實體部署的雲端儲存陣列,則是將整臺實體的儲存陣列搬到雲端資料中心部署,然後透過專用直連網路,為用戶位於公有雲上的虛擬機器提供儲存服務。(資料來源:iThome整理,2018年12月)

我們這裡介紹的「雲端儲存陣列」,完整的說法是「雲端化的傳統儲存陣列服務」 ,指的是將既有的儲存陣列系統平臺,移植到雲端環境,再透過公有雲提供的儲存服務。

比起傳統的儲存陣列,現在的公有雲原生儲存服務,不僅有著低成本的優勢,以及按需採購的靈活性,也能提供區塊、檔案、物件等多種存取型式,以及SSD與硬碟等不同儲存媒體的選擇,除了存取延遲與可用性略有不足外,幾乎已涵蓋了傳統儲存陣列每一個面向的功能。

但若深一層來看,儘管公有雲儲存服務已經可以涵蓋傳統儲存陣列絕大多數的功能,但論及功能的深度與細緻,仍無法與發展多年、久經考驗的傳統企業級儲存陣列相比,既缺少完整的進階管理功能(如QoS、加密,以及壓縮、重複資料刪除等空間縮減技術),資料服務也不夠豐富,更缺乏搭配各式各樣特定應用程式的整合功能。

因此,一種兩全其美的解決辦法,便是將傳統企業級儲存陣列「移植」到公有雲上,利用公有雲的資源來運行傳統儲存陣列的核心系統,然後向用戶提供儲存服務。

傳統儲存陣列平臺登上雲端

將傳統儲存陣列移植到雲端,成為雲端化的儲存陣列後,藉此便能向用戶提供「基於傳統儲存陣列核心」的公有雲儲存服務 。

如此一來,用戶既可擁有公有雲儲存的低成本與靈活性,又能獲得傳統企業級儲存陣列的完整管理功能與豐富資料服務。

更進一步,這種基於「基於傳統儲存陣列核心」的公有雲儲存服務,還能與用戶本地端相同核心平臺的傳統儲存陣列,構成高度整合的混合雲儲存架構。由於平臺核心相同,位於公有雲上的儲存節點,與位於用戶本地端的儲存陣列,可以在底層的儲存區層級直接連結、傳輸與交換資料,也能藉由同一個管理平臺管理,藉此建立跨本地端與雲端的統一儲存資源池,或是高可用性或備援等應用架構。

雲端儲存陣列的兩種形式

由傳統儲存陣列移植到公有雲而成的雲端儲存陣列,依照「移植」的方式,又能分為兩種基本形式:虛擬化或實體部署。

虛擬化的雲端儲存陣列

第一種雲端儲存陣列形式,是透過軟體定義方式,利用公有雲的運算與儲存資源,以虛擬化的形式來運行儲存陣列的作業系統軟體,從而成為一臺運行在公有雲上的「虛擬化儲存陣列」。

當前絕大多數儲存陣列都是基於x86架構,也不使用特殊的訂製晶片,原則上,只要有標準的x86環境就能運行,所以,可以很容易地透過包裝成虛擬機器的方式,安裝到公有雲的運算環境上。

例如,NetApp的Cloud Volumes ONTAP與Cloud Volumes Service,就屬於這種虛擬化的雲端儲存陣列,將NetApp的ONTAP儲存軟體平臺,打包、安裝到AWS或Azure等公有雲上運行,利用公有雲的執行個體(VM)來執行ONTAP儲存軟體、擔任儲存控制器角色,然後掛載公有雲區塊儲存服務空間,作為自身儲存空間,從而組成雲端上的「虛擬化ONTAP儲存陣列」,接下來便能透過公有雲平臺,向用戶位於公有雲上的虛擬機器提供儲存服務。

除了在雲端上運行以外,這種「虛擬化ONTAP儲存陣列」,和本地端實體ONTAP儲存陣列是一樣的,擁有相同的功能,也能使用標準的OnCommand System Manager管理平臺來管理。

