访问,通过操作系统层接入,对于应用的侵入性低。可以通过操作系统自带的工具(SMB等)进行访问,易于管理和维护。使用文件接口访问方式,入门门槛低。适合用于应用存储需要随机访问的热数据,不建议用于存储大规模的数据。

对象存储采用一种无文件系统的存储方式,可以避免传统NAS存储中出现的文件系统碎片等问题。同时通过数据拆分,提供更高的并发能力。对象存储灵活性高,可轻松扩展;能够处理大规模数据存储,适用于需要高可靠性的应用程序;提供数据备份和冗余;能够在任何地方较快地存储和检索数据。对象存储适合大规模、高可靠性的分布式数据存储场景,如云存储、大数据存储、长期存储等。

二、 部署方案

1.一体机方案

一体机方案采用专用的存储硬件架构设计,提供开箱即用的部署便利。一体机的方式是传统存储设备的延伸,类似于传统的集中式存储部署方案。

适用场景:

  • 适用于数据规模不大,对响应性能要求高,运维能力受限的场景,比如中小企业,大型企业分支机构,边缘节点的存储等场景。数据量不大可靠性要求很高的核心交易系统存储需求,也可以考虑一体机方案。

特点:

  • 存储设备单元化,易于管理和维护。
  • 部署相对简单,不需要太多专业知识和技能。

优点:

  • 集成度高,构造简单,易于维护。
  • 设备型号标准化,采购方便,容易部署。
  • 专用存储架构,存储利用率更高

缺点:

  • 存储容量有限,难以扩容,不适合大量数据应用场景。
  • 存储性能存在上限,难以满足高并发业务需求。
  • 存储单点故障风险高,对业务运行的稳定性有影响。
  • 专用设备,厂商锁定。

2.分布式方案

分布式存储是基于通用服务器的存储方案,通过软件能力实现高可用的存储方案。分布式方案是和云计算紧密相关连的。AWS的第一个云服务就是对象存储S3服务。

适用场景:

  • 适用于大数据或高访问量的应用场景场景,比如中大型企业的云NAS和对象服务,大数据和AI训练等场景。

特点:

  • 分布式存储系统可以无限水平扩展,适合大数据或高访问量的应用场景。
  • 可以实现数据备份、容错、负载均衡等功能,提高系统的可用性和稳定性。
  • 支持多种协议和接口,可以满足不同类型的应用需求。

优点:

  • 存储容量、性能扩展方便,灵活性高。
  • 分布式可靠性,可支持同城的数据多副本和容错。
  • 数据分散存储,不易发生单点故障。

缺点:

  • 系统部署和维护需要较高的技能和经验。
  • 系统复杂度较高,把握系统整体性能需要较多资源和精力。
  • 系统通信延迟存在,会对性能产生影响。

二、 最佳实践

对象存储作为归档存储服务,同时也作为镜像仓库,支持业务的异地部署和恢复,承载了企业数据的最后一道防线的职责。对象存储的高可用方案对于整个业务系统的可用性起到决定作用。对象存储是云服务的一种,可以采用云服务的部署方式,将距离相近,而且具备一定隔离能力的机房作为独立的可用区(Available Zone),将对象存储集群的部署在不同的可用区,确保在一个甚至是两个独立可用区出现问题时,对象存储可以对外提供服务。异地灾备采用异步复制的方式,根据RPO/RTO和带宽能力,设置合适的同步策略。

分布式NAS可以参考对象存储的部署方式。对于一体机的NAS可以选择采用两地三中心的高可用方案。本地进行实时同步备份,异地采用异步备份。

对于比较成熟的应用框架,可以考虑单中心部署,由应用负责数据的同步复制,这个方案的好处是,应用可以只复制少量的重要数据,大大降低了数据传输的要求。

三、 技术展望

近年来,云存储一直在不断发展,其中NAS和对象存储也不例外。以下是它们的一些发展趋势:

1、数据安全性:数据安全一直是云存储的热点话题,NAS和对象存储也不例外。未来,资料的安全性将成为更加关注的焦点,云存储方案需要加强安全措施,保证资料的机密性和完整性。

2、 高速度和低延迟: 随着云计算的不断普及,越来越多的用户希望能够快速地存取、管理和分析存储在云上的数据。因此,包括NAS和对象存储在内的云存储,都通过底层技术的革新,如存储介质的更新换代,NOF(NVMe over Fabrc)等新的协议,提供高速度和低延迟的存储服务,以满足用户的需求。

3、 高可用性: 随着企业对数据中心的依赖度不断提高,对数据可用性的需求也随之增加。因此,在未来,NAS和对象存储对于数据的高可用性和容错性将会越来越重要,可以提供高可用性的存储服务。

4、 人工智能技术:随着人工智能技术的发展,NAS和对象存储的应用场景也在不断扩展。未来,云存储提供商可以利用人工智能技术,提供更加智能化的存储服务,包括数据分析、自动化管理、数据分类和识别等功能。

5、 大数据处理: 随着大数据时代的到来,处理海量数据的需求也在不断增长。未来,NAS和对象存储需要进一步提高对海量数据的处理能力,提供更加高效的数据处理和管理服务。

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