Digital Sense 面临数据存储的重大挑战。与服务器和网络不同，传统企业级基础设施的存储横向扩展困难且昂贵。Digital Sense 首席技术官 Michael Tran 描述了公司面临的大量与公共云相关的存储限制：
背景
Digital Sense 建立于 2006 年，是澳大利亚的首要公共云主机供应商。作为该国的首个完全冗余 (2N1) 代管设施，该公司已为冗余、灵活性和安全性设立了标杆。在 2008 年，Digital Sense 成为采用云计算并将其作为公共共享服务的首批主机提供商之一。为保持行业领先，Digital Sense 已开发了大量技能，使其可采用新技术并对现有技术进行创新。
挑战：传统存储解决方案的横向扩展限制
Digital Sense 在过去五年快速发展，从物理基础设施（电源和散热）到联网、服务器和存储的所有系统都快速扩张。得益于 VMWare 这样的虚拟技术，公司已能够最小化物理服务器占地空间，并在完善的高可用性架构内提供真正的横向扩展内存和处理器能力。
但是，Digital Sense 面临数据存储的重大挑战。与服务器和网络不同，传统企业级基础设施的存储横向扩展困难且昂贵。Digital Sense 首席技术官 Michael Tran 描述了公司面临的大量与公共云相关的存储限制：
存储容量
要解决这一常见问题，通常部署额外的磁盘架和相关磁盘，但大多数服务器都限制其可容纳的磁盘和 SAS 通道数量。另外，只是添加更大磁盘会降低磁盘平台上的 IOPS/GB 并降低整体性能。
IOPS
在公共云系统中，对磁盘 IOPs 的需求因多变的用户负载而起伏不定。但是，客户始终期望最高级别的服务，即使来自较低的磁盘层。添加更多磁盘和/或闪存层有助于平衡磁盘数据负载，但如前所述，传统的存储系统限制可共同工作的磁盘数。
读/写速度
读/写速度通常不仅受磁盘自身限制，还受存储服务器连接性和处理能力的限制。通过添加额外的存储服务器提升速度价格高昂，而且更昂贵的软件许可常附加至服务器。
固件升级
由于频繁需要更新存储服务器，固件升级存在风险，尤其是在有许多使用全部连接至同一服务器的磁盘的云客户的多租户环境中。例如，要为需要较早固件版本的客户回滚更新可能会比较困难。
RAID 组上的传统卷
在共享的公共云设置中，云提供商配置 RAID 组时采用“一刀切”的方法；因此，提供商最终代表其所有客户确定关键性能和可靠性需求，而不具体了解每个客户的个别需求。
安全性
安全性是公共云租户的主要担忧，因其提供商常提供多种形式以访问虚拟磁盘和服务器文件系统。向/自提供商传输文件并不受保护，意味着其他风险。用于消除这些风险的技术为提供商服务添加重要成本。
基于主机的商业板载存储
大多数虚拟主机设计为 128GB 或更多内存，以及可为 20-30 个虚拟机提供基础的双多核 CPU。即使借助较早的、传统上布满磁盘的机架，仍没有足够的硬盘以满足主机负载所需的 IOPS 需求。
Tran 总结说：“管理程序技术已支持横向扩展以太网规模计算，网络虚拟化已提供动态横向扩展网络，数据中心持续大力投资以太网基础设施。但存储，尽管规模持续扩大，在发展和创新上仍限于旧法。像我们这样的公共云设施需要灵活的横向扩展存储及客户端强制的安全性和配置。”
解决方案：希捷 Kinetic 开放式存储平台
于 2013 年首次发布的希捷 Kinetic 开放式存储平台是基于设备的对象存储平台，包括存储设备、关键/价值 API 和以太网连接性。这一创新平台的核心优势包括：
- 服务器和存储可独立构建，更快地开发
服务器以两种重要的方式与存储脱钩：
- 云数据中心以完全不同的速率添加服务器和存储，精确匹配各自的需求
- 硬盘开发创造性进展更快，因为通过 Kinetic 开源 API 使服务器和操作系统免受设备更改影响
- 改善硬盘和机架级别性能
Kinetic 消除对传统文件系统的需要，并将硬盘存储媒体空间管理转移至硬盘自身。
- 降低总拥有成本 (TCO)
Kinetic 为现今的用例重新定义并极大简化了存储架构。通过将开源对象存储协议与以太网连接性相结合，Kinetic 硬盘消除了多层的传统硬件和软件基础设施。
希捷 Kinetic 开源 API 包括预定义的命令库，可通过使应用程序直接与存储设备通信帮助组织简化其存储架构。开发人员可在需要时修改源代码以满足其需求，甚至可将代码提交至开放社区以获得赞同。
Digital Sense 的 Tran 全面研究了希捷 Kinetic 平台，并认为其提供了公司所需的灵活性和横向扩展功能。在部署后思考对于该平台的体验时，Tran 显然满意他的选择：
