共享是偉大的,但是共享是否能夠提高私有云存儲服務性能呢?可考慮使用新型固態(tài)硬盤(SSD)和網(wǎng)絡選項來幫助您獲得您所需的速度。
私有云可提供一個集敏捷性、靈活性和運營開銷于一體的定價模式——但是其性能,尤其是與存儲服務相關的性能,將是一大挑戰(zhàn)。當用戶在管理私有云時,管理員們需要經常地了解底層存儲資源的使用狀況以避免出現(xiàn)存儲資源短缺的情況。
企業(yè)中的所有用戶都在共享使用他們的私有云存儲服務。這是可能的,因為私有云是網(wǎng)絡存儲,同時根據(jù)數(shù)據(jù)中心的配置,私有云可能距離服務器實例僅數(shù)步 之遙。網(wǎng)絡和協(xié)議的延遲將降低帶寬的可用性,但是真正對私有云存儲性能產生不利影響的是,底層存儲資源是共享使用的這一事實。對于每一個硬盤驅動器(這仍 然是云環(huán)境中存儲資源物理的普遍存在)而言,無論其容量有多大,它們都能夠提供每秒150次的I/O操作(IOPS)。對于目前一般系統(tǒng)已安裝硬盤驅動器 約為4TB的容量來說,這僅僅相當于三年前單位TB IOPS 的四分之一。換而言之,存儲速度正在變慢。
性能變化問題也同樣源于私有云存儲資源的共享特性。I/O事件往往是突發(fā)性而非穩(wěn)定性的。如果流量并不繁忙,那么遠超平均水平的I/O突發(fā)應用事件 將可獲得快速的服務響應。但是,有時候一個高流量應用的租戶鄰居會長期占用I/O系統(tǒng),從而影響服務器上所有其他租戶并導致他們需要更長的運行時間,造成 工作滯后。
固態(tài)硬盤提高云存儲性能
優(yōu)化您的私有云存儲資源的一個方法就是效仿大型云服務供應商(CSP)的做法。CSP們針對計算應用和存儲應用分別推出了各種不同的實例選擇。固態(tài) 硬盤(SSD)存儲和全閃存緩存是兩個用戶可以部署并提高IOPS的新技術,同時隨著固態(tài)硬盤產品價格不斷地向傳統(tǒng)硬盤看齊,我們可以預計SSD存儲產品 在未來三年內成為市場中的一個可選項。
SSD提高IOPS的幅度是相當巨大的,相對于傳統(tǒng)硬盤其增幅范圍從100倍到1000倍各不相同。這一性能飛躍將有助于解決共享網(wǎng)絡存儲反應緩慢 的問題,但這樣一來,現(xiàn)在的網(wǎng)絡和存儲設施控制器就變成了瓶頸,從而使多租戶環(huán)境仍然會受到其中高流量鄰居租戶的影響。例如典型的10 GbE(千兆以太網(wǎng))更快速的網(wǎng)絡已經悄然上市,例如25 GbE和每個鏈路有四個通道的骨干鏈接。
雖然新技術的具體部署將需要一定的時間,嘈雜的租戶鄰居問題仍然存在,但是更快的網(wǎng)絡速度將能夠解決瓶頸問題并提高云存儲的性能。使用高價SSD永 久存儲設備的解決方案就是在服務器中部署本地實例SSD存儲。實例存儲并不是持久性的存儲應用,它需要網(wǎng)絡復制設備進行寫操作,但是它可以顯著地減少在 “一次寫操作八次讀操作” 典型用例中的I/O負載。同時,這是將所有寫操作映射至網(wǎng)絡永久性存儲設備的好方法,大部分的讀操作都是在本地實現(xiàn)的。
通過使用實例存儲,SSD可提供滿足高流量應用租戶所需的足夠I/O資源,從而實現(xiàn)應用程序運行的巨大性能提升。如果操作系統(tǒng)(OS)支持非對稱鏡像I/O模式,那么用戶就可以避免重寫I/O例程。
谷歌云平臺帶來的存儲教訓
云分析公司Cloud Spectator的一份報告稱,在谷歌云平臺中,值得注意的一點是其I/O率有著2%的變化。這表明,云供應商在處理高流量應用租戶問題方面是有著其內 部機制以及高效I/O傳輸機制的。雖然谷歌公司將這一內部機制視為商業(yè)機密,但是我們確實知道谷歌公司會針對其存儲數(shù)據(jù)進行實例本地化處理,從而降低延 遲。
此外,谷歌的管理軟件可按實例來監(jiān)控I/O率,可以調整服務質量來彌補高工作負載,或者甚至將實例從高工作負載應用中移開。在私有云中,這可能需要在服務器上部署特殊的高I/O實例,并輔以約束條件。
內存內技術、容器技術的作用
內存內技術很可能會推動I/O應用未來在云領域中的發(fā)展。例如,谷歌已經擁有了RAM硬盤存儲選項,而非易失性雙列直插內存模塊(NVDIMM)將 使此類存儲產品的價格更親民,并將內存擴展至眾多TB級存儲設備。隨著應用對I/O速度需求的不斷提升,NVDIMM內存將取代本地實例存儲。 NVDIMM技術也非常適合超融合拓撲結構,它把所有的存儲和計算資源都集成到近在咫尺。
容器技術則為云存儲性能問題增加了一點熱情。基于容器技術的虛擬化方法可在任意服務器上增加實例數(shù)量三至五倍。雖然只需要一個操作系統(tǒng)鏡像,但是每臺服務器上運行的I/O也將大大增加。但是,隨著SSD和HVDIMM如上所述變化,應該有大量的I/O。
當開發(fā)私有云存儲時,應特別關注存儲軟件的選擇。紅帽子公司和SanDisk已合作開發(fā)用于部署SSD的Ceph,該工具在OpenStack社區(qū) 中表現(xiàn)出色。Scality 和 Caringo在這一領域也表現(xiàn)較為活躍,而在集成設備方面DDN的WOS系統(tǒng)也表現(xiàn)出非常高的性能。
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