集中式儲存在基於雲的“敏態”架構下還有市場嗎？

在過去的20多年時間裡，企業資料中心的IT架構經歷了封閉式、開放式和混合式三個發展階段。現在的混合式架構主要指“穩態”和“敏態”相結合的混合雙模式IT架構。對於金融行業，尤其是銀行客戶而言，“穩健”依然是整個企業平穩發展的基石，任何沒有建立在穩定基礎上的行業創新，都像是無根的浮萍。另一方面，網際網路、雲端計算等新興技術的創新性讓很多金融機構有機會透過差異化業務進行創新，並獲得更多的使用者的青睞。因此“穩態”和“敏態”的IT架構成為大多數銀行客戶的選擇。

資料是企業最重要的核心資產，資料的儲存任何時候都是使用者最為關心的。在“穩態”IT架構中，基於SAN架構的集中式儲存憑藉其高吞吐低延時的優越效能以及突出的穩定性和可靠性備受使用者青睞。在“敏態”架構中，分散式儲存憑藉其良好的擴充套件性成為主流儲存選擇。那麼集中式儲存在以雲技術為基礎的“敏態”架構下是否依然有市場呢?本文將進行這一話題的談論。

一、集中式和分散式儲存的區別

集中式儲存和分散式儲存特點顯著分明，集中式儲存具有穩定可靠性好，資料服務豐富，有良好的資料一致性及儲存容災解決方案，介面標準相容性廣泛，效能強等優點。同時集中式儲存存在著擴充套件性等方面的限制。當然隨著技術的發展，集中式儲存目前處於第五代儲存階段，儲存效能和時延提升到了相當高的水平，同時在擴充套件性上主流品牌產品均支援橫向叢集擴充套件以應對單一的大規模應用場景。

分散式架構的儲存，擴充套件叢集規模大，硬體成本低廉，另一方面也存在著單節點效能低，延時高 , 資料弱一致性，標準不統一且非常依賴網路環境和頻寬，如果網路發生抖動或者故障，都可能會影響分散式儲存系統執行。

分散式儲存和集中式儲存的使用主要區分可在業務型別上，分散式儲存主要的特點在擴充套件性和高併發下的聚合頻寬上，集中式儲存主要特點在IO處理能力和延遲上，所以需要根據自身的業務特性對儲存進行選擇。資料增長快、複用要求高、架構要求靈活擴充套件的採用分散式儲存。業務重要性高、資料規模穩定、需求場景相對單一，對IO時延要求高的業務採用集中式儲存。

二、資料中心建設模式的變化

傳統資料中心建設方式採用三層架構部署，儲存架構為SAN，前端應用環境主要包括兩類：伺服器虛擬化和資料庫應用。這兩類主要應用對儲存的要求為低延遲、高併發，對儲存效能(IOPS和Throughout)和儲存可靠性要求極高。

隨著現代應用架構(電子商務、雲原生、微服務、分散式應用、DevOps)的流行，使用者開始將越來越多的傳統應用進行改造和重構，遷移到雲端部署。相應地，資料儲存採用雲分層儲存技術，或直接採用雲端儲存。資料中心建設模式的這種變化也可以成為雲化。

那麼在雲化環境下，在雲平臺的基礎架構層該使用什麼樣的儲存技術呢?目前國內的主流雲平臺產品大都是基於OpenStack開發的，通常會採用基於Ceph開發的分散式儲存作為雲平臺的主要後端儲存。

Ceph是一種為優秀的效能、可靠性和可擴充套件性而設計的統一的、分散式檔案系統。效能主要是透過放棄傳統集中式儲存後設資料定址的方案，採用CRUSH演算法，資料分佈均衡，提高並行度。可靠性主要透過設定多副本，支援故障域隔離等技術實現。高可擴充套件性主要體現在架構去中心化，擴充套件靈活。Ceph 的統一體現在可以提供檔案系統、塊儲存和物件儲存三種儲存介面。

如今商用市場上的OpenStack+Ceph的配合打得很好，造成了大家都認為雲平臺就該掛分散式儲存。其實不然，雲平臺也可以使用集中式儲存，而且在某些特定場景下集中式儲存反而更有優勢。

三、集中式儲存對接雲平臺的可行性

作為目前目前最流行的IaaS框架，OpenStack 在Folsom 版本開始，將之前在Nova 中的部分永續性塊儲存功能分離出來，獨立為新的元件Cinder。Cinder是OpenStack中提供儲存服務的API框架，用來為後端不同的儲存結構提供統一的介面使其與OpenStack進行整合。不同的塊裝置服務廠商在Cinder中實現其驅動支援。後端的儲存可以是DAS、NAS、SAN、物件儲存或者分散式檔案系統。由於在雲端計算領域OpenStack受歡迎度非常高，因此眾多儲存廠商如NetAPP、IBM、EMC和眾多開源快儲存系統均提供了對Cinder的支援，這也為在雲平臺基礎架構層使用SAN儲存提供了技術基礎。那麼實際部署時需要提前考慮哪些因素呢?

