云原生：邊緣云端儲存彈性化

現(xiàn)今包羅萬象的傳感器及物聯(lián)網(wǎng)裝置可以收集云端邊緣的大量數(shù)據(jù)，現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成信息與知識的方式及應(yīng)用程序推陳出新，進而推動能保持彈性化、可擴充性及可靠性的云原生（Cloud-Native）運算方案。

數(shù)據(jù)集為形成知識的重要原料，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成信息與知識的方式及應(yīng)用程序不斷推陳出新，開發(fā)速度可說是前所未見，這推動了云原生的革命，希捷（Seagate）內(nèi)部所部署的智能制造即為示例之一。

透過包羅萬象的傳感器及物聯(lián)網(wǎng)裝置，我們可以收集到各式各樣大量的資料，其中也蘊含著讓人驚嘆的大量知識。然而，實體儲存系統(tǒng)的限制可能會阻礙快速獲取知識。

當(dāng)企業(yè)計劃擴大收集數(shù)據(jù)時，須先考慮數(shù)據(jù)存放位置，以及如何管理儲存數(shù)據(jù)，而這些成本將可能抑制收益。既然現(xiàn)今數(shù)據(jù)大多生成于云端邊緣，企業(yè)組織也正尋找著合適的解決方案，將數(shù)據(jù)存放于邊緣或靠近邊緣，以降低復(fù)雜性。針對這些解決方案，其中關(guān)鍵為可擴充性及可靠性。



 
圖一 : 現(xiàn)今數(shù)據(jù)大多生成于云端邊緣，企業(yè)組織也正尋找著合適的解決方案，將數(shù)據(jù)存放于邊緣或靠近邊緣，以降低復(fù)雜性。（source：Seagate）

云原生運算基金會（The Cloud Native Computing Foundation；CNCF）致力于打造云原生的永續(xù)生態(tài)系統(tǒng)。身為該基金會的成員，Seagate認(rèn)為云原生技術(shù)的創(chuàng)新及實現(xiàn)至關(guān)重要。不論是在公用云、私有云或混合云，云原生運算能協(xié)助企業(yè)組織透過開源軟件，打造并運行可擴充、可靠的應(yīng)用程序。

所謂可靠的儲存架構(gòu)，意昧著不論是在正常狀況下或遭遇考驗時，儲存架構(gòu)皆應(yīng)具備彈性。就邊緣云端儲存來說，我們的目標(biāo)是：即使發(fā)生電壓突波、硬件故障、軟件更新及網(wǎng)絡(luò)漏失（network loss）等狀況，應(yīng)用程序及服務(wù)需能幾乎或完全不受影響地維持運作。

不論在邊緣部署的區(qū)域內(nèi)或區(qū)域間，完整的云原生邊緣解決方案都能保持彈性。

要儲存大量的數(shù)據(jù)，首先需有大量與服務(wù)器或局域網(wǎng)絡(luò)連接的硬盤或機柜。一旦某個硬盤故障，也必須能快速且彈性地復(fù)原，而恢復(fù)的時間也應(yīng)越短越好。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)磁盤陣列，欲在18TB大容量硬盤上重建數(shù)據(jù)復(fù)本，可能需耗費數(shù)日。Seagate ADAPT數(shù)據(jù)保護技術(shù)可將數(shù)據(jù)分散到機柜里的每臺硬盤以強化防護。如此一來，部署內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)或中央處理器不必承擔(dān)額外負載，并可將重建時間縮短至數(shù)小時內(nèi)。

近年來隨著自然災(zāi)害逐漸增加，儲存解決方案顯然也應(yīng)具備地點彈性。這代表數(shù)據(jù)應(yīng)有一個或多個復(fù)本并分散儲存于不同地區(qū)的數(shù)據(jù)中心。而Seagate的Lyve Mobile產(chǎn)品與服務(wù)可解決大容量行動儲存及數(shù)據(jù)傳輸移動，分布式的系統(tǒng)或同步數(shù)據(jù)復(fù)制可支持實時容錯備援。

至于大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)對象，Seagate CORTX智能對象儲存軟件可為其提供所需的地點彈性。而Kubernetes的永久儲存，檔案及區(qū)塊儲存容積（file- and block-level volumes）可提供敏捷性并確保高效能。此外，LINBIT的LINSTOR容器區(qū)塊儲存管理軟件為開源的儲存定義服務(wù)平臺，與Kubernetes容器儲存接口相輔，可處理經(jīng)編排（orchestrated）的微服務(wù)數(shù)據(jù)放置與排程。比起將數(shù)據(jù)移至核心，將容器移至邊緣可將總持有成本降到更低。 LINSTOR為一款編排軟件，可于Linux（LVM、ZFS、VDO、Luks、DRBD）等儲存建構(gòu)塊上構(gòu)建功能豐富且高效的儲存容積，并附有可直接連接的儲存設(shè)備。

將Seagate Exos儲存平臺結(jié)合LINSTOR的同步復(fù)制功能，可創(chuàng)造出具有豐富功能的企業(yè)級彈性解決方案，并可與任何其他公用或私有云端解決方案結(jié)合。這些平臺的開源性質(zhì)提供操作敏捷性，讓解決方案的各個層次皆具可視性。


 
圖二 : Seagate Exos 儲存可于于任何儲存軟件層內(nèi)呈現(xiàn)區(qū)塊儲存設(shè)備。（source：Seagate）

Seagate Exos 儲存可于于任何儲存軟件層內(nèi)呈現(xiàn)區(qū)塊儲存設(shè)備。Seagate專為 LINSTOR開發(fā)的Exos后端驅(qū)動程序，藉此協(xié)助Seagate ADAPT硬件磁盤陣列加速器的細粒度數(shù)據(jù)控制。有了這樣子的驅(qū)動程序解決方案，不論是以硬件為基礎(chǔ)的精簡布建、SSD/HDD 的自動分層或者是快照，都可由 Kubernetes 透過異地復(fù)制加以編排。

此解決方案具有多主機可感知（multi-host aware）資源管理的新功能。具備1.5PB容量的單一 Exos系統(tǒng)可直接鏈接8個應(yīng)用程序服務(wù)器，搭配LINSTOR鏈接Kubernetes PVC（Persistent Volume Claim）與容錯的邏輯扇區(qū)。Kubernetes可運用LINSTOR的資源定義，編排運算節(jié)點與儲存連結(jié)間的配對，以兼顧負載平衡與敏捷性。

（本文作者Tom Prohofsky 為Seagate Technology技術(shù)長辦公室資深工程主管）