相對於區塊(Block-level)與物件(Object-level)類型的公有雲儲存服務,檔案(File-level)類型的公有雲儲存服務,是相當晚近才推出的一項儲存服務。

以公有雲服務商龍頭AWS為例,早在2006年就推出物件類型的S3儲存服務,區塊類型的EBS儲存服務(Elastic Block Store)也是在2008年就已問世的老牌服務,但直到2016年6月,才推出檔案類型的EFS儲存服務(Elastic File System)。

其他公有雲服務商發展與營運的檔案儲存服務,問世時間也都相當晚。如Azure的File Storage是2015年9月正式上線開放,Google Cloud的Filestore發表於2018年7月,而Oracle Cloud Infrastructure(OCI)是2018年1月宣布推出File Storage,至於阿里雲的NAS File Storage,是在2017年5月發表。

也就是說,目前的主要公有雲檔案儲存服務中,歷史最長的也不過4、5年,較短的則只有2年,可說是公有雲儲存服務中,相當晚近的一種。但公有雲檔案儲存服務憑藉著標準化的檔案共享儲存能力,已迅速發展,成長為與區塊、物件類型的儲存服務並列的基礎服務。

企業上雲必備的檔案儲存應用

公有雲檔案儲存服務的目的,是為公有雲的運算單元(執行個體),提供基於NFS或SMB協定的共享儲存空間應用,形象的說,就是在公有雲平臺上運行的NAS儲存服務。

對於傳統的本地端IT環境來說,基於NFS與SMB的共享儲存應用,可說是最普遍、最基礎的儲存應用,也是非結構化資料儲存的最主要方式,大量的NAS與檔案伺服器設備。都是被應用於這個目的。

因此在公有雲檔案儲存服務尚未推出的4、5年以前,缺乏基於NFS、SMB傳輸架構的儲存服務這一點,也成了妨礙企業用戶將IT環境移植到公有雲的主要障礙之一。

就性質來說,同樣針對非結構化儲存應用的物件儲存服務,如Amazon S3等,一定程度上可以替代檔案儲存,問題在於,企業既有的大量應用程式與服務,都是建立在NFS或SMB的檔案儲存架構上,必須經過修改與調整,才能移植基於不同協定與指令架構的物件儲存環境,將給用戶帶來許多負擔。

另一種解決辦法,是由用戶自行在公有雲架構出檔案儲存服務,就像是在本地端自建NAS或檔案伺服器,利用公有雲既有的運算與儲存資源,再套上檔案系統,便能建構出共享檔案儲存服務。但用戶也必須自行解決這種「自建型」檔案儲存服務在可用性、穩定性、擴展性、管理與成本等方面的問題。

因此最便利的解決辦法,還是由公有雲服務商推出支援NFS與SMB的原生檔案儲存服務。如此一來,既可方便用戶將基於NFS、SMB檔案儲存架構的應用環境,直接移植到公有雲平臺上,同時也具備公有雲儲存的完全托管、按需訂購等特性。

另一方面,隨著公有雲檔案儲存服務的推出,也補足了公有雲儲存服務原有的欠缺,從而能真正完整涵蓋企業儲存服務的需求。

提供多樣化效能與成本類型選擇

雖然公有雲檔案儲存服務的歷史還不長,但已發展出豐富的類型與服務層級,以因應用戶端環境各式各樣的效能與成本需求。我們這裡以6大公有雲服務商旗下的檔案儲存服務為例,檢視這領域的概況。

AWS的EFS是基於NFS v4.1協定,並分為標準型與不常存取型(Infrequent Access,IA)兩種,特色是提供了針對不常存取資料的EFS-IA型,可比EFS標準型節省85%儲存成本,用戶可藉由啟用EFS生命週期管理功能,自動將資料由EFS標準型轉存到EFS-IA型。

Azure的File Storage分為進階型與標準型兩大類,前者是基於SSD,後者則基於傳統硬碟,其中的標準型,又分為交易最佳化、經常性與非經常性等3種。Azure File Storage支援SMB與NFS兩種協定,但建立儲存區時只能選擇其一。

