云原生：邊緣云端儲存彈性化

現今包羅萬(wàn)象的傳感器及物聯(lián)網(wǎng)裝置可以收集云端邊緣的大量數據，現有數據轉變成信息與知識的方式及應用程序推陳出新，進(jìn)而推動(dòng)能保持彈性化、可擴充性及可靠性的云原生（Cloud-Native）運算方案。

數據集為形成知識的重要原料，將現有數據轉變成信息與知識的方式及應用程序不斷推陳出新，開(kāi)發(fā)速度可說(shuō)是前所未見(jiàn)，這推動(dòng)了云原生的革命，希捷（Seagate）內部所部署的智能制造即為示例之一。

透過(guò)包羅萬(wàn)象的傳感器及物聯(lián)網(wǎng)裝置，我們可以收集到各式各樣大量的資料，其中也蘊含著(zhù)讓人驚嘆的大量知識。然而，實(shí)體儲存系統的限制可能會(huì )阻礙快速獲取知識。

當企業(yè)計劃擴大收集數據時(shí)，須先考慮數據存放位置，以及如何管理儲存數據，而這些成本將可能抑制收益。既然現今數據大多生成于云端邊緣，企業(yè)組織也正尋找著(zhù)合適的解決方案，將數據存放于邊緣或靠近邊緣，以降低復雜性。針對這些解決方案，其中關(guān)鍵為可擴充性及可靠性。



 
圖一 : 現今數據大多生成于云端邊緣，企業(yè)組織也正尋找著(zhù)合適的解決方案，將數據存放于邊緣或靠近邊緣，以降低復雜性。（source：Seagate）

云原生運算基金會(huì )（The Cloud Native Computing Foundation；CNCF）致力于打造云原生的永續生態(tài)系統。身為該基金會(huì )的成員，Seagate認為云原生技術(shù)的創(chuàng )新及實(shí)現至關(guān)重要。不論是在公用云、私有云或混合云，云原生運算能協(xié)助企業(yè)組織透過(guò)開(kāi)源軟件，打造并運行可擴充、可靠的應用程序。

所謂可靠的儲存架構，意昧著(zhù)不論是在正常狀況下或遭遇考驗時(shí)，儲存架構皆應具備彈性。就邊緣云端儲存來(lái)說(shuō)，我們的目標是：即使發(fā)生電壓突波、硬件故障、軟件更新及網(wǎng)絡(luò )漏失（network loss）等狀況，應用程序及服務(wù)需能幾乎或完全不受影響地維持運作。

不論在邊緣部署的區域內或區域間，完整的云原生邊緣解決方案都能保持彈性。

要儲存大量的數據，首先需有大量與服務(wù)器或局域網(wǎng)絡(luò )連接的硬盤(pán)或機柜。一旦某個(gè)硬盤(pán)故障，也必須能快速且彈性地復原，而恢復的時(shí)間也應越短越好。當采用標準磁盤(pán)陣列，欲在18TB大容量硬盤(pán)上重建數據復本，可能需耗費數日。Seagate ADAPT數據保護技術(shù)可將數據分散到機柜里的每臺硬盤(pán)以強化防護。如此一來(lái)，部署內的網(wǎng)絡(luò )或中央處理器不必承擔額外負載，并可將重建時(shí)間縮短至數小時(shí)內。

近年來(lái)隨著(zhù)自然災害逐漸增加，儲存解決方案顯然也應具備地點(diǎn)彈性。這代表數據應有一個(gè)或多個(gè)復本并分散儲存于不同地區的數據中心。而Seagate的Lyve Mobile產(chǎn)品與服務(wù)可解決大容量行動(dòng)儲存及數據傳輸移動(dòng)，分布式的系統或同步數據復制可支持實(shí)時(shí)容錯備援。

至于大量非結構化數據對象，Seagate CORTX智能對象儲存軟件可為其提供所需的地點(diǎn)彈性。而Kubernetes的永久儲存，檔案及區塊儲存容積（file- and block-level volumes）可提供敏捷性并確保高效能。此外，LINBIT的LINSTOR容器區塊儲存管理軟件為開(kāi)源的儲存定義服務(wù)平臺，與Kubernetes容器儲存接口相輔，可處理經(jīng)編排（orchestrated）的微服務(wù)數據放置與排程。比起將數據移至核心，將容器移至邊緣可將總持有成本降到更低。 LINSTOR為一款編排軟件，可于Linux（LVM、ZFS、VDO、Luks、DRBD）等儲存建構塊上構建功能豐富且高效的儲存容積，并附有可直接連接的儲存設備。

將Seagate Exos儲存平臺結合LINSTOR的同步復制功能，可創(chuàng )造出具有豐富功能的企業(yè)級彈性解決方案，并可與任何其他公用或私有云端解決方案結合。這些平臺的開(kāi)源性質(zhì)提供操作敏捷性，讓解決方案的各個(gè)層次皆具可視性。


 
圖二 : Seagate Exos 儲存可于于任何儲存軟件層內呈現區塊儲存設備。（source：Seagate）

Seagate Exos 儲存可于于任何儲存軟件層內呈現區塊儲存設備。Seagate專(zhuān)為 LINSTOR開(kāi)發(fā)的Exos后端驅動(dòng)程序，藉此協(xié)助Seagate ADAPT硬件磁盤(pán)陣列加速器的細粒度數據控制。有了這樣子的驅動(dòng)程序解決方案，不論是以硬件為基礎的精簡(jiǎn)布建、SSD/HDD 的自動(dòng)分層或者是快照，都可由 Kubernetes 透過(guò)異地復制加以編排。

此解決方案具有多主機可感知（multi-host aware）資源管理的新功能。具備1.5PB容量的單一 Exos系統可直接鏈接8個(gè)應用程序服務(wù)器，搭配LINSTOR鏈接Kubernetes PVC（Persistent Volume Claim）與容錯的邏輯扇區。Kubernetes可運用LINSTOR的資源定義，編排運算節點(diǎn)與儲存連結間的配對，以兼顧負載平衡與敏捷性。

（本文作者Tom Prohofsky 為Seagate Technology技術(shù)長(cháng)辦公室資深工程主管）