Ceph带你从Internet+迈向Cloud+

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如果软件可以定义未来,那么开源正在定义一个全新的Cloud+。

Internet+带来了整个行业与社会正在发生新的变革,通过资源共享,加快了大家工作速度,使得工作变的更加有效率和简单,也使得社会进步在加快。甚至有人提出了Internet+带来了新时期下的生产力的提升。

但是,对于企业级用户来说,面对新IT与旧IT的更替,如何更好地应对自身业务创新与IT未来就绪中数据存储的变化挑战?

仁者见仁,智者见智。

带给你一个开源定义下的Cloud+

 

之前,戴尔公司大中华区企业方案与联盟部总监许良谋曾经指出过,从戴尔宏观中国IT技术发展趋势来看,开源已经成为其中重要的一环,当前企业级用户也正在从一个封闭式的数据中心走向了开放式的数据中心。

不过,在当前Internet+时代背景下,企业需要创新的同时还需要保证稳健运营,业务创新与稳健运营之间从变革到改善,业界公认的数据存储的重要性早已被企业用户看作了决定自身发展命运的关键,缺一不可,那么如何应对这一切,戴尔该如何拥有Cloud+下的开源存储新未来呢?

在国内目前的企业级云市场环境下,客户的需求是多样化的,如何通过任意云的战略,为用户提供标准化硬件与开源软件的契合方案,这也是戴尔Any Cloud提供完整的、端到端的从云规划、云部署、多云管理的解决之道所面临的新问题和新挑战。

需要指出的是:Cloud+其实与Any Cloud不谋而合,它包含了一个重要的部分,那就是Storage+。任意云走向更为开放的环境自然必须要在开源存储上寻找到用户适合的方案组合。Any Cloud其实有一层重要的意思就是任意云即是服务,戴尔提供的Any Cloud战略的每个环节都离不开方案最佳组合和服务。如此分析来看,Storage+就是存储即是服务(Storage-as-a-Service)

众所周知,存储技术种类繁多,层出不穷,但是到底该如何提升存储与计算之间默契度,如何缩短存储与CPU之间的发展距离呢?这就带出来了一个重要的发展方向:存储软件与硬件之间的对称成为必要。加上闪存的高速发展,闪存取代传统磁盘成为了不可逆转的现实,既然存储变化将会更快,那么存储硬件加速如何更快地满足用户的需要?标准化的存储硬件与开源存储软件之间融合将成为一个非常令用户热心的话题。

“天下没有完美的存储,须以综合实力为王,现实中,随波逐流多,努力研发少。” 从技术层面、商业模式、服务方式等方面来看,面对开源or闭源、专用or普及、紧耦or松耦 、软件定义or开放标准、软件优化or硬件加速、文件or块存储or对象存储等等技术方向时,作为存储设计师该如何取舍抉择呢?其中不仅是一个哲学问题,也是一个战略问题,还是一个前瞻性的问题。

 

“在XSKY上,让我们看到未来的Storage+架构,这也为Cloud+带来了更全面的开源方案补充。” XSKY在Ceph开源存储上得到了业界专业人士的充分肯定,XSKY具备当前企业级用户在存储自动化、扩展性、标准化、高级商业特性方面的需求。

在Ceph领域的建树,终究可以带来新的存储发展之道。为此,戴尔中国在丰富Cloud+框架下众多解决方案的同时,也与XSKY建立了深入的合作伙伴关系。作为戴尔任意云在开源环境下解决方案的重要组成部分,双方针对以Ceph 为开源存储核心,在视频监控、对象存储、云、超融合等层面将会展开广泛的合作。来自戴尔对于计算、存储、网络、安全,以及对于企业级IT用户的长期理解与积累,必将为XSKY带来全新的、富有未来就绪价值的标准化硬件与开源软件融合需求。

由此,携手XSKY,戴尔正在带给企业级用户一个开源定义下的Cloud+新未来。

世界真会因Ceph而变吗?

