分布式存儲(chǔ)紅海中，看天翼云HBlock如何突圍？

　　過(guò)去十年，隨著技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新和新應(yīng)用場(chǎng)景的大量涌現(xiàn)，企業(yè)IT架構(gòu)出現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)和敏態(tài)的混合化趨勢(shì)。

　　在持續(xù)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)的同時(shí)，這些新應(yīng)用、新場(chǎng)景在基礎(chǔ)設(shè)施層也普遍基于敏態(tài)的分布式架構(gòu)構(gòu)建，從而對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)提出了新的要求。

　　正因如此，分布式存儲(chǔ)憑借高安全性、可靠性、可用性、易于擴(kuò)展等特性，在敏態(tài)業(yè)務(wù)中得到了快速發(fā)展。短短幾年內(nèi)，國(guó)內(nèi)分布式存儲(chǔ)增長(zhǎng)率節(jié)節(jié)攀升，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。

　　中國(guó)信通院調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)分布式存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到178億元，年增速44%;預(yù)計(jì)未來(lái)三年，市場(chǎng)仍將保持40%以上的增長(zhǎng)率。

　　盡管市場(chǎng)上的分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品和解決方案層出不窮，但如何提高企業(yè)存儲(chǔ)資源利用率，既要“存得下”，又要“讀得快”，還要“成本低”，其實(shí)是一件非常不容易的事情。

　　在天翼云最新發(fā)布的存儲(chǔ)資源盤(pán)活系統(tǒng)HBlock中，我們看到了分布式存儲(chǔ)的新“解題思路”。

　　企業(yè)“沉睡” 存儲(chǔ)亟待“盤(pán)活”

　　隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，企業(yè)不斷采購(gòu)服務(wù)器進(jìn)行現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)更新以及新業(yè)務(wù)系統(tǒng)搭建。為了滿(mǎn)足系統(tǒng)性能和升級(jí)擴(kuò)容等要求，企業(yè)一般購(gòu)買(mǎi)超過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)容量需求3-4倍的磁盤(pán)，不可避免會(huì)造成資源閑置。

　　《計(jì)算機(jī)世界》的一篇文章曾指出“數(shù)據(jù)中心30%的物理服務(wù)器處于沉睡狀態(tài)”。麥肯錫公司發(fā)布研究也表明，有高達(dá)30%的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器“功能失效”。由此可見(jiàn)，優(yōu)化“沉睡”的服務(wù)器將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大收益。

　　目前，國(guó)內(nèi)外企業(yè)普遍存在大量的利舊服務(wù)器需求，但是經(jīng)常會(huì)面臨異構(gòu)硬件難兼容、舊型號(hào)設(shè)備與軟件不適配、弱電弱網(wǎng)等混沌環(huán)境帶來(lái)的不穩(wěn)定和降速問(wèn)題。

　　在實(shí)際方案設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)盤(pán)活效果也并不理想。究其根本，主要有異構(gòu)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)孤島兩大原因：

　　在企業(yè)IT系統(tǒng)中，存儲(chǔ)設(shè)備往往來(lái)自不同供應(yīng)商，這意味著不同的底層架構(gòu)、不同的管理界面、功能、性能以及運(yùn)維升級(jí)的操作都會(huì)有很大的差別。一旦存儲(chǔ)升級(jí)，就必須找到相應(yīng)的供應(yīng)商進(jìn)行操作，因此企業(yè)很容易被供應(yīng)商所綁定。

　　同時(shí)，由于存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)自多個(gè)廠(chǎng)商，多個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之間很難實(shí)現(xiàn)相互協(xié)作，數(shù)據(jù)孤島無(wú)疑將極大的增加企業(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的管理難度和運(yùn)維成本。

　　除了盤(pán)活利舊、解除存儲(chǔ)供應(yīng)商綁定等需求，企業(yè)也面臨著綠色數(shù)據(jù)中心的挑戰(zhàn)。

　　在2030“碳達(dá)峰”背景下，企業(yè)積極探索如何響應(yīng)數(shù)據(jù)中心能源消耗巨大的課題，而通過(guò)擺脫沉睡服務(wù)器和提高能源效率，是解決數(shù)據(jù)中心資源空跑、利用率低等問(wèn)題的必經(jīng)之路。

　　不難發(fā)現(xiàn)，無(wú)論從何種角度考慮，盤(pán)活企業(yè)存儲(chǔ)資源已勢(shì)在必行。在這種背景下，分布式存儲(chǔ)憑借靈活、可靠性強(qiáng)、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，成為解決存儲(chǔ)資源閑置、提高資源利用率的理想技術(shù)路線(xiàn)。

　　就在今年，天翼云推出了一款革命性的分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品“存儲(chǔ)資源盤(pán)活系統(tǒng)HBlock”，正是針對(duì)盤(pán)活存儲(chǔ)資源這一挑戰(zhàn)而誕生的。作為業(yè)內(nèi)首款存儲(chǔ)資源盤(pán)活系統(tǒng)，天翼云HBlock是如何解決這一棘手難題的?

