云原生：邊緣云端儲(chǔ)存彈性化

現(xiàn)今包羅萬(wàn)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(shí)的方式及應(yīng)用程序推陳出新，進(jìn)而推動(dòng)能保持彈性化、可擴(kuò)充性及可靠性的云原生（Cloud-Native）運(yùn)算方案。

數(shù)據(jù)集為形成知識(shí)的重要原料，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成信息與知識(shí)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(dòng)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(wàn)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(yùn)含著讓人驚嘆的大量知識(shí)。然而，實(shí)體儲(chǔ)存系統(tǒng)的限制可能會(huì)阻礙快速獲取知識(shí)。

當(dāng)企業(yè)計(jì)劃擴(kuò)大收集數(shù)據(jù)時(shí)，須先考慮數(shù)據(jù)存放位置，以及如何管理儲(chǔ)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(duì)這些解決方案，其中關(guān)鍵為可擴(kuò)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(yùn)算基金會(huì)（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(huì)的成員，Seagate認(rèn)為云原生技術(shù)的創(chuàng)新及實(shí)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(yùn)算能協(xié)助企業(yè)組織透過開源軟件，打造并運(yùn)行可擴(kuò)充、可靠的應(yīng)用程序。

所謂可靠的儲(chǔ)存架構(gòu)，意昧著不論是在正常狀況下或遭遇考驗(yàn)時(shí)，儲(chǔ)存架構(gòu)皆應(yīng)具備彈性。就邊緣云端儲(chǔ)存來(lái)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(yùn)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(chǔ)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(jī)柜。一旦某個(gè)硬盤故障，也必須能快速且彈性地復(fù)原，而恢復(fù)的時(shí)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(fèi)數(shù)日。Seagate ADAPT數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)可將數(shù)據(jù)分散到機(jī)柜里的每臺(tái)硬盤以強(qiáng)化防護(hù)。如此一來(lái)，部署內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)或中央處理器不必承擔(dān)額外負(fù)載，并可將重建時(shí)間縮短至數(shù)小時(shí)內(nèi)。

近年來(lái)隨著自然災(zāi)害逐漸增加，儲(chǔ)存解決方案顯然也應(yīng)具備地點(diǎn)彈性。這代表數(shù)據(jù)應(yīng)有一個(gè)或多個(gè)復(fù)本并分散儲(chǔ)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(dòng)儲(chǔ)存及數(shù)據(jù)傳輸移動(dòng)，分布式的系統(tǒng)或同步數(shù)據(jù)復(fù)制可支持實(shí)時(shí)容錯(cuò)備援。

至于大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)對(duì)象，Seagate CORTX智能對(duì)象儲(chǔ)存軟件可為其提供所需的地點(diǎn)彈性。而Kubernetes的永久儲(chǔ)存，檔案及區(qū)塊儲(chǔ)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(chǔ)存管理軟件為開源的儲(chǔ)存定義服務(wù)平臺(tái)，與Kubernetes容器儲(chǔ)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(chǔ)存建構(gòu)塊上構(gòu)建功能豐富且高效的儲(chǔ)存容積，并附有可直接連接的儲(chǔ)存設(shè)備。

將Seagate Exos儲(chǔ)存平臺(tái)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(jí)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(tái)的開源性質(zhì)提供操作敏捷性，讓解決方案的各個(gè)層次皆具可視性。


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

Seagate Exos 儲(chǔ)存可于于任何儲(chǔ)存軟件層內(nèi)呈現(xiàn)區(qū)塊儲(chǔ)存設(shè)備。Seagate專為 LINSTOR開發(fā)的Exos后端驅(qū)動(dòng)程序，藉此協(xié)助Seagate ADAPT硬件磁盤陣列加速器的細(xì)粒度數(shù)據(jù)控制。有了這樣子的驅(qū)動(dòng)程序解決方案，不論是以硬件為基礎(chǔ)的精簡(jiǎn)布建、SSD/HDD 的自動(dòng)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(jī)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(gè)應(yīng)用程序服務(wù)器，搭配LINSTOR鏈接Kubernetes PVC（Persistent Volume Claim）與容錯(cuò)的邏輯扇區(qū)。Kubernetes可運(yùn)用LINSTOR的資源定義，編排運(yùn)算節(jié)點(diǎn)與儲(chǔ)存連結(jié)間的配對(duì)，以兼顧負(fù)載平衡與敏捷性。

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