Ceph 最初是一项关于存储系统的 PhD 研究项目,由 Sage Weil 在 University of California, SantaCruz(UCSC)实施。不过,现在Sage Weil 早已成为了红帽存储首席科学家同时也是Ceph技术委员会主席。这位大神的博士论文带来的这个神品,发展到现在Ceph社区活跃度还是比较高的。

不仅如此,一个来自雅虎对象存储的资料显示, 雅虎正在从自家对象存储转移到一个基于开源ceph的平台上,基于X86的服务器上构建的分布式存储,以更灵活更有利的成本吸引着雅虎这样大规模存储的用户。


上图是雅虎基于Ceph的开源存储架构,从中明显看出,这是一个非常标准的Ceph生态系统架构,包括了四大部分: Clients客户端即数据用户、缓存和同步分布式元数据的cmds即Metadata server cluster元数据服务器、将数据和元数据作为对象存储的cosd即Object storage cluster对象存储集群、执行监视功能的cmon即Cluster monitors集群监视器。

“随着一些开源的云计算项目已经开始支持Ceph,事实上Ceph也成为了目前OpenStack生态系统中呼声最高的开源存储解决方案。”Ceph在中国也被多个行业用户所采用,但是,开源存储如何更好地发展,关键的一环就是需要形成一个生态圈,构建合作联盟,从多个层面去覆盖用户的需求。

另外一个不争的事实已经呈现在大家眼前:“当前,移动互联网、大数据和云计算是当代企业信息化发展的三大驱动力。传统的专用存储设备设施已经不能满足企业数据容量迅速扩张,性能线性扩展,以及运维自动化等各方面的需求。”

针对这些需求,一个专注Ceph开源存储的初创公司XSKY,最新推出了基于主流的开源软件定义存储Ceph的企业级解决方案。不仅可以保证与主流通用硬件,软件的持续兼容性和互操作性,而且可以为用户提供无锁定存储软件,保护用户投资。

就在2016年3月底XSKY 北京发布会当天,Sage Weil发来了贺电视频,对XSKY在Ceph开源存储领域的贡献给予了充分的肯定。

XSKY团队由全球领先的Ceph社区精英和拥有多年企业级关键业务产品设计开发经验的专家构成,目前整个公司研发团队在100人左右。

XSKY创始人兼CEO胥昕介绍:“为了满足企业级用户的应用需求,在开源软件的基础上。XSKY的产品融入了长期的运维经验和企业关键业务应用的接口与可靠性要求特征,帮助客户降低整体拥有成本。 ”

XSKY的解决方案帮助用户以更低的整体拥有成本享受到高性能、高可靠性、高扩展性的软件定义存储基础设施,从而以一种创新的模式应对企业级用户在移动互联网、大数据和云计算环境下的存储挑战。

从X-EBS和X-CBS出发

看看Ceph开源存储的未来

XSKY面向企业级的分布式存储新品X-EBS和X-CBS正式发布之后,引发业界广泛讨论。

基于软件定义SAN,X-EBS是星辰天合提供的企业级融合分布式块存储解决方案。


从X-EBS清晰的架构图可以看出,核心架构基于Ceph,关键环节有了深度优化,也结合了最新的网络与闪存技术。对于这样一个基于主流的开源分布式存储架构,显然是适配各种主流的开放硬件架构与Linux操作系统软件。从而提高企业级用户实际系统性能上将带来很好的满足,同时具有可靠性、可扩展性、可管理性的企业级存储必须的元素。