　　天翼云HBlock 為存儲(chǔ)“提質(zhì)增效”

　　正如前文所說(shuō)，盤(pán)活存儲(chǔ)資源并不是件容易的事，為了解決異構(gòu)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)孤島等挑戰(zhàn)，天翼云HBlock創(chuàng)新性地提出了純軟件、全用戶(hù)態(tài)的分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品形態(tài)。

　　首先，HBlock全部運(yùn)行在用戶(hù)態(tài)，與硬件驅(qū)動(dòng)程序完全解耦，因此支持多種指令集架構(gòu)、不同型號(hào)配置的服務(wù)器混合組成集群，可與企業(yè)現(xiàn)有應(yīng)用混合部署于同一操作系統(tǒng)中，且不影響現(xiàn)有應(yīng)用的運(yùn)行，以盡可能盤(pán)活更多的存儲(chǔ)資源。

　　其次，作為一款全用戶(hù)態(tài)的純軟件，HBlock安裝包只有170MB左右，可以安裝在任何主流Linux操作系統(tǒng)上，把分散在各服務(wù)器中的存儲(chǔ)空間整合成高性能虛擬資源池，通過(guò)分布式多控制器架構(gòu)保證了低延遲、高可用、易擴(kuò)展。

　　同時(shí)，HBlock還提供功能全面的控制臺(tái)、命令行，以及完善的API接口，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)協(xié)議為上層應(yīng)用提供分布式存儲(chǔ)服務(wù)，解決了異構(gòu)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題。

　　事實(shí)上，想要解決盤(pán)活存儲(chǔ)資源的挑戰(zhàn)，還有一個(gè)重要的前提，就是要滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)環(huán)境高適應(yīng)性的要求，才具備實(shí)際的落地性。

　　但是，想要提高穩(wěn)定性就要限定環(huán)境，想要適應(yīng)各種環(huán)境就容易出現(xiàn)不穩(wěn)定，那么天翼云HBlock是如何解決這一難點(diǎn)的呢?

　　據(jù)天翼云國(guó)際業(yè)務(wù)事業(yè)部存儲(chǔ)研發(fā)專(zhuān)家武志民介紹，天翼云HBlock主要從高可用、高可靠、高性能三個(gè)方向進(jìn)行了技術(shù)攻堅(jiān)：

　　在高可用方面，采用基于MPIO的“一主多備”方案。可在數(shù)據(jù)層面實(shí)現(xiàn)秒級(jí)故障切換，提高服務(wù)可用性;集群模式下所有服務(wù)都采用冗余方式部署，實(shí)現(xiàn)從服務(wù)器整機(jī)、單鏈路到單個(gè)磁盤(pán)部件發(fā)生故障而不受影響。

　　在高可靠方面，支持多副本和糾刪碼，每個(gè)存儲(chǔ)卷都可以選擇自己的冗余方式。當(dāng)一份數(shù)據(jù)丟失的時(shí)候，可以通過(guò)其他的冗余數(shù)據(jù)，將丟失的數(shù)據(jù)快速重建，降低數(shù)據(jù)丟失的概率。

　　同時(shí)，支持節(jié)點(diǎn)、磁盤(pán)兩個(gè)級(jí)別的故障域，以適應(yīng)多種部署需求。在數(shù)據(jù)校驗(yàn)方面，支持客戶(hù)端服務(wù)器校驗(yàn)、集群內(nèi)部全流程校驗(yàn)、多臺(tái)服務(wù)器間數(shù)據(jù)校驗(yàn)等多種校驗(yàn)方式，嚴(yán)格確保數(shù)據(jù)的一致性，并且在檢測(cè)到異常的時(shí)候能夠自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)恢復(fù)進(jìn)程。

　　在高性能方面，HBlock通過(guò)寫(xiě)緩存與讀緩存的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　其中，寫(xiě)緩存支持三種緩存模式：WriteBack, WriteThrough, WriteAround，分別適用于對(duì)讀寫(xiě)性能要求較高、對(duì)數(shù)據(jù)的安全性要求較高且寫(xiě)少讀多、對(duì)數(shù)據(jù)的安全性要求較高且寫(xiě)少讀少的場(chǎng)景。

　　讀緩存會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)距離和節(jié)點(diǎn)負(fù)載選擇最合適的節(jié)點(diǎn)去讀取數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同用戶(hù)場(chǎng)景自動(dòng)調(diào)整緩存大小、判斷緩存預(yù)讀，從而大幅度提升客戶(hù)端小IO順序讀的性能，減少客戶(hù)端讀請(qǐng)求的響應(yīng)延時(shí)。

　　測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，在全SSD環(huán)境下，HBlock單卷IOPS可達(dá)15萬(wàn)次，讀寫(xiě)延遲200微秒。

　　在規(guī)模層面，節(jié)點(diǎn)數(shù)可以達(dá)到1024，支持PB級(jí)別存儲(chǔ)資源池。支持彈性擴(kuò)容，不中斷業(yè)務(wù)，可隨時(shí)下架高能耗設(shè)備，替換為低能耗設(shè)備。以上數(shù)據(jù)均為業(yè)內(nèi)上游水平，全面超過(guò)了開(kāi)源Ceph。