Google Cloud的Filestore檔案服務是基於NFS協定,並依照效能區分為3種層級:基本HDD、基本SSD型,與不久前上線的高可擴充性SSD型(High Scale SSD)。

IBM的File Storage是基於NFS協定,並區分為耐久性佈建層級,以及效能佈建層級兩大類,差別在於效能模式不同,前者是以4種固定的IOPS效能層級來選購,後者則採用容量與效能等比增加的模式,建置的容量越高,也隨之能得到越高的效能。但兩種模式的容量與效能上限是相同的。

Oracle Cloud Infrastucture的File Storage採用NFS v3協定,沒有特別區分層級,採用效能隨容量同比例增加的模式。

阿里雲的NAS File Storage檔案儲存服務並分為3種類型;通用型、不常存取型(Infrequent Access,IA),以及最高速的Extreme型。其中的通用型,又分為效能型與容量型兩類。除了Extreme型限制只支援NFS協定外,其餘都能同時支援NFS與SMB兩種協定。用戶也能透過內建的生命週期管理功能,將不常存取的資料自動轉存到低成本儲存區。

我們可以注意到,AWS EFS、Azure File Storage與阿里雲NAS File Storage,都特別提供了低成本的不經常存取型儲存層級選擇。另一個要注意之處,是多處服務商都是基於NFS協定,只有Azure是基於SMB協定,至於同時提供支援NFS與SMB兩種協定選項的,只有Azure與阿里雲。

公有雲的第3方平臺檔案儲存服務

除了公有雲服務商自身的原生型的檔案儲存服務外,現在公有雲上還有許多第3方廠商推出的檔案儲存服務可選,如NetApp的Cloud Volumes,以及Dell的PowerScale,以及Panzura的雲端版等。

這些第3方的檔案儲存服務,簡單來說,就是這些第3方廠商將自身的NAS儲存系統平臺,以實體部署或軟體定義部署形式,移植到公有雲服務商的資料中心,並透過公有雲平臺,向用戶提供服務。例如NetApp的Cloud Volume公有雲儲存服務,便是將NetApp的ONTAP儲存軟體平臺,移植到AWS、Azure與Google Cloud等公有雲平臺而成。

比起歷史只有3、5年不到的公有雲原生檔案儲存服務,這些第3方檔案儲存服務的底層NAS平臺,都有10年以上歷史,不僅系統較成熟,資料服務功能更豐富與完整,也更為企業用戶熟悉與信任。

 公有雲檔案儲存服務 vs. 雲端硬碟 

在應用概念上,我們這裡介紹的公有雲檔案儲存服務,十分容易與Dropbox、Google Drive等雲端硬碟服務混淆,兩者都是公有雲平臺提供的檔案級共享儲存空間服務,都結合了「公有雲儲存空間」與「檔案共享存取」的概念,但是在應用型態、服務對象與傳輸架構上,兩種服務實際上迥然有別。

 應用型態與服務對象的差異 

公有雲檔案儲存服務,可以看作是「雲端上的NAS或檔案伺服器」,服務對象是同一公有雲平臺上的運算單元(執行個體或虛擬機器)。

雲端硬碟則是「雲端上的外部硬碟空間」,服務對象是終端使用者。

 傳輸架構的差異 

公有雲檔案儲存服務採用NFS或SMB協定,同一公有雲平臺上的運算單元,可透過標準的NFS掛載指令或SMB連接功能,來掛載與連接公有雲檔案儲存服務提供的共享儲存區。

雲端硬碟則是透過瀏覽器或服務商的應用程式軟體,讓終端使用者上傳與下載資料。

也就是說,公有雲檔案儲存服務的目的,是為公有雲運算單元,提供基於NFS或SMB協定的共享儲存空間。而雲端硬碟的目的,則是為終端使用者,提供本地端的延伸儲存空間。

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