在持续可靠的服务方面,关键IO路径和管理模块全冗余设计,避免单点故障;数据多份拷贝,自动恢复。

在服务质量动态调控方面,分卷的QoS设置,实时QoS更改,应对潮汐式的应用场景。

在多接口支持方面,支持iSCSI和FC光纤接口,还能通过标准SCSI接口支持原生的操作系统客户端。通过网关服务实现双活访问。

在数据恢复控制方面,面对存储集群长久或暂时的数据不一致状态,为用户提供了控制数据恢复的细粒度处理途径。

在保护域故障隔离方面,用户的软硬件设施故障被控制在保护域内,最大化降低整体服务失效风险。

在可管理性方面,可视化与自动化运维,覆盖安装、管理、监控、升级。

在企业级的存储高级功能方面,支持EC擦除码,快照,克隆独立卷,卷在线扩容与缩容等高级功能。

在智能存储引擎方面,自学习式的数据读写缓存,灵活的性能分层处理。支持多种冗余分离度策略,帮助用户自动建立数据可靠性与性能的最佳平衡。

在灵活的性能分层处理方面,X-EBS实现了冷热数据智能分层处理。一方面,集群内高速存储介质可以组合成为高性能的存储池;另一方面,性能较低的存储介质可以组合成高容量的存储池。多层池结构可以联合向客户端提供数据服务,因而用户可以灵活配置冷热数据在层级之间自动迁移。

在此基础上,还实现了24*7的自助式与自动化运维,不得不说这对于企业级用户的运维人员带来不小的好处。

可见,X-EBS不但可以帮助运营商与云服务商实现数十PB规模的存储资源池,也可帮助企业实现成本可控的中小规模水平扩展存储,融合或替代现有中端存储设施,支撑虚拟化、云计算、数据库等各种OLTP或OLAP业务应用。

 “为云计算而生”软件定义块存储的X-CBS(Cloud Block Storage),定位运营商级的云计算后端块存储解决方案。


从X-CBS清晰的架构图可以看出,核心架构也是基于Ceph,如X-EBS一样在关键环节做了深度优化,也具备企业级的特性。

不仅如此,X-CBS在超融合架构创新方面,有着XSKY带来的特色。

在机架空间受限、服务器规划数量受限的环境中,如大企业分支机构的边缘数据中心,用户可选择在X-CBS产品的节点上同时部署虚拟化,实现超融合部署,实现计算资源的充分利用。

当然,在需要宽松的磁盘容量的环境,或超大规模的计算环境中,如公有云或大型企业总部数据中心,用户可将X-CBS产品与计算虚拟化节点分离部署,分别实现存储资源池与计算资源池,能更有效的规划容量,实现负载隔离,更好的实现灵活扩展。

从而,X-CBS可以为云计算运营商实现大规模可扩展公有云,也为传统企业实现成本可控的私有云提供了可靠的存储基础架构支撑。

从如上分析来看,从X-EBS和X-CBS看Ceph开源存储的未来,显然已经为企业级用户带来了一个面向开源存储的全新解决之道,其中,戴尔扮演着非常重要的硬件基础架构的支撑伙伴角色。据戴尔和XSKY双方高层透露,双方不仅在开源存储软件与标准化硬件方面有着深入的技术合作,同时也在未来的企业级用户市场拓展上也达成了合作共识。

XSKY与戴尔优势互补成就Cloud+

一个优秀的解决方案,自然需要先进的软件与优秀的硬件有着完美的结合。

XSKY的 X-EBS和X-CBS两个核心的SDS产品都采用了戴尔的R730服务器N4064F网络交换机作为了底层硬件支撑,而没有采用其他戴尔硬件,其中自有原因。

“既然我们将自己新品定义为SDS产品,其中一个核心价值观念就是软件产品面向通用硬件,做到软硬件充分解耦。”XSKY福叔介绍说到。

在服务器方面,自然需要面向通用X86架构的服务器,而工业标准的X86服务器正是戴尔的强项,无论可靠性还是经济性方面都是可圈可点,R730更是一款经典的X86服务器产品,管理便捷,能耗低,散热好。

在网络方面,也是需要面向通用的全以太通用网络,网络吞吐和时延对分布式存储至关重要,而戴尔的N4064F交换机提供了高性价比的超低延时的全万兆交换环境,可以有效发挥XSKY产品的性能优势。

1)1X-EBS与Dell R730配合完美

X-EBS可以扩展到PB级,配置双路2U的R730采用 intel架构XeonE5-2600V3系列处理器,每个R730服务器节点下面,可配16个2.5 英寸硬盘。通常服务器的磁盘配置数量是12或24,戴尔创新性地把磁盘数量扩大到16块,提升服务器磁盘密度,而且,根据R730的CPU配置,搭载16块磁盘可以达到最好的性价比,据XSKY高层介绍这也是他们选用R730的原因之一。

当然,文章前面提到了X-EBS在智能存储引擎方面有性能分层处理功能,我们可能会想到戴尔R730也有在计算节点内提供分层混合存储配置,那么这两个软件功能如何配合的呢?

