公共云平臺上的存儲同樣是如此,這些平臺具有基于固態(tài)的存儲產(chǎn)品,可為需要存儲功能的應(yīng)用程序提高性能和吞吐量。
本文中,讓我們來看看哪些閃存作為云存儲提供以及如何訪問和使用。
閃存存儲即服務(wù)
在當(dāng)前可用的主要存儲協(xié)議中,云端對象存儲通常沒有圍繞吞吐量和延遲設(shè)置規(guī)范,也沒有信息介紹關(guān)于該技術(shù)的部署過程。
而基于文件的解決方案提供一些性能選擇(通常是兩個,如下文所述),盡管這些可能是閃存加速而不是全SSD解決方案。
在塊存儲領(lǐng)域中,我們會看到解決方案中基于硬件的差異化,基于固態(tài)磁盤或者硬盤驅(qū)動器。供應(yīng)商通常會強調(diào)將固態(tài)硬盤(SSD)作為單獨服務(wù)層的高性能優(yōu)勢。
云端閃存:部署細節(jié)
塊存儲僅可用于連接到虛擬實例或虛擬機(VM)。這可作為引導(dǎo)卷或輔助磁盤來保存應(yīng)用程序文件。這種類型的存儲針對需要低延遲、高性能和塊級讀/寫的應(yīng)用程序,例如在線事務(wù)處理(OLTP)數(shù)據(jù)庫。
在主要三個供應(yīng)商中,塊存儲的特性并不一致。亞馬遜云計算服務(wù)(AWS)和谷歌Cloud Platform(GCP)允許用戶設(shè)置卷大小,而微軟Azure具有固定的增量。配置最大值大致相似,每個實例具有60000到80000 IOPS(每秒輸入/輸出操作)和1500到2000MB吞吐量。
然而,各個供應(yīng)商具有不同級別的可擴展性和性能,其中有些(Azure、AWS)根據(jù)容量擴展性能,而GCP根據(jù)連接實例的vCPU數(shù)量來擴展性能。這些因素會影響CIO的決策,因為這可能導(dǎo)致一個或者另一個領(lǐng)域的過度配置。
這些供應(yīng)商都不提供特定的延遲指標(biāo),僅聲稱一位數(shù)的毫秒數(shù)。即便如此,并沒有100%的性能保證。例如,AWS的通用SSD(gp2)閃存卷僅保證在99%的時間內(nèi)提供性能。
為了實現(xiàn)保證的低延遲性,用戶必須選擇具有直連閃存的虛擬實例。AWS和Google提供此類解決方案。
云閃存用例
如前所述,典型的用例將是那些需要低延遲基于塊的I/O的應(yīng)用情況。與傳統(tǒng)應(yīng)用程序相同,這可能包括分析、數(shù)據(jù)倉庫和機器學(xué)習(xí)(ML)或人工智能(AI)解決方案。
存儲供應(yīng)商利用存儲優(yōu)化實例和本地閃存存儲提供的性能將其解決方案移植到云端。
通過本地SSD,WekaIO Matrix可在AWS使用。Elastifile Cloud File System可在谷歌Cloud Platform運行。NetApp提供的Cloud Volumes Ontap可通過利用彈性塊存儲(EBS)SSD存儲在使用彈性計算云(EC2)實例運行。所有這三種解決方案都采用塊存儲,并提供彈性文件解決方案。
構(gòu)建塊
在云端使用塊存儲作為其他解決方案構(gòu)建塊的概念可能會進一步擴展。目前尚不清楚的是,云提供商本身是否想要展開競爭而提供更復(fù)雜的服務(wù),還是讓存儲軟件供應(yīng)商提供此功能。
供應(yīng)商概覽
亞馬遜云計算服務(wù)(AWS)
AWS提供塊(EBS)、文件(EFS)和對象存儲(S3)。在這些產(chǎn)品中,只有EBS(彈性塊存儲)具有明確使用閃存存儲的功能。EFS(彈性文件系統(tǒng))具有性能通用模式,但這些模式似乎不適用閃存,因為性能模式實際會增加延遲。
EBS有兩個基于SSD(預(yù)配置IOPS SSD io1和通用SSD gp2)以及兩個基于HDD存儲選項,所有這些選項都只能連接到EC2虛擬實例,并且無法從AWS外訪問。SSD性能的全部優(yōu)勢需要使用EBS優(yōu)化的EC2實例,其中應(yīng)用程序和存儲網(wǎng)絡(luò)流量為物理隔離,而不是使用共享接口。