　　值得注意的是，目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)的分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品都在高可用、高可靠、高性能方面下足了功夫，但為何天翼云HBlock在盤(pán)活存儲(chǔ)資源方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)?我們認(rèn)為有兩個(gè)特點(diǎn)值得關(guān)注：

　　一是，大多數(shù)的分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品，其關(guān)鍵核心模塊都是依賴(lài)于Linux內(nèi)核，按照軟硬一體的模式進(jìn)行售賣(mài)。而HBlock通過(guò)自主研發(fā)，存儲(chǔ)軟件與硬件驅(qū)動(dòng)程序完全解耦，因此適用于市面上通用的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器，兼容常見(jiàn)的Linux操作系統(tǒng)等。

　　二是，作為一款主打盤(pán)活、提高資源利用率的分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品，HBlock內(nèi)置利舊檢測(cè)工具。用戶(hù)可以在正式部署前，全面檢測(cè)自身硬件狀態(tài)并進(jìn)行評(píng)估，以了解是否適合部署HBlock，以及部署后會(huì)取得什么效果。

　　總體而言，天翼云HBlock不僅可以滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)環(huán)境高適應(yīng)性的要求，還可以利用全部空閑存儲(chǔ)資源，幫助企業(yè)解決存儲(chǔ)資源閑置的難題，真正實(shí)現(xiàn)降本增效。

　　深入場(chǎng)景才經(jīng)得起考驗(yàn)

　　如今隨著企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用類(lèi)型的多元化，存儲(chǔ)的使用場(chǎng)景也在走向多樣化。

　　一款存儲(chǔ)產(chǎn)品能否在性能、穩(wěn)定性、可靠性等方面跟上應(yīng)用趨勢(shì)的迭代步伐，適應(yīng)各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的新需求，決定了它是否能夠真正應(yīng)用落地。

　　天翼云HBlock正是掐準(zhǔn)了不同場(chǎng)景對(duì)于存儲(chǔ)需求的脈搏，在釋放企業(yè)數(shù)據(jù)價(jià)值的過(guò)程中大展身手。目前，HBlock不僅支持私有云存儲(chǔ)場(chǎng)景，還支持混合云存儲(chǔ)、第二存儲(chǔ)等多種需求場(chǎng)景。

　　以金融行業(yè)為例，由于企業(yè)對(duì)信息安全的要求高，普遍采用私有云建設(shè)模式。

　　而HBlock支持構(gòu)建私有云存儲(chǔ)底座，靈活納管各類(lèi)服務(wù)器，它可以替代傳統(tǒng)SAN存儲(chǔ)，支持對(duì)接OpenStack、Kubernetes，也可以在上面部署VMware、KVM等主流虛擬化平臺(tái)來(lái)支撐業(yè)務(wù);適配多種芯片架構(gòu)、國(guó)產(chǎn)化操作系統(tǒng)，做到安全又高效。

　　同時(shí)，HBlock支持與公有云對(duì)象存儲(chǔ)連接，實(shí)現(xiàn)混合云存儲(chǔ)，提供本地和云端兩種部署方式，并支持不同緩存策略，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的按需使用、彈性擴(kuò)展。

　　此外，HBlock還適用于第二存儲(chǔ)場(chǎng)景，存儲(chǔ)非關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括備份和容災(zāi)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、歸檔數(shù)據(jù)等，提高服務(wù)器資源利用率，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速上線(xiàn)。

　　目前，HBlock已在政務(wù)、金融、能源、醫(yī)療、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

　　也正是基于存儲(chǔ)核心技術(shù)創(chuàng)新，以及深入場(chǎng)景釋放企業(yè)價(jià)值，天翼云HBlock斬獲了“可信云2022-2023年度技術(shù)最佳實(shí)踐-基礎(chǔ)服務(wù)類(lèi)-分布式存儲(chǔ)技術(shù)”大獎(jiǎng)、第六屆分布式存儲(chǔ)高峰論壇“2023分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品金獎(jiǎng)”等系列大獎(jiǎng)，獲得了業(yè)界的充分認(rèn)可。

　　結(jié)語(yǔ)

　　據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2024年，全球50%的存儲(chǔ)容量將以軟件定義存儲(chǔ)的形式部署。

　　可以肯定，未來(lái)十年，分布式存儲(chǔ)的相對(duì)市場(chǎng)份額將不斷增長(zhǎng)。面對(duì)愈加復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，企業(yè)對(duì)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)也提出了更多新的需求。

　　天翼云存儲(chǔ)資源盤(pán)活系統(tǒng)HBlock正是把握住了時(shí)代的機(jī)會(huì)，敏銳洞察到企業(yè)的切身需求，為企業(yè)有效盤(pán)活存儲(chǔ)資源、提升基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理水平、實(shí)現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的存儲(chǔ)底座。