如何充分利用云緩存設(shè)備和網(wǎng)關(guān)

云存儲(chǔ)緩存可以減少性能降低的延遲。了解這些設(shè)備的工作方式，替代方法，按需功能和各種可用產(chǎn)品。

企業(yè)越來(lái)越多地將IT基礎(chǔ)設(shè)施從內(nèi)部部署系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到云服務(wù)。這樣，他們面臨著分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員熟悉的問(wèn)題：很大限度地減少了將應(yīng)用程序和用戶(hù)與數(shù)據(jù)分離時(shí)的性能下降。即使組織全力以赴地使用云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施并將應(yīng)用程序和存儲(chǔ)放在同一云區(qū)域中，也無(wú)法避免這種降低性能的云延遲，因?yàn)閱T工仍然必須在訪問(wèn)文件共享和數(shù)據(jù)庫(kù)之前遍歷全球互聯(lián)網(wǎng)。

無(wú)論是在處理器芯片上還是在企業(yè)IT環(huán)境中，數(shù)據(jù)延遲的典型解決方案都是緩存和同步。使用這些技術(shù)，可以將經(jīng)常訪問(wèn)的信息復(fù)制到內(nèi)部部署存儲(chǔ)庫(kù)，并將本地更改自動(dòng)復(fù)制到中央存儲(chǔ)位置。

存儲(chǔ)緩存在云平臺(tái)中采用多種形式。一種通用的方法是一種類(lèi)似于小型NAS陣列的云緩存設(shè)備，該設(shè)備定期與作為權(quán)威數(shù)據(jù)源的一個(gè)或多個(gè)云存儲(chǔ)服務(wù)同步。

云緩存技術(shù)如何工作

有幾種可用的云存儲(chǔ)緩存設(shè)備。最主要的實(shí)現(xiàn)方式使用內(nèi)部部署硬件或虛擬設(shè)備，該硬件或虛擬設(shè)備連接到至少一個(gè)駐留在云端的虛擬網(wǎng)關(guān)，并提供通向一個(gè)或多個(gè)云計(jì)算對(duì)象、文件或塊存儲(chǔ)服務(wù)的管道。這些設(shè)備可以在單個(gè)群集內(nèi)和多個(gè)遠(yuǎn)程位置并行使用。他們創(chuàng)建了一個(gè)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中包含多個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心、邊緣位置和托管存儲(chǔ)服務(wù)的IaaS區(qū)域。

云緩存系統(tǒng)有時(shí)也稱(chēng)為混合存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，以強(qiáng)調(diào)其作為內(nèi)部部署和云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施之間橋梁的作用。正如調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner公司定義所指出的那樣，與其他嵌入式緩存一樣，這些設(shè)備根據(jù)設(shè)備和應(yīng)用程序攔截文件、塊或?qū)ο蟠鎯?chǔ)I/O。他們使用緩存管理算法，通常是最近最少使用或自適應(yīng)替換緩存算法，來(lái)最大化緩存命中率并最小化外部數(shù)據(jù)流量。當(dāng)從云中檢索緩存未命中(不在緩存中的數(shù)據(jù))時(shí)，設(shè)備還使用數(shù)據(jù)壓縮算法(例如壓縮和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除)以及WAN優(yōu)化軟件來(lái)提高性能，并很大程度地減少延遲。

