连接私有存储和云的应用设备

  集成云服务的存储应用设备支持混合存储配置：将数据中心存储无缝连接至高性价比的可扩展云存储。

  当提及云存储或云计算时，对“混合”一词就有了许多种不同的定义。在本篇中，我们将混合云存储定义为透明且高效地集成私有存储和云端存储，以获取更大的整体价值的方案。这意味着混合云存储应当在这些维度提供更多的价值：成本节省、可扩展性、可管理性、性能、数据保护、业务连续性、自动化程度以及安全性。同时，混合云存储应当通过与现有的私有存储基础架构进行透明地整合来实现这些价值。最后，一个硬性要求是不能对应用程序做出任何变更。

  虽然云存储的好处显而易见而且颇具吸引力，但实际部署情况却远慢于预期，个中原因在于云存储基于表述性状态转移(Representational State Transfer，简称REST)协议存储和访问数据。部分早期的网关设备将iSCSI和CIFS协议翻译成REST协议，以实现数据到云端的上传下载。尽管这样做完全正确，但并不足以大规模地促进云存储市场。

  这种情况在几年前集成云服务(CIS)的存储应用设备面市后发生了改变。这种应用设备实现了混合云存储，无缝集成私有云和公共云，并对现有的存储环境完全透明。以下四个应用案例阐释了这些现代化系统的功能：

  备份

  灾难恢复

  归档

  二级主存储(NAS和SAN)

  集成云服务的存储应用设备解析

  CIS应用设备为私有主机提供iSCSI、CIFS或NFS接口，有效避免了云存储关联中的主要问题：即REST协议的应用。通常这类设备包含一系列技术，例如计算、缓存、分层、重复删除、压缩、加密、自动精简配置、WAN优化、复制、数据保护、协议转换、快照以及克隆。大部分应用设备内置固态存储或磁盘驱动器。设备的后端通过Internet和REST协议连接到云端。

  当某个写请求到达时，数据会写入缓存并且确认，然后数据会在块级别进行重复删除，抑或会和其它连续块文件整合转化为大块的数据集合。部分应用设备亦实现了压缩算法。大块的数据集合会存储在本地的驱动器上，并且同时优化用于通过WAN向云端传输。应用设备会进行协议转化，而且只有和云端存储的数据集合不重复的部分才会被送出。

  数据快照会定期进行，当然这取决于不同的应用设备，有些会立刻传输到云端，在本地不留下拷贝，另一些则不同。元数据映射中包含的指针能够描述数据集合的构成，其会和数据集合一起存储在云端(在有些情况下也会存储在应用设备上)。部分应用设备只使用其本地存储作为缓存，而另一些则会用于存储分层。所支持的云服务供应商也有不同，相比之下AT&T Synaptic、Amazon Web Services (AWS)、Google、IBM SoftLayer、Microsoft Azure、Nirvanix和Rackspace是被最广泛支持的。

  用户无须知晓数据如何存储在云端，如何被保护以及如何进行管理这些细节。应用设备所提供的交互方式和某个iSCSI卷或CIFS/NFS共享完全一样。CIS产品有物理和虚拟两种最常见的形式。

  应用案例1：备份和恢复

  集成云服务的存储应用设备能够从根本上改变备份和恢复方式，并且消除传统数据保护这一最麻烦的问题。首次部署过程中需要和目前使用的备份软件相互协调，其中包括所有的主备份应用。或者使用CIS应用设备也能够完全不需要传统的备份软件，从而显著地降低成本并简化整体的数据保护架构。

  配合备份软件使用CIS应用设备。在这种场景中，CIS应用设备可以被服务器视为iSCSI或CIFS的存储媒介。所有的传统备份管理和原先一样，不过备份流程经过了应用设备重复删除、压缩、WAN优化以及加密，然后发送到云端。这类的应用设备相比购买一套备份应用设备，比如EMC的Data Domain、HP的StoreOnce或IBM的ProtecTIER而言，极具成本效益。除了在云端能够获得完全的数据保护，用户的数据同时具备了地理位置上的远程存储特性。这表示较之于购买另一套备份应用设备，将其部署在远程站点并进行数据复制，用户可以通过CIS应用设备方式获得一系列成本节省。同时，由于只有唯一的数据集合会被发送到云端，存储成本也会进一步减少。对于不同的CIS产品，通常最后一次备份的本地拷贝会驻留在应用设备上，以实现最快速的恢复。备份管理仍通过备份软件执行，并且数据也会和之前在主存储上那样进行恢复。Riverbed Whitewater、Stor- Simple (Microsoft) CiS 以及TwinStrata CloudArray是这类应用场景中最典型的应用设备。

  不使用备份软件的CIS应用设备。这种功能会在CIS应用设备作为主存储使用后激活(详见后文)。CIS应用设备能够用于改善数据保护，并定期执行集成到云存储端的计划内快照。这种快照的本地拷贝会驻留在应用设备上用于快速恢复。而数以百计的快照会存储在云端，而由于只有改变的部分才会被保存，因此也就没有了全备份和增量备份的概念。在这种场景下，恢复操作通过CIS的用户界面触发，不涉及任何备份软件。文件级别和卷级别的恢复都是可行的，而且如果应用服务器运行虚拟机，则可分别基于虚拟机、卷或文件级别进行恢复。因为数据没有通过备份软件重新格式化，快照可以立刻挂载而无需先进行恢复。