而這種軟體定義形式的雲端儲存陣列,優點是成本低、部署迅速、組態彈性、便於擴展,用戶登入公有雲後,點選需要的組態與容量,幾分鐘內便能取得儲存服務。缺點則是效能受到較大的局限,除了必須與其他用戶共享資源外,比起公有雲原生儲存服務,還多了一層轉換——雲端儲存陣列實際的底層儲存空間,也是來自公有雲的區塊儲存空間,但被轉為儲存陣列自身的空間後,才提供給用戶使用。

目前已有數家廠商提供了這種軟體定義的雲端儲存陣列服務,如前面提到的NetApp Cloud Volume ONTAP與Cloud Volume Service,不久前Pure Storage發表的Cloud Block Store for AWS,也是屬於這種雲端儲存陣列服務。

除了前述這些已經整合在AWS或Azure等公有雲的雲端儲存陣列服務以外,理論上,任何基於x86架構的軟體定義儲存陣列平臺,用戶都能自行部署到公有雲的x86虛擬機器上,成為一臺雲端儲存陣列。例如IBM的Spectrum Virtualize儲存平臺,便提供了將核心的Storwize軟體安裝到雲端x86伺服器,作為雲端災難備援應用的實作選項。

實體部署的雲端儲存陣列

第二種雲端儲存陣列形式,是直接將實體的儲存陣列,部署到雲端資料中心機房中,然後透過公有雲平臺提供給用戶使用。這種架構類似一種儲存代管服務,用戶取得的是ㄧ臺完整的實體儲存陣列,只是這臺儲存陣列是部署在雲端資料中心內,並且是向用戶位於公有雲的虛擬機器提供服務。

與軟體定義形式的雲端儲存陣列相比,這種實體部署的雲端儲存陣列,優點是較佳的效能,用戶可獨享儲存陣列的硬體資源,儲存資源也是實體儲存陣列原生提供,而非來自虛擬化技術的模擬,擁有實體設備等級的極高可用性,還便於切換多雲服務。但相對的,組態也較缺乏彈性,成本也相對高出許多。

這種實體的雲端儲存陣列服務,最典型的產品,便是NetApp Private Storage for Cloud,本體是部署在代管服務商Equinix機房的實體FAS儲存陣列,然後透過高速網路直連AWS與Azure的公有雲資料中心,為用戶位於公有雲上的虛擬機器提供儲存服務。HPE的Cloud Volumes,也是屬於這類服務。

傳統儲存與公有雲的「和解共生」

目前已有數家一線儲存大廠投入雲端儲存陣列,最積極的便是NetApp,以其老牌的ONTAP軟體平臺為基礎,在AWS與Azure平臺,推出Cloud Volumes ONTAP、Cloud Volumes Service,以及NetApp Private Storage for Cloud等3種雲端儲存陣列服務。HPE也有同類型解決方案,也就是基於NimbleOS軟體平臺,在AWS與Azure平臺推出的Cloud Volumes。Pure Storage最近也將其FlashArray儲存陣列核心的Purity//FA軟體平臺,打包整合到AWS,推出了稱為Cloud Block Store的雲端儲存陣列服務。

目前雲端儲存陣列產品還不多,不過,這是讓傳統儲存與新興的公有雲「共生」的一條路線,可藉此將傳統儲存陣列融入到公有雲環境,在公有雲大行其道的時代,延續老牌儲存平臺的發展,因此我們可以預期,接下來應該會有更多一線儲存廠商,投入這個領域。

雲端儲存陣列先驅產品1:NetApp的雲端儲存三部曲

在當前的一線儲存大廠中,NetApp可說是最積極於雲端儲存服務的一家,早從2014年中就開始涉及這個領域,目前旗下的雲端服務產品線也最為完整,可提供3種不同層次的雲端儲存陣列產品,包括NetApp Private Storage for Cloud(NPS for Cloud),Cloud Volumes ONTAP,以及Cloud Volumes Service。

NPS for Cloud屬於實體部署類型的雲端儲存陣列,Cloud Volumes ONTAP與Cloud Volumes Service均屬於軟體定義部署的雲端儲存陣列,差別在於Cloud Volumes ONTAP向用戶提供一臺擁有完整管理功能的ONTAP虛擬化儲存陣列,Cloud Volumes Service則只提供儲存空間,不涵蓋底層儲存陣列管理功能。