AWS Storage Gateway是支持多種存儲(chǔ)類(lèi)型和后端云服務(wù)的混合網(wǎng)關(guān)的示例。

云存儲(chǔ)緩存替代品

云緩存技術(shù)有兩種變體，它們不充當(dāng)純粹的本地緩存：

云存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)就像沒(méi)有本地存儲(chǔ)的緩存設(shè)備。它通常實(shí)現(xiàn)為虛擬設(shè)備，可作為虛擬機(jī)(VM)運(yùn)行，并向本地用戶(hù)公開(kāi)NFS和SMBNAS文件協(xié)議或塊接口(例如iSCSI)，并將數(shù)據(jù)寫(xiě)入云對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)。鑒于虛擬機(jī)(VM)服務(wù)器上本地存儲(chǔ)的低成本以及本地緩存的顯著優(yōu)勢(shì)，幾乎沒(méi)有剩余產(chǎn)品可以充當(dāng)純網(wǎng)關(guān)。 分布式文件系統(tǒng)為企業(yè)提供了可跨多個(gè)群集和多個(gè)位置的類(lèi)云對(duì)象存儲(chǔ)的企業(yè)實(shí)施。某些產(chǎn)品也可以部署在AWS等云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上，從而使文件系統(tǒng)能夠跨越私有和公共資源，并能夠在需要時(shí)擴(kuò)展云計(jì)算的額外容量。分布式文件系統(tǒng)提供了幾乎無(wú)限的可擴(kuò)展性，無(wú)中斷的容量擴(kuò)展、靜態(tài)和傳輸中的數(shù)據(jù)加密，具有地理分布的復(fù)制的高可用性以及用于文件和對(duì)象存儲(chǔ)的單個(gè)全局名稱(chēng)空間。一些產(chǎn)品還包括備份和存檔模塊，用于定期將數(shù)據(jù)復(fù)制到云存儲(chǔ)庫(kù)，并將未使用的數(shù)據(jù)或冷數(shù)據(jù)遷移到低成本的云存儲(chǔ)服務(wù)，例如Amazon Glacier。

云緩存設(shè)備市場(chǎng)和產(chǎn)品

云存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)和緩存設(shè)備的市場(chǎng)與企業(yè)廣泛采用云服務(wù)的同時(shí)正在增長(zhǎng)。調(diào)研機(jī)構(gòu)Zion Research公司估計(jì)該市場(chǎng)的銷(xiāo)售額約為30億美元，每年以30%的速度增長(zhǎng)，到2023年將達(dá)到近72億美元。一些大型企業(yè)IT供應(yīng)商專(zhuān)門(mén)從事混合云存儲(chǔ)軟件，例如Ctera Networks和Panzura。

以下列表并不是詳盡的產(chǎn)品指南。但是包括流行的云網(wǎng)關(guān)緩存產(chǎn)品。

AWS Storage Gateway可以用作將本地系統(tǒng)與AWS存儲(chǔ)資源連接的虛擬設(shè)備或硬件設(shè)備。它支持對(duì)S3資源的文件(SMB或NFS)、卷(iSCSI)和磁帶(虛擬磁帶庫(kù))訪問(wèn)。該軟件設(shè)備需要一個(gè)具有四個(gè)vCPU、16GBRAM和80GB磁盤(pán)空間的虛擬機(jī)，用于圖像和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。硬件設(shè)備是雙處理器Dell EMC PowerEdgeR640服務(wù)器，具有128GB內(nèi)存和四個(gè)用于緩存的2TBSSD硬盤(pán)。

Ctera NetworksLtd.有一套包含三個(gè)軟件產(chǎn)品的套件，它們共同構(gòu)成了一個(gè)混合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。它們包括用于核心云服務(wù)和系統(tǒng)管理的CteraPortal，用于本地服務(wù)器的Ctera EdgeFiler和用于遠(yuǎn)程客戶(hù)端的Ctera Drive。Ctera軟件可以作為虛擬設(shè)備使用，也可以與五種系統(tǒng)配置之一捆綁在一起。

除了AWS Gateway，Dell EMC還提供了多種混合云存儲(chǔ)產(chǎn)品。這些包括：

Power ScaleOne FSOS Cloud Pools功能，該功能可將數(shù)據(jù)分層策略擴(kuò)展到云服務(wù)，以便將不經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)自動(dòng)從本地存儲(chǔ)遷移。CloudPools支持阿里云、AWS、谷歌云平臺(tái)(GCP)、MicrosoftAzure和Virtustream。 具有Unity Cloud Edition虛擬設(shè)備的UnityXT全閃存Unified Storage中端存儲(chǔ)陣列，可以在AWS上運(yùn)行，以將塊、文件和VMware Virtual Volumes擴(kuò)展到云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。

