最大化利用云緩存設備和網(wǎng)關(guān)

企業(yè)越來(lái)越多地將IT基礎架構從本地系統轉移到云服務(wù)。在這個(gè)過(guò)程中，他們面臨著(zhù)分布式系統設計人員熟悉的問(wèn)題：最大限度地減少性能降級–當應用程序和用戶(hù)與其數據分離時(shí)會(huì )出現性能下降。即使企業(yè)全面使用云基礎架構，并將應用程序和存儲放在同一云區域中，也無(wú)法避免這種降低性能帶來(lái)的云延遲，因為員工仍必須通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)文件共享和數據庫。

無(wú)論是在處理器芯片上還是在企業(yè)IT環(huán)境中，數據延遲的典型解決方案都是緩存和同步。通過(guò)這些技術(shù)，企業(yè)可以將經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的信息復制到本地存儲庫，并將本地更改自動(dòng)復制到中央存儲位置。

存儲緩存在云端有多種形式。一種流行的方法是云緩存設備（類(lèi)似于小型NAS陣列）定期與一個(gè)或多個(gè)云存儲服務(wù)（作為權威數據源）同步。

云緩存技術(shù)的工作原理

目前有多種可用的云存儲緩存設備。最流行的部署是采用本地硬件或虛擬設備，它們連接到至少一個(gè)云駐留虛擬網(wǎng)關(guān)，并提供管道至一個(gè)或多個(gè)云對象、文件或塊存儲服務(wù)。這些設備可以在單個(gè)群集內和多個(gè)遠程位置并行使用。它們創(chuàng )建了一個(gè)分布式存儲系統，其中包含多個(gè)企業(yè)數據中心、邊緣位置和托管存儲服務(wù)的IaaS區域。

云緩存系統有時(shí)也稱(chēng)為混合存儲網(wǎng)關(guān)設備，以強調其作為本地和云基礎架構之間橋梁的作用。正如該Gartner定義所指出，與其他嵌入式緩存一樣，這些設備基于設備和應用程序攔截文件、塊或對象存儲I / O。它們使用緩存管理算法（通常是最近最少使用或自適應替換緩存算法）來(lái)最大化緩存命中率并最小化外部數據流量。當從云端檢索緩存失?。〝祿辉诰彺嬷校r(shí)，該設備還使用數據壓縮算法（例如壓縮和重復數據刪除）以及WAN優(yōu)化軟件來(lái)提高性能并最大程度地減少延遲。

云存儲緩存替代方案

云緩存技術(shù)有兩種替代方案，它們并不是作為純本地緩存：

• 云存儲網(wǎng)關(guān)就像沒(méi)有本地存儲的緩存設備。它通常部署作為虛擬設備，可作為VM運行，并向本地用戶(hù)公開(kāi)NFS和SMB NAS文件協(xié)議或塊接口（例如iSCSI），并將數據寫(xiě)入云對象存儲服務(wù)?；赩M服務(wù)器上本地存儲的低成本以及本地緩存的顯著(zhù)優(yōu)勢，并沒(méi)有其他產(chǎn)品可以充當純網(wǎng)關(guān)。
• 分布式文件系統為企業(yè)提供類(lèi)云對象存儲的企業(yè)部署，可跨多個(gè)群集和多個(gè)位置。有些產(chǎn)品也可以部署在A(yíng)WS等云基礎架構上，從而使文件系統能夠跨越私有和公共資源，并能夠在需要時(shí)擴展云的額外容量。分布式文件系統提供幾乎無(wú)限的可擴展性、無(wú)中斷的容量擴展、靜態(tài)和傳輸中數據加密、具有地理分布式復制的高可用性以及針對文件和對象存儲的單個(gè)全局命名空間。有些產(chǎn)品還包括備份和存檔模塊，用于定期將數據復制到云存儲庫，并將未使用的數據或冷數據遷移到低成本的云存儲服務(wù)，例如Amazon Glacier。

云緩存設備市場(chǎng)和產(chǎn)品

企業(yè)正在越來(lái)越廣泛地部署云服務(wù)，這也推動(dòng)著(zhù)云存儲網(wǎng)關(guān)和緩存設備市場(chǎng)不斷增長(cháng)。Zion Research公司估計該市場(chǎng)的銷(xiāo)售總額約為30億美元，并且，正以每年30%的速度增長(cháng)，到2023年預計將達到近72億美元。這個(gè)市場(chǎng)包括主要云服務(wù)提供商；大型企業(yè)IT供應商；以及專(zhuān)門(mén)從事混合云存儲軟件的小型公司，例如Ctera Networks和Panzura。

下面列表并不是詳盡的產(chǎn)品指南。但是，其中包括流行的云網(wǎng)關(guān)緩存產(chǎn)品。

AWS Storage Gateway可以用作虛擬設備或硬件設備，連接本地系統與AWS存儲資源。它支持對S3資源的文件（SMB或NFS）、卷（iSCSI）和磁帶（虛擬磁帶庫）訪(fǎng)問(wèn)。該軟件設備需要具有四個(gè)vCPU，16 GB RAM和80 GB磁盤(pán)空間的VM，用于圖像和系統數據。該硬件設備是雙處理器Dell EMC PowerEdge R640服務(wù)器，具有128 GB RAM和四個(gè)用于緩存的2 TB SSD。

除了AWS Gateway，Dell EMC提供多種混合云存儲產(chǎn)品，這包括：

• PowerScale OneFS OS CloudPools功能，該功能可將數據分層策略擴展到云服務(wù)，以便將不經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的數據自動(dòng)從本地存儲遷移。CloudPools支持阿里云、AWS、谷歌云平臺（GCP）、Microsoft Azure和Virtustream。
• Unity XT All-Flash Unified Storage中端存儲陣列具有Unity Cloud Edition虛擬設備，可以在A(yíng)WS上運行，以將塊、文件和VMware Virtual Volumes擴展到云基礎架構。微軟主要是通過(guò)2018年收購Avere和2012年收購S(chǎng)torSimple構建混合存儲產(chǎn)品組合。
• Avere是云緩存技術(shù)的先驅?zhuān)麄円蔡峁┰O備用于高性能計算（Azure vFXT）和企業(yè)（Azure FXT Edge Filer）工作負載。Edge Filer有兩種1U型號-一種具有8 TB SSD緩存，另一種具有兩倍的緩存-可以擴展到每個(gè)群集24個(gè)節點(diǎn)，并提供數百萬(wàn)的IOPS和每秒數百千兆字節的吞吐量。
• 到2022年，StorSimple將過(guò)時(shí)，由Avere、Azure File Sync服務(wù)或Azure Stack Edge取代。 Azure Stack Edge是1U服務(wù)器，具有嵌入式現場(chǎng)可編程門(mén)陣列，用于A(yíng)I工作負載加速。它充當通過(guò)Azure門(mén)戶(hù)管理的緩存云網(wǎng)關(guān)。

Nasuni是分布式對象文件系統，可公開(kāi)NAS文件協(xié)議，并受AWS、Azure、GCP和IBM Cloud支持。它是一種軟件產(chǎn)品，通常本地部署在超融合基礎架構系統上。

NetApp全局文件緩存基于Talon Fast存儲軟件—NetApp最近收購該公司。該產(chǎn)品通過(guò)本地數據緩存創(chuàng )建全局分布式虛擬文件共享，該本地數據緩存會(huì )根據使用模式自動(dòng)刷新。這個(gè)文件緩存與NetApp Cloud Volumes Ontap和Azure NetApp文件結