  应用案例2：灾难恢复

  对于CIS应用设备的应用案例而言，最新奇的可以算是用作灾难恢复。CIS应用设备能够为所有的应用程序提供高性价比、可测量且“按需分配”的灾难恢复功能。通过将集成云的快照上载到云端，当本地站点无法运作时，新的CIS应用设备可以在另一站点快速上线，并链接到云端的快照。在绝大多数成熟的应用设备中，应用程序无需恢复就可直接启动，并且无需将数据下载到应用设备上。恢复时间目标(recovery time objective，RTO)取决于下载元数据映射的所有时间，元数据映射描述了快照中的内容，这一小步相比下载整个数据卷，或许会牺牲一些性能，不过应用程序会以最短的RTO上线运行。

  对于企业而言，一项巨大的好处在于无需建设用于灾难恢复的次级站点。Microsoft的StorSimple CiS和TwinStrata的CloudArray或许是这类应用场景的最佳实例。这两款应用设备同时可用于虚拟机环境，因为用户能够有选择性地启用云端的应用程序，前提是云供应商能够提供计算资源，比如Microsoft的Azure和AWS的Elastic Compute Cloud(EC2)。

  这种应用案例是远端办公室数据保护的理想选择。安装在每个远端办公室的CIS应用设备能够将快照传输到云端。当某站点发生意外事故后，恢复操作可以由数据中心或其它远端站点进行。这种灵活性为远端办公室提供了简便而低价的灾难恢复方案。

  确保数据安全性和完整性的责任转移到云供应商身上，云供应商需要进行技术革新并在必要时将数据迁移到更新的技术上，同时保证100%的数据完整性。

  应用案例3：归档

  归档的应用案例和备份恢复十分类似，除了有一点：陈旧的数据会和活跃的数据分离，并从主存储上迁移到云端。这种方式缓解了主存储的工作负荷，改善应用程序性能并减少扩容新购，而所有的归档数据在需要时仍在线可用。归档数据可能会被较长时间的存储，并且要保证完整性。确保数据安全性和完整性的责任转移到云供应商身上，云供应商需要进行技术革新并在必要时将数据迁移到更新的技术上，同时保证100%的数据完整性，而不涉及用户。

  当CIS应用设备作为主存储进行使用时，归档的作用更为明显。与冷数据占据昂贵的资产的传统私有主存储不同，在集成云服务的存储应用设备中只保存活跃数据，冷数据会迁移到云端。所有数据总是保证在线状态，IT人员自然无需为周期性清理主存储费心了。

  在归档数据迁移到云端后，应用程序能够更好地运行，而达到最佳性能。不过在这些美好的愿景背后，诸如处置法规对特定数据的要求，提供合规审计等仍是必要的。不管怎样，基于云的归档仍不失为那些非高合规要求的行业的企业极具性价比的解决方案。

  应用案例4：主存储

  由于延迟问题，将云存储用作主存储是一种极具争议的部署模式。绝大多数对延迟敏感的应用程序无法应对访问云存储时十分常见的几十毫秒(或更高)的时延。不过通过架构优良的CIS应用设备，能够达到几乎所有高延迟敏感应用程序所需的卓越性能。举例来讲，Microsoft的StorSimple应用设备能够为SQL服务器、Exchange和SharePoint应用程序提供卓越的性能。这些应用程序要求极低的延迟，而这能够通过使用带有预判功能的应用设备的存储作为缓存得以实现。这种场景为应用程序提供可扩展、按需分配的存储、十分简化的配置并且大大减少私有存储的占地。大部分存储从云端获取，但其表现得和本地存储完全一样。数据同样由云供应商在云端进行保护，进一步降低IT人员的数据管理工作。

  当然，使用云存储作为主存储无法完全取代现场第一层存储，至少在现阶段还是以混合存储形式部署。不过第二层存储通常是大部分企业的主要存储部分，而这一层确实是迁移到混合云存储架构的理想选择。并非所有的CIS应用设备都能够提供给主存储充足的性能，因此在选择时应当十分谨慎。

  混合云存储能够改善灾难恢复的三个方面

  · 恢复点目标(RPO)和恢复时间目标(RTO)是灾难恢复中的重要因素。RPO取决于快照的频率，而绝大多数集成云存储(CIS)应用设备支持快照功能。不过并非所有的CIS应用设备提供同样的RTO。为了实现最快速的RTO，该产品需要支持应用程序在启动时无需等待所有的数据先行恢复。

  · 启动高优先级应用程序的功能，而非将所有应用程序恢复一视同仁，这非常重要。尽量选择支持这一功能的产品。

  · 在灾难恢复场景中，当某应用程序在另一站点重启时，要确保立刻用新的云快照开始保护，这样才能使得数据保护没有中断。

  混合云存储应用程序产品举例

  对于iSCSI数据块存储而言，StorSimple值得考虑，而对文件级别存储，Nasuni是不错的产品。TwinStrata的CloudArray主要用于备份、归档和灾难恢复，不过也可以考虑用于主存储使用。Amazon提供一款网关产品，不过其主要定位于将私有存储迁移到AWS Simple Storage服务商。Nirvanix的CloudNAS应用设备能够将文件在私有NAS和Nirvanix云端随意迁移。Nirvanix同样允许用户使用其技术创建Nirvanix私有云，并能够集成到Nirvanix的公共云，组成大范围的混合云。其使用的hNode应用设备在两者之间作为接口。在混合云存储的理念中可以引出许多不同类型的产品。

  混合云应用正当时

  混合云存储业已成熟，业务规模不同的各类企业都能够将其用于数据存储架构。安全性，这曾是云存储的首要问题，由大部分集成云服务的存储应用设备解决，因为所有传输存储到云端的数据都会经过加密。此外，所有通常用于私有存储的认证模式都可通过这些应用设备实现。混合云存储所能带来的收益对于绝大多数企业而言如此巨大，企业在存储基础架构升级或扩容时势必会对这种形式加以考虑。