三種雲端儲存陣列服務,同樣都是基於NetApp久經考驗的ONTAP儲存軟體平臺,但藉由提供不同的「服務深度」,來分別對應不同用戶的需求。Cloud Volumes Service針對的是需求最簡單,只需要儲存空間的用戶,用戶只需配置與掛載Volume即可,底層儲存管理則交由NetApp負責;Cloud Volume ONTAP則為用戶提供了一臺完整的虛擬化儲存陣列,用戶可以管理系統底層:NPS for Cloud則提供了一臺實體的儲存陣列,用戶可以進一步管理底層硬體。

Cloud Volumes Service

Cloud Volumes Service為用戶提供一個雲端原生、基於ONTAP儲存軟體平臺的Volume空間,目前可支援AWS、微軟Azure與Google GCP等3種公有雲平臺,其中在Azure平臺上改稱為Azure NetApp Files,名稱有所不同。

在NetApp的雲端儲存服務中,Cloud Volumes Service是最簡單的一種,用戶從NetApp Cloud Central入口網站登入購買後,接下來便可在自身的公有雲上啟用Cloud Volumes Service提供的儲存空間。

Cloud Volumes Service目前只支援檔案存取服務,依據IOPS效能與傳輸吞吐率,有Standard、Premium與Extreme等3種層級可選,可透過NFS v3/4或SMB協定,掛載給用戶位於公有雲上的虛擬機器使用。至於底層的儲存系統部署、設定與監控管理,均由NetApp負責,用戶只需透過網頁控制臺介面來配置自身的Volume空間,並設定快照等功能即可。

Cloud Volumes ONTAP

比起只提供Volume儲存空間的Cloud Volumes Service,Cloud Volumes ONTAP則提供了一臺完整的虛擬化雲端儲存陣列,用戶可以設定與管理這臺雲端儲存陣列的底層,但需要用戶自行部署。

實質上,Cloud Volumes ONTAP就是ONTAP儲存陣列軟體版ONTAP Select的雲端化版本,目前支援AWS與微軟Azure兩種公有雲平臺,依容量有Explore、Standard與Premium等3種等級可選,部署程序比Cloud Volumes Service複雜些,用戶從NetApp Cloud Central入口網站登入購買後,接下來必須自行在公有雲上,利用公有雲的VM與區塊儲存空間安裝系統。不過用戶可以得到ㄧ臺獨立、完整的儲存陣列,可以像NetApp的實體儲存陣列般,使用標準的OnCommand System Manager管理平臺,來管理底層的效能與服務,並兼具iSCSI區塊存取服務與NFS/SMB檔案存取服務,還可以選擇安裝不同版本的ONTAP系統,並且,能透過遠端複製功能SnapMirror,與本地端的FAS或AFF系列儲存陣列構成混合雲架構。

NPS for Cloud

NPS for Cloud是NetApp最早的一種雲端儲存服務,基本概念類似儲存代管,用戶可以得到一臺部署於資料中心代管服務商Equinix機房中的實體FAS儲存陣列,然後Equinix機房透過高速網路直連公有雲資料中心,為用戶位於公有雲上的虛擬機器提供儲存服務。

NPS for Cloud目前可以支援AWS、Azure與IBM SoftLayer等三種公有雲,比起軟體定義形式的Cloud Volumes Service與Cloud Volumes ONATP,相對缺乏組態彈性,不過用戶可以獨享實體設備資源,能保證擁有實體設備等級的效能與可用性,也能透過SnapMirror與本地端的FAS或AFF系列儲存陣列構成混合雲架構。更重要的是,NPS for Cloud位於特定公有雲業者之外,可以很容易地轉換公有雲服務商。

簡化管理負擔的雲端ONTAP儲存平臺

比起本地端實體部署的ONTAP FAS/AFF系列儲存陣列,或是本地端的ONTAP Select軟體定義儲存陣列,整合在公有雲服務內的Cloud Volumes Service與Cloud Volumes ONATP,可以讓用戶省略底層硬體管理負擔,且具備雲端服務的按需採購特性。