实施这一新技术是否复杂？“我们实施 Kinetic 的方法简单有效，”Tran 指出。“通过使用 RAD 技术，我们已开发了应对所有上述传统存储阵列存储限制的存储平台。不再受限于服务器、SAS 通道和有限数量的磁盘，我们的解决方案可动态地同步驱动数万硬盘以提供巨大容量、速度和 IOPS...还全部都提供动态分配的存储配置，可为我们提供更高级别的安全性、自定义冗余和基于客户的固件控制。”
为构建其下一代存储平台，Digital Sense 使用 Kinetic 发布的库和来自希捷的存储套件开发了软件：
- 基于 Java 的硬盘模拟器
- “4-盘位”Kinetic 范例套件
- “60-盘位”Kinetic 开发人员套件
- 联网：Dell Force10 s4810 (L2)、Z9500 (L2)、e600i (L3)
- 管理程序平台（用于开发和测试）：VMWare
- 服务器：Fujitsu CX400 云基础设施服务器
- 虚拟硬盘创建平台：NetApp FlexClone
- 操作系统：CentOS、Ubuntu、Windows 8、Windows Server 2012 R2
成果
Tran 认为，精简的开发是 Kinetic 的另一优势：
Kinetic 的经济型开发辅以显著的硬件节省。正如 Tran 所解释：“物理 Kinetic 平台已移除磁盘阵列中最昂贵的部分 - 存储服务器。此外，它还消除了 SAS 和光纤通道网络的成本，并以简单、可扩展的实惠以太网联网代替。”
Digital Sense 借助 Kinetic 平台获得的成果令 Tran 印象深刻：“我们已获得比以往更快的存储性能，尽管我们处于早期开发阶段，Kinetic 看起来可交付管理程序般的优势和规模存储。”
存储容量
Digital Sense 测试了在单一平台运行全部 64 块物理硬盘，并以 32,704 块模拟硬盘扩展该平台。这生成了一个 32,768 硬盘的虚拟存储池（相当于单个 131PB 存储阵列）。
IOPS
在概念验证条件下，公司已能够衡量每磁盘每秒高达 100.4 次对象操作（get、put、delete），并预期随着他们完成开发周期和系统上线获得远高于此的结果。
读/写速度
Digital Sense 测试了磁盘的读/写速度（50% 读取、50% 写入），结果如下：注意，这些结果来自单一磁盘，结果会随着磁盘数量增加而横向扩展。
*需要重点指出，Digital Sense 使用了少量缓存技术；数据经过后期调整以消除这一优势。还要指出的是，结果通过在随机 I/O 请求中存储/检索 1MB 数据块得出。
“使用可比的类似规模阵列配置时，Kinetic 磁盘阵列在我们实验室中性能始终优于传统磁盘系统。”Tran 表示。“Kinetic 的独特优势之一是设备到磁盘的多对多访问。完整的 60 块磁盘集上的性能超出我们主机的容量，达到 10Gbps 适配器的最高极限。”
完全端到端和静态数据加密
Kinetic 的内置 SSL 传输支持和 C++ 库加密传输使数据包可经由公共网络安全传输至公共云基础设施。通过加密和解密数据自身 - 以及在应用程序端 - Digital Sense 已实现全面端到端加密和静态数据加密。客户持有密钥，使公共云提供商可提供真正托管的存储，而不存在提供商读取客户数据的任何风险。
数据中心总拥有成本分析
“希捷 Kinetic 开放式存储平台是强大的创新，通过利用其以太网继承以划算的块扩展。”Tran 说。“没有仅允许有限 SAS 通道连接的昂贵服务器，Kinetic 支持利用集成至高密度硬盘机架的实惠 10GbE 连接性的低成本横向扩展架构。”
Digital Sense 期望希捷 Kinetic 交付可以接近消费价格的成本在云中呈现企业级磁盘系统的存储总拥有成本。Digital Sense 相信 Kinetic 相对当前产品可带来平均 10:1 的节省。
结论
通过利用希捷 Kinetic 开放式存储平台，Digital Sense 已能够显著提升存储容量、可扩展性和性能，并同步降低其存储成本（资本支出和运营支出）。在公共云主机提供商领域竞争中，Kinetic 交付的更高效率转化为 Digital Sense 的强大业务优势。
1 表示不存在可影响主生产基础设施的单一故障点的标准。
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