預(yù)配置IOPS SSD(io1)是高性能選項。卷可從4GB到擴展到16TB,每卷最高可達32000 IOPS,吞吐量可高達500 MBps。單個EC2實例最多可支持80000 IOPS和1750MBps吞吐量。
通用SSD(gp2)可滿足通用SSD要求。卷可從1GB擴展到16TB,每卷高達10000 IOPS,160MBps吞吐量,每個EC2實例支持最多80000 IOPS和1750MBps吞吐量。
io1和gp2之間的差異在于I / O密度。 io1的目標(biāo)是每千兆字節(jié)50 IOPS,而gp2每千兆字節(jié)3 IOPS。io1提供功能可保證IOPS具有“預(yù)配置IOPS”,其中附加性能為收費選項。相比之下,gp2提供有限的突發(fā)功能來滿足吞吐量峰值–通過稱為卷信用的功能。
AWS沒有引用特定的延遲指標(biāo),只是聲稱兩種產(chǎn)品都提供“單位數(shù)”毫秒級響應(yīng)。
AWS還提供本地連接閃存,被稱為SSD Instance Store Volums。這些直接連接到運行某些存儲優(yōu)化EC2實例的主機,可以是標(biāo)準(zhǔn)SCSI或NVMe設(shè)備。在這里,性能取決于實例大小,隨機讀取性能范圍從100000到330萬IOPS。
微軟Azure
微軟Azure提供文件、塊、對象和可擴展存儲選項(數(shù)據(jù)湖和歸檔)。基于SSD的存儲作為基于塊的“Disk”存儲提供,只能在連接到Azure虛擬機時使用。
磁盤存儲是從Blob存儲提供,本質(zhì)上是一個大型存儲池,作為對象、文件和塊的后備存儲。令人困惑的是,微軟選擇使用術(shù)語“塊Blob”來描述文件存儲,而典型的塊I/O卷通過頁面Blob來部署。頁面本質(zhì)上是512字節(jié)的塊。
Premium SSD Managed Disks有8種固定型號,容量從32GB增加到4TB。I/O吞吐量可從每磁盤120 IOPS擴展到每磁盤7500 IOPS,吞吐量可從25MBps擴展到250MBps。單個虛擬機可訪問多個磁盤,最大容量為256TB,IOPS為80000,吞吐量為2000MBps。
最近微軟還推出一種新的更便宜的SSD存儲層,目前僅提供預(yù)覽版。標(biāo)準(zhǔn)SSD托管磁盤有六種容量,從128GB到4TB,每種型號容量增加一倍。每磁盤的IOPS固定為500,吞吐量也固定為60MBps。這作為更便宜的選項,可用于測試和開發(fā)環(huán)境或入門級生產(chǎn)應(yīng)用程序。
谷歌云平臺(GCP)
GCP提供三種主要存儲選項:云存儲(對象)、永久磁盤(塊)和云文件存儲(文件)。文件存儲有兩種性能級別-標(biāo)準(zhǔn)版和高級版,但谷歌沒有透露該服務(wù)背后的內(nèi)部技術(shù)。
永久磁盤有兩種選項,均為64TB,Zonal和Regional SSD永久磁盤提供每GB容量高達30此讀取或?qū)懭隝OPS,支持每個虛擬實例15000到60000個讀取IOPS和15000到30000個寫入IOPS。IOPS性能取決于磁盤連接的實例中定義的vCPU數(shù)。吞吐量為每千兆字節(jié)存儲容量0.48MBps,每個虛擬實例從240MBps到1200MBps。
GCP還提供本地SSD,直接連接到運行虛擬實例的主機服務(wù)器。它們可作為SCSI或NVMe設(shè)備使用,這可極大地提高性能容量。SCSI設(shè)備每千兆字節(jié)可以支持266個讀取IOPS或187個寫入IOPS,每個實例具有400000個讀取/280000個寫入IOPS。每個實例的吞吐量為1560MBps(讀取)和1090MBps(寫入)。