公有云技術(shù)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)探索＊

李敏

（重慶工商職業(yè)學(xué)院電子信息工程學(xué)院，重慶 401520）

0.引言

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器并稱(chēng)為現(xiàn)代IT的三大基礎(chǔ)設(shè)施?，F(xiàn)代社會(huì)，海量的存儲(chǔ)空間要求和快速的存儲(chǔ)讀寫(xiě)需求都對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備及其性能提出了非常高的要求。網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，高速的訪(fǎng)問(wèn)速度和帶寬，也讓網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的架構(gòu)發(fā)生了新的變化，這樣，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)在IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中就顯得尤其重要了[1]。而《網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)》課程，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)的核心課程，也就變得越來(lái)越重要了。

1.公有云架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)

現(xiàn)階段的《網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)》課程，通常需要掌握存儲(chǔ)技術(shù)的基本原理、體系結(jié)構(gòu)，理解存儲(chǔ)方式；能夠配置常用存儲(chǔ)系統(tǒng)，掌握備份、容災(zāi)方式以及掌握設(shè)計(jì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法，能進(jìn)行實(shí)例分析。主要課程內(nèi)容往往有：存儲(chǔ)模型的發(fā)展歷史和分類(lèi)；存儲(chǔ)介質(zhì)；存儲(chǔ)基礎(chǔ)技術(shù)（Raid、SCSI技術(shù)）；存儲(chǔ)方式（塊存儲(chǔ)、文件存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)）；網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)體系（DAS、NAS、SAN），存儲(chǔ)管理；存儲(chǔ)虛擬化；備份和容災(zāi)等。從課程內(nèi)容看，《網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)》是一個(gè)非常重視實(shí)踐的課程，特別是基本操作和體系設(shè)計(jì)，不僅涉及硬件，還涉及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這對(duì)我們的實(shí)訓(xùn)條件和環(huán)境提出了挑戰(zhàn)。

從我校目前實(shí)施《網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)》課程的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，其實(shí)訓(xùn)內(nèi)容大致分為：（1）基礎(chǔ)操作類(lèi)實(shí)訓(xùn)。如針對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)介質(zhì)的實(shí)訓(xùn)操作，包括磁盤(pán)的掛載、格式化、分區(qū)、raid等基本操作。（2）存儲(chǔ)設(shè)備的配置實(shí)訓(xùn)。如NAS存儲(chǔ)設(shè)備的配置操作。（3）網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)實(shí)訓(xùn)。主要通過(guò)案例驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)搭建不同的存儲(chǔ)架構(gòu)，如DAS、NAS、SAN，掌握其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。（4）存儲(chǔ)方式實(shí)訓(xùn)。包括塊存儲(chǔ)、文件存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)實(shí)訓(xùn)方式。（5）備份、容災(zāi)實(shí)訓(xùn)。根據(jù)數(shù)據(jù)安全保護(hù)級(jí)別，為不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)搭建備份系統(tǒng)和容災(zāi)系統(tǒng)。（6）云存儲(chǔ)實(shí)訓(xùn)。結(jié)合最新的云計(jì)算技術(shù)，掌握云存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置方法。

在具體實(shí)訓(xùn)開(kāi)展過(guò)程中，我們遇到了很多的問(wèn)題，但最主要是兩方面：第一是實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)設(shè)備的不足，如存儲(chǔ)陣列、NAS設(shè)備、SAN設(shè)備、云存儲(chǔ)等設(shè)備往往價(jià)值不菲，而且由于設(shè)備的特異性，其配置方式比較單一，不具備通用特性，性?xún)r(jià)比低。第二是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系的實(shí)訓(xùn)，要單獨(dú)構(gòu)建NAS存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)更是脫離實(shí)際，不現(xiàn)實(shí)的事。那么，我們?nèi)绾蝸?lái)構(gòu)建我們的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)呢。

