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儲存月報第5期:近乎一應俱全的公有雲儲存

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這個月Dell與EMC終於正式完成了合併,對企業儲存領域來說,這象徵著傳統企業儲存供應商面對新的競爭環境,尋求轉型與調整體質的一個重要嘗試。企業資料量雖然隨著時間而持續增加,但傳統儲存產品(SAN、NAS與DAS)在企業儲存銷售中所占比重,卻持續下滑,是當前所有傳統儲存廠商共同的難題,造成銷售下滑的最主要原因,便是Server SAN、超融合(Hyper Converged)與公有雲等新興儲存架構的出現。

在這些新興架構中,對傳統儲存產品最具威脅性的是公有雲儲存服務。舉例來說,依Wikibon剛在上個月發表的Server SAN儲存應用報告,在2012年以前,公有雲儲存還是個不起眼的產品類型,銷售額只相當於傳統企業儲存產品的3%,然而到了2016年的今天,公有雲的銷售額已成長到相當於傳統企業儲存的23%。依照這樣的趨勢,2020年將是一個轉折點,屆時公有雲儲存的銷售額便會超越傳統企業儲存。

公有雲儲存之所以能吸引越來越多的用戶採用,除了管理負擔輕、可彈性配合用戶應用規模、較低的總體持有成本等「成本面」的優點外,在「功能面」方面,這幾年來也有全面性的進步。

我們可以毫不誇張的說,除了沒辦法直接接觸實體機器這一點以外,現在IaaS公有雲所能提供的儲存服務,幾乎已經可以涵蓋傳統企業儲存應用的所有範圍,

我們這裡以IaaS公有雲兩大龍頭—AWS(Amazon Web Services)與微軟Azure為例,來看看當前的雲端儲存服務能作到的程度。

依Wikibon上個月初發表的2016上半年全球公有雲收入統計,AWS與Azure是IaaS公有雲服務商的兩大龍頭,分別占有31%與24%份額,是最具代表性的IaaS公有雲服務。

AWS與Azure的儲存服務

對於商務或企業儲存應用,常見的需求不外乎檔案共享應用,還有主要針對結構化資料、強調I/O效能的區塊類型(Block)儲存,針對非結構化資料的物件儲存(Object),還有長期保存的歸檔(Archive)幾種類型,另外還要提供必要的擴充性、可用性與安全性。

AWS與Azure對這幾個面向的需求,都提供了對應的服務。

高效能取向儲存服務

AWS針對效能類型的儲存服務是EBS(Elastic Block Store),可以建立供EC2執行個體使用、最大容量16TB的區塊類型儲存區。針對不同等級的效能需求,EBS磁碟區有4種類型可選:通用型SSD、預先配置IOPS的SSD、傳輸率最佳化的硬碟,以及冷硬碟,基本上都是按照容量計費,SSD類型磁碟區的單位容量費用比硬碟貴2~5倍,不過預先配置IOPS的磁碟區另需依照IOPS效能加計收費。針對可用性,EBS也提供快照、複製與跨AWS服務區域(region)的災難備援服務。

Azure對應高效能儲存需求的服務,則是進階儲存體(Premium Storage),可為Azure的虛擬機器提供以SSD為基礎的磁碟區,每臺VM可配置最大容量64TB、擁有8萬IOPS效能與2,000MB/s傳輸率的進階儲存體磁碟區。針對資料可用性,進階儲存體提供了同一地區的3複本資料保謢功能。

就目前來看,Azure進階儲存體提供的磁碟區容量、IOPS效能與傳輸頻寬,都相對較高,不過AWS EBS有更多樣化的磁碟類型可選。

共享檔案儲存服務

AWS的共享檔案儲存服務是EFS(Elastic File System),可為EC2執行個體提供以NFS v4.1為基礎的共享檔案儲存區,具備了跨多個EC2執行個體共用檔案存取、自動擴展與縮減容量等特性。EFS採用分散式架構,資料自動分散在一個AWS服務區域下的多個可用區域(Availability Zone,AZ)存放,藉此確保可用性,收費是按每月平均使用容量計算。

比起AWS自家的EBS,EFS的IOPS效能較低,但頻寬較大,可用性也更高,如前所述,EFS的資料是跨多個可用區域(AZ)存放的,而EBS則是放在一個可用區域(AZ)下,所以EFS的單位容量收費也比EBS更高。

至於Azure的共享檔案儲存服務是檔案儲存體(File Storage),可為Azure VM提供以SMB 3.0為基礎的共享檔案儲存區,最大容量限制為5TB,同樣擁有3複本保謢。

AWS EBS的容量擴展能力相對更大,不過Azure檔案儲存體可搭配更多類型的資料複寫服務,提供更彈性的資料可用性選擇。

物件儲存服務

針對非結構資料儲存應用,Amazon S3幾乎已經是Web物件儲存的標準,又分為標準的S3、非頻繁存取的S3-IA與長期歸檔用的S3 Glacier等3種類別,分別對應一般存取、少量存取與長期歸檔儲存需求。

Azure的物件儲存服務是Blob儲存體(Blob Storage),類似Amazon S3一樣可以儲存任何型式的資料,並分為經常性存取儲存層(Hot access tier)與非經常性存取儲存層(Cool access tier)兩種層級,分別對應一般存取與歸檔長期保存需求,並可搭配用戶端加密與不同的資料複寫服務,來確保資料可用性。

資料的可用性與安全性

AWS的EBS、EFS與S3儲存服務都是採用分散式儲存架構,但各自具備不同的可用性機制。EBS是將資料分散存放在一個可用區域(AZ)下的不同裝置,還提供EBS磁碟區加密功能;EFS則是將資料分散在一個AWS服務區內多個獨立可用區域(AZ),但還沒有靜態加密功能;S3的資料則是分散存放在一個服務區的多臺裝置上,並可搭配多種加密機制。另外EBS與EFS兩種服務,都可搭配S3的跨AWS服務區資料複寫(Cross-Region Replication,CRR)功能,將資料抄寫到S3儲存區,然後透過CRR複製到另一個AWS服務區,來作為一種異地災難備援方式。

Azure的所有儲存體都擁有3複本可用性機制的保謢,並有4種等級的備援服務可選:本機備援儲存體(Locally redundant storage,LRS)、區域備援儲存體(Zone Redundant Storage,ZRS)、異地備援儲存體(Geo-Redundant Storage,GRS),以及讀取權限異地備援儲存體 (Read-Access Geo-Redundant Storage,RA-GRS)。

LRS是在儲存體所在區域的多臺設備間複寫資料,ZRS是在多個區域的設備間複寫資料,GRS會將資料複寫到數百公里外區域的設備上,RA-GRS則是在GRS的基礎上,進一步允許對異地端資料作唯讀應用,類似一種異地端、唯讀的Active-Active應用架構。就可用性來說,是GRS>ZRS>LRS,不過價格也是以GRS最貴,LRS的可用性雖然較低,但效能也較好。

公有雲儲存的進化

以AWS與Azure為代表的公有雲儲存服務,已經進化到能涵蓋區塊、檔案共享、物件與歸檔等4大類型儲存服務,足以應對企業儲存應用每一個面向的層次。只要用戶環境能連得上雲端、並按時繳交費用,幾乎可完全依靠這些公有雲儲存服務,來滿足絕大多數的儲存需求。


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