微軟公司主要是通過(guò)2018年收購(gòu)Avere和2012年收購(gòu)Stor Simple建立了混合存儲(chǔ)產(chǎn)品組合。

Avere公司是云緩存技術(shù)的先驅(qū)，并繼續(xù)提供為高性能計(jì)算(Azurev FXT)和企業(yè)(Azure FXTEdgeFiler)工作負(fù)載設(shè)計(jì)的設(shè)備。EdgeFiler有兩種1U型號(hào)可用，一種具有12.8TBSSD緩存，另一種具有兩倍的緩存，可以擴(kuò)展到每個(gè)群集24個(gè)節(jié)點(diǎn)，并提供數(shù)百萬(wàn)的IOPS和每秒數(shù)百千兆字節(jié)的吞吐量。 到2022年StorSimple將會(huì)過(guò)時(shí)，由Avere、Azure FileSync服務(wù)或Azure StackEdge取代。Azure StackEdge是具有嵌入式現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的1U服務(wù)器，用于人工智能工作負(fù)載加速。它充當(dāng)通過(guò)Azure門(mén)戶(hù)管理的緩存云網(wǎng)關(guān)。

Nasuni是可公開(kāi)NAS文件協(xié)議的分布式對(duì)象文件系統(tǒng)，并受AWS、Azure，GCP和IBMCloud支持。它是一種軟件產(chǎn)品，通常在本地部署在超融合基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)上。

NetApp全局文件緩存基于NetApp最近收購(gòu)的TalonFast存儲(chǔ)軟件。該產(chǎn)品使用本地?cái)?shù)據(jù)緩存創(chuàng)建一個(gè)全局分布的虛擬文件共享，該本地?cái)?shù)據(jù)緩存會(huì)根據(jù)使用模式自動(dòng)刷新。文件緩存與NetApp Cloud Volumes Ontap和Azure NetApp文件一起使用，以提供從內(nèi)部服務(wù)器和邊緣客戶(hù)端到云存儲(chǔ)的低延遲訪問(wèn)。

Panzura Freedom是一個(gè)全球性的分布式對(duì)象文件系統(tǒng)，具有統(tǒng)一的命名空間和本地緩存，該緩存可以自動(dòng)跟蹤熱數(shù)據(jù)塊和冷數(shù)據(jù)塊，以提高緩存性能和效率。它的SmartCache策略允許通過(guò)固定緩存中的數(shù)據(jù)來(lái)覆蓋自動(dòng)緩存管理，而不管其訪問(wèn)頻率如何。、Freedom可以作為可在AWS、Azure、GCP，IBM Cloud和VMware上運(yùn)行的虛擬軟件設(shè)備提供，也可以作為三種FreedomFiler硬件設(shè)備之一使用，最多可支持28TB緩存和5,000個(gè)用戶(hù)。

PureStorage不提供云緩存網(wǎng)關(guān)。但是，其云計(jì)算塊和對(duì)象存儲(chǔ)軟件可以跨越多個(gè)位置，并可以通過(guò)虛擬設(shè)備擴(kuò)展到AWS和VMwareCloud基礎(chǔ)設(shè)施。

Stone Fly Smart Cloud Storage Gateway可以作為虛擬設(shè)備使用，也可以與StoneFly的SAN或NAS設(shè)備捆綁在一起。它提供iSCSISAN、S3兼容對(duì)象和NAS存儲(chǔ)。該虛擬設(shè)備可在裸機(jī)服務(wù)器和大多數(shù)管理程序上運(yùn)行，軟件和硬件設(shè)備均支持AWS、Azure和StoneFly的私有云。