通過(guò)多年的摸索，我們發(fā)現(xiàn)虛擬機(jī)可以解決部分單機(jī)實(shí)訓(xùn)問(wèn)題，如磁盤(pán)的掛載、格式化、分區(qū)、raid等操作實(shí)訓(xùn)，但是解決不了存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、分布式存儲(chǔ)等應(yīng)用場(chǎng)景問(wèn)題。而公有云（1）通過(guò)付費(fèi)購(gòu)買(mǎi)服務(wù)的方式，不僅可以通過(guò)CVM（云服務(wù)器）、磁盤(pán)、云數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)展卷、備份、鏡像、數(shù)據(jù)遷移等存儲(chǔ)基本操作實(shí)訓(xùn)，還可以通過(guò)SDN[2]（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)，搭建不同的存儲(chǔ)應(yīng)用場(chǎng)景，如搭建不同的NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)、通過(guò)定義VPC（私有網(wǎng)絡(luò)）和災(zāi)備實(shí)例、RO組來(lái)實(shí)現(xiàn)“兩地三中心”這樣復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)應(yīng)用。

公有云由于提供IaaS、PasS、SaaS三種服務(wù)形式，比起虛擬機(jī)和私有云，可以提供不同類(lèi)型、更豐富的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景和解決方案。因此我們認(rèn)為其非常適合開(kāi)展存儲(chǔ)實(shí)訓(xùn)[3]。如圖1、圖2即是在騰訊云上通過(guò)不同的技術(shù)搭建NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)的架構(gòu)圖。圖1通過(guò)在騰訊云搭建私有網(wǎng)絡(luò)VPC、購(gòu)買(mǎi)云服務(wù)器CVM和數(shù)據(jù)磁盤(pán)，并在CVM上安裝文件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)NAS存儲(chǔ)功能。圖2則通過(guò)CVM掛載騰訊云提供的文件存儲(chǔ)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)NAS功能。

圖1 CVM+磁盤(pán)搭建NAS

圖2 CVM+文件存儲(chǔ)服務(wù)搭建NAS

通過(guò)近年在公有云上開(kāi)展實(shí)訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)它可以開(kāi)展的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目有：（1）可以購(gòu)買(mǎi)操作系統(tǒng)服務(wù)和云磁盤(pán)開(kāi)展磁盤(pán)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)，如磁盤(pán)掛載、格式化等操作。（2）可以購(gòu)買(mǎi)云服務(wù)器和操作系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行軟件raid實(shí)訓(xùn)，如鏡像卷、跨區(qū)卷、帶區(qū)卷、raid5的實(shí)訓(xùn)。（3）可以通過(guò)私有網(wǎng)絡(luò)VPC和云服務(wù)器，搭建DAS、NAS、SAN等不同的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)場(chǎng)景。如圖1、圖2所示的場(chǎng)景。（4）可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)備份?？梢源罱ㄍ侨轂?zāi)、異地容災(zāi)等架構(gòu)體系和實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。圖3所示即為在公有云建立異地容災(zāi)的場(chǎng)景。（5）可以通過(guò)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)搭建、對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)購(gòu)買(mǎi)等方式，比較存儲(chǔ)方式的差異和其適用場(chǎng)景。（6）可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)不同的云存儲(chǔ)服務(wù)進(jìn)行不同云存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置。

圖3 公有云建立異地容災(zāi)場(chǎng)景

2.結(jié)論

由于公有云上的服務(wù)都是通過(guò)按需購(gòu)買(mǎi)的方式進(jìn)行使用的，因此，我們往往可以通過(guò)較少的費(fèi)用即可達(dá)到相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)效果。大量硬件設(shè)備，如SAN設(shè)備、NAS設(shè)備、存儲(chǔ)陣列往往價(jià)值不菲，而且設(shè)備更新淘汰快，故障率高，導(dǎo)致性?xún)r(jià)比極低，通過(guò)公有云購(gòu)買(mǎi)硬件服務(wù)、軟件服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)開(kāi)展實(shí)訓(xùn)，大大節(jié)約了實(shí)訓(xùn)成本。是一種非?？尚星抑档猛茝V的實(shí)訓(xùn)方式。