當使用者規劃是否可以在雲平臺下使用集中儲存時，需要首先考慮兩個方面。

第一，自己使用的雲平臺是不是基於OpenStack開發的，如果不是，那可能都沒有SAN的介面。國內的主流雲平臺產品大都是基於OpenStack開發的，但也存在少量的自研雲平臺。大多數國內供應商都是基於OpenStack架構開發的產品。所以，我們所說的集中儲存和雲平臺對接，大都會演變為和OpenStack的某個版本進行對接。

第二，基於Openstack的雲平臺透過使用Cinder來對接FC-SAN集中式儲存，Cinder只提供框架，需要透過呼叫FC-SAN裝置廠商提供的Driver來使用和管理。這方面需要雲平臺廠商配合。如果確實計劃使用集中儲存作為雲平臺底層儲存池但又遇到雲平臺廠商不支援和該品牌或者型號儲存驅動對接時，可以採用在雲平臺的儲存節點掛載FC盤，然後再以lvm、filesystem或ceph osd的方式來對接雲平臺Cinder介面，但這樣有著不可避免的效能損耗，並非最佳選擇。目前國內大部分基於OpenStack開發的雲平臺產品中已經整合主流儲存廠家的FC驅動，可以讓Cinder與儲存底層對接，得到更高和更穩定的效能表現。

四、集中式儲存如何在雲環境下部署

上文提到由於國內的主流雲平臺產品大都是基於OpenStack開發的，所以我們所討論集中儲存和雲平臺的對接，其實演變為和OpenStack的某個版本進行對接。在OpenStack部署集中儲存主要有兩種部署組網方式，分別為IP-SAN和FC-SAN。

1.IP-SAN

顧名思義，在雲平臺底座透過IP-SAN方式部署集中儲存也就是雲平臺的儲存節點透過IP網路連線集中儲存。架構圖如下：

由於OpenStack架構是執行在IP組網中的，因此這種方式更接近於客戶希望點。當然目前都建議使用10Gb甚至更高速率的乙太網。使用IP-SAN方式的優點在於無需在客戶網路環境中部署兩套網路，網路成本更低。另一方面由於儲存網路是基於IP網路，無需協議轉換，節省效能。同時可以藉助集中儲存成熟的雙活和複製的功能實現兩地三中心高可用架構。IP可達，災備可達。

2.FC-SAN

由於集中儲存的使用場景通常是FC方式，在雲平臺中使用FC-SAN方式接入集中儲存是集中儲存廠商更希望看到的。

架構圖如下：

使用這種方式接入的優點是FC-SAN的傳輸穩定性和安全性高於IP-SAN。缺點則有兩個方面，一是除IP網路之外，必須再部署一套基於FC協議的SAN網路，增加了網路管理的複雜度。二是SAN網路的部署成本較高，伺服器的HBA卡和SAN交換機價格不菲，尤其是在叢集規模較大的雲平臺環境中，FC的開銷可能會相當高。

兩種部署方式特點鮮明，IP-SAN方式更適合規模較大、業務特點小而多的雲平臺場景，FC-SAN則更適合雲規模相對不大，但云上業務重要性較高的業務場景。

五、集中式儲存在雲環境下特定場景的優勢

現代資料中心的建設模式不論如何發展，無論是傳統集中式架構還是雲化等分散式架構，使用者的資料始終是最重要的核心資產，資料安全和儲存系統的可靠性始終是使用者最為關心的。在這方面集中式儲存憑藉其特性佔有先天優勢，主要體現在以下幾個方面。

1、便於遷移，實現利舊

如果使用者原來的資料就在集中儲存裡，上雲後資料依然儲存在原來的儲存裡，可避免資料遷移的麻煩和遷移過程中資料丟失的風險。另一方面也降低再次採購儲存的成本，保護了使用者的原有投資。

2、效能可期、擴充套件可靠

SAN儲存效能優異，表現穩定，資料訪問有可靠性、實時性、一致性保證。同時，現在主流品牌SAN儲存產品均支援橫向叢集擴充套件，可實現控制器節點和磁碟櫃靈活線上擴容，儲存效能和儲存容量可獨立按需線性增長。

3、雲可變、資料安全

作為使用者的核心資產資料，如果存放到某雲廠商的雲平臺中，其業務今後就被其徹底繫結，後期維護、業務調整、擴容及災備建設等，都只能依託這家雲廠商來運作。因此使用者在規劃雲平臺架構時，可以將核心資產資料與業務分開規劃。資料儲存在開放、標準的SAN儲存中，只有業務上雲。核心資料資產解除與雲平臺廠家之間的繫結關係。

4、資料可靠性管理簡單高效

業務上雲後，放在儲存中的資料根據使用者對資料可靠性、實時性要求，可以做雙活、全閃、快照、複製、備份等專業儲存的特色功能，比在雲上實施簡單、靈活，效率高，資料恢復時間受控，後期建設及維護成本也低。