 

便於與本地端組成混合雲的Cloud Volumes ONTAP

Cloud Volumes ONTAP提供了一臺在公有雲上運行的完整功能虛擬儲存陣列,可與本地端的ONTAP儲存陣列,透過SnapMirror遠端複製功能相互連結,構成整合的混合雲儲存架構。

 

使用簡易的Cloud Volumes Service

Cloud Volumes Service向用戶提供一個基於ONTAP系統的檔案存取空間,用戶只需配置Volume空間,然後掛載給公有雲上的虛擬機器使用即可。

 

雲端儲存陣列先驅產品2:HPE的Cloud Volumes

在HPE尚未併購Nimble Storage時,Nimble便於2017年初推出了Cloud Volumes雲端儲存陣列服務,而後當Nimble於2017年中併入HPE旗下後,HPE也繼承了Cloud Volumes這項雲端儲存服務。

HPE的Cloud Volumes屬於實體部署類型的雲端儲存陣列,於獨立機房建置實體的HPE Nimble全快閃或混合儲存陣列,透過直連高速網路直連公有雲服務商的機房,為公有雲上的虛擬機器提供儲存空間與進階資料服務。由於存取服務是由實體的HPE Nimble儲存陣列提供,因而可以保證效能,也擁有與標準HPE Nimble儲存陣列相同的99.9999%可用性,但又兼具公有雲服務必備的按需訂購靈活性。

而且,由於Cloud Volumes使用的儲存設備是位於公有雲服務商之外,不會被特定公有雲服務商給綁定,只需透過卸載與重新掛載Volume,就能切換不同的公有雲服務商。

HPE Cloud Volumes目前支援AWS與微軟Azure兩種公有雲平臺,為EC2執行個體或Azure VM提供區塊儲存空間,同時還提供General purpose flash與Premium flash storage兩種等級,單一Volume容量可達127TB,沒有總容量限制,並內含有免費的快照、Clone、Mirror等進階資料服務功能。

HPE Cloud Volumes基本概念

HPE Cloud Volumes的本體,是位於獨立機房的實體HPE Nimble全快閃或混合儲存陣列,透過直連高速網路直連公有雲服務商的機房,為公有雲上的虛擬機器提供儲存空間與進階資料服務。

 

簡便的HPE Cloud Volumes設定程序

透過HPE的網頁控制臺介面,選擇欲使用的公有雲服務商、區域、帳戶等參數後,再選擇欲使用的Volume容量、等級、快照保護政策等設定,便可利用HPE提供的Volume連接管理程式,為公有雲上的虛擬機器掛載HPE Cloud Volumes的儲存空間。

 

Pure Storage的Cloud Block Store

繼NetApp與HPE後,Pure Storage也在今年進軍雲端儲存陣列服務領域,目前仍在試用階段的Cloud Block Store for AWS,是整合於AWS環境中的原生儲存陣列服務,我們可以看作是在AWS雲端環境上運行的雲端版本FlashArray全快閃儲存陣列,透過AWS服務目錄啟用與部署後,就可透過Pure Storage標準的Pure1平臺登入管理,建立Volume儲存區,再透過iSCSI協定掛載給EC2上的執行個體使用。

由於Cloud Block Store的底層,和標準的FlashArray儲存陣列一樣都是Pure Storage的Purity//FA儲存軟體平臺,因而擁有相同的管理介面,以及快照、壓縮、重複資料刪除等進階資料服務功能,還能透過遠端複製同步功能,讓本地端的FlashArray全快閃儲存陣列,與雲端上的Cloud Block Store互連,提供高可用性或災難備援應用。

整合在AWS內的Pure Storage的Cloud Block Store

Cloud Block Store是整合在AWS環境的區塊儲存服務,等同於一臺在AWS上運行的雲端版FlashArray全快閃儲存陣列。透過AWS服務目錄啟用與設定後,就能利用Pure Storage標準的Pure1控制臺管理。

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