軟體定義雲端儲存陣列的代表性產品:NetApp Cloud Volumes ONTAP

要在公有雲環境中運行傳統儲存陣列平臺,另一種做法,便是將傳統儲存陣列的儲存作業系統,以虛擬化的方式移植到公有雲平臺上。

現今的傳統儲存陣列產品,大多都是基於x86架構通用硬體設備的軟體定義型式,完全依靠儲存作業系統的軟體功能,來建構與提供儲存服務,因此可以相對容易地移植到公有雲環境上,利用公有雲平臺的虛擬機器來運行儲存陣列的儲存作業系統軟體,然後掛載公有雲儲存空間,組成一臺在公有雲上運行「軟體版雲端儲存陣列」,進而為其他公有雲虛擬機器提供儲存服務。

這種軟體定義架構的雲端儲存陣列,最大優點是成本低、架構彈性,完全依靠公有雲的運算與儲存資源來構成儲存陣列,用戶只需付出租用公有雲資源,以及購買儲存陣列軟體授權的費用即可,用戶也可以依照自身需求,自行選擇不同等級的公有雲資源來建構雲端儲存陣列,不需要時也能將其關閉,擁有與公有雲原生服務一樣的按需購買靈活性。

但另一方面,這種軟體定義部署的雲端儲存陣列,由於架構堆疊較多,效能也會受到較大的局限,底層資源是由公有雲的運算與儲存平臺提供,經由儲存陣列軟體平臺的中介,再將儲存空間提供給其他公有雲虛擬機器使用。

兩種移植架構

軟體定義式雲端儲存陣列的發展,其實已有3、4年歷史,早在2014年底時,NetApp就發表了搭配AWS的ONTAP Cloud,是其ONTAP儲存陣列的公有雲版本,目前已更名為Cloud Volumes ONTAP。接下來在2018年時,Pure Storage也推出了Cloud Block Store,Dell EMC則發表了UnityVSA Cloud Edition,分別是Pure Storage旗下FlashArray全快閃儲存陣列,以及Dell EMC旗下Unity儲存陣列的公有雲軟體化版本。

這些產品的基本型態,都是將儲存陣列作業系統平臺移植到公有雲上而成,但移植的層次略有差異,可以分為原生移植與間接移植等兩種類型。

原生移植

直接利用公有雲平臺的運算與儲存資源,來運行傳統儲存陣列的作業系統平臺,這種方式構成的雲端儲存陣列,是直接運行於公有雲平臺底層上,如NetApp的Cloud Volumes ONTAP,以及Pure Storage的Cloud Block Store,都屬於這種類型,優點是便於利用公有雲的資源,架構較為單純。

間接移植

在公有雲平臺上,利用中介的作業平臺,來運行傳統儲存陣列軟體,例如Dell EMC的UnityVSA Cloud Edition便屬於這種類型,這套產品目前是搭配AWS運作,但UnityVSA並不是直接在AWS上運行,而是在VMware Cloud on AWS平臺上作業的VMware虛擬機器,藉由VMware Cloud的中介,再於AWS上提供儲存服務。

這種架構的優點是移植便利,等同於是將Dell EMC原本就有的UnityVSA虛擬儲存軟體,利用VMware Cloud的中介搬上AWS。缺點則是多了一層VMware Cloud的堆疊,不僅影響效能,也增加了複雜性。不過Dell EMC這種部署策略若能成功,將給既有許多基於VMware平臺的軟體定義儲存產品立下範例,可透過相同模式移植到公有雲上,以雲端儲存陣列的形式提供服務。

軟體定義雲端儲存陣列的代表性產品:NetApp Cloud Volumes ONTAP

在軟體定義型式的雲端儲存陣列中,NetApp的Cloud Volumes ONTAP,可說是歷史最早,發展也最成熟的代表性產品。

Cloud Volumes ONTAP的前身,是2014年底發表的ONTAP Cloud,距今已有超過4年時間。ONTAP Cloud雖然開創了儲存陣列移植公有雲的先河,不過只能搭配AWS,組態上的限制也較多,例如儲存區一開始只支援EBS的GP2。

後來大約在2018年時,NetApp將ONTAP Cloud更名為Cloud Volume ONTAP,並大幅擴張了支援範圍,可在AWS與Azure兩種公有雲平臺上提供服務,部署的組態也有更多的彈性。

部署架構

Cloud Volumes ONTAP(CVO)的架構,是軟體定義式雲端儲存陣列的標準範本,是利用公有雲的運算單元(AWS的EC2執行個體或Azure的虛擬機器),來扮演儲存控制器角色,負責運行NetApp的ONTAP儲存作業系統,搭配使用公有雲的儲存空間(AWS的EBS或Azure的LRS),來充當控制器後端的儲存空間。特別值得一提的是,為了確保CVO擁有類似實體ONTAP儲存設備的寫入效能,配置給運算單元的一部分記憶體,將被作為儲存控制器的虛擬化NVRAM使用。

部署完成後,CVO就等同於在AWS或Azure上運行的一臺虛擬化ONTAP儲存陣列,可將儲存空間透過iSCSI或NFS/SMB協定,掛載給公有雲上的其他虛擬機器使用,並擁有幾乎全部的ONTAP儲存系統資料服務功能,也能透過SnapMirror遠端複製功能,直接與本地端實體ONTAP儲存設備連結。還能透過Fabric Pool功能,與AWS S3或Azure Blob等低價位儲存區,組成分層儲存架構。

版本與採購模式

CVO分為單節點與HA雙節點兩種版本,系統部署是由用戶自行進行,用戶必須自行將CVO的映像檔部署到公有雲的虛擬機器,並設定儲存組態。

授權的訂購則有兩種模式,一為直接向公有雲服務商訂購的pay-as-you-go模式;另一為向NetApp購買授權,然後再於公有雲上註冊的BYOL(Bring Your Own License)模式。

在pay-as-you-go模式下,用戶可以小時為單位,彈性地選擇採購時間長度,並分為Explore、Standard與Premium等3種授權層級,3種層級允許的容量與虛擬控制器組態由低到高逐漸增加,以在AWS上為例,Explore版只提供2種用於虛擬控制器的EC2虛擬機器選項,每節點最大容量為2TB,Standard版有4種EC2虛擬控制器組態,最大容量提高到10TB,Premium版則有9種EC2虛擬控制器組態可選,最大容量為368TB。

至於BYOL授權模式的採購時間則為6或12個月,但軟體授權不受特定公有雲服務商綑綁,且虛擬控制器的組態選擇更多,有15種EC2組態可選,最大容量則是368TB。

CVO的版本與訂購模式 目前CVO有單節點與雙節點HA高可用性等兩種版本選擇,而且,訂購模式也區分為兩種:一為直接向公有雲服務商訂購的Pay-As-You-Go模式;另一是向NetApp購買授權,然後再於公有雲上註冊的BYOL模式。

CVO的部署與管理 若要部署與管理,可透過NetApp的OnCommandCloud Manager來操作,這套管理軟體由公有雲上的一臺虛擬機器來執行,將CVO註冊到管理軟體,隨後即可列管。

連結CVO與本地端ONTAP儲存設備 OnCommand Cloud Manager不僅可以管理公有雲上的CVO,也能管理本地端的實體ONTAP儲存陣列,並在公有雲與本地端之間,建立遠端複製。


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