具体分析来看,戴尔服务器的智能存储引擎是通过sandisk软件配合硬RAID卡使用,单节点内提供卷级别的分级存储,可以提供非常好的卷级性能加速。X-EBS提供集群层面的全局分层,基于资源池做数据热点统计。两者配合使用,“鱼与熊掌可以兼得也”。既可以实现单盘(Dell管理的卷用做X-EBS的一块盘)的性能加速,同时可以实现全局分层。

同时,戴尔13G服务器R730还可选双PERC9控制器实现双倍的RAID性能,自然提供给X-EBS的单盘性能就会提升,这会直接提升X-EBS的整体性能。

2)X-CBS与Dell R730优势互补

从X-CBS软件架构分析介绍中,可以看到在超融合架构方面分别实现存储资源池与计算资源池,那么在与戴尔硬件结合方面,X-CBS如何实现多个R730服务器之间的存储资源池化的? R730本身可以在单节点服务器内实现所有存储资源池化,在X-CBS集群节点之间的存储池化与R730自身的存储资源池化之间的关系或关联怎么实现的?其中闪存的利用有什么特点?

对于这个关键问题,XSKY福叔强调说:“X-CBS为超融合架构实现存储资源池,我们产品本身在软件层面就提供了非常好的数据高可靠性,通常不建议在磁盘层面做RAID。”


X-CBS的存储资源池化基本原理图

但是R730通过硬RAID卡在单服务器内实现自身的存储资源池化,再配合自身分级存储,将资源池中创建的卷作为一块盘提供给X-CBS使用,由X-CBS实现集群范围内的存储资源池化。两者优势互补,R730借助X-CBS实现跨服务器的资源池化, X-CBS借助R730的单服务器资源池化及分层技术,单盘性能也得到优化提升,支持X-CBS的整体性能提升。

X-EBS的存储资源池化与X-CBS的原理相同。在对SSD的使用主要在高性能分级存储池和SSD智能缓存,前者在集群范围内作为自动分层的性能层,做Cache Pool使用;后者在节点内为HDD或低性能SSD提供磁盘级别的读写Cache。

计算资源池与存储资源池分离,就是计算与存储的分离,这对于X-CBS超融合架构和X-EBS的整体性能发挥有着重要的作用。

与计算和存储紧耦合的超融合架构相比,XSKY的计算和存储分离的资源池式架构,让不同配置的服务器单元应对不同的工作负载,既支持计算和存储一体化,又支持分离部署,其扩展性和兼容性明显优于计算和存储紧耦合的超融合架构。

 

另外XSKY福叔分析指出,X-EBS和X-CBS目前属于两款干净的SDS软件,没有针对专门的硬件做适配优化或兼容性增强,目前使用戴尔R730,二者已经实现了优势互补,XSKY可以帮助R730实现跨服务器的资源池化。相信随着以后随着市场需求和双方的紧密合作,双方在技术合作方面会碰撞出更多创新的火花。诚然,这也是戴尔Cloud+发展的重点之一。

创新合作

赢得Cloud+新未来

随着“在中国,为中国”的戴尔中国4.0战略进一步推进,戴尔与中国本地化合作伙伴的深入合作,必将构建一个更加全面的、满足企业级IT用户需求的端到端解决之道。

XSKY和戴尔双方都对合作同时抱有很大的信心,认为双方在未来就绪合作共赢上将会有着新的突破,在Any Cloud整体框架下,双方的努力,最终将赢得Cloud+的新未来,并找到一条通往开源存储的必由之路。我们拭目以待。(XSKY福叔对此文亦有贡献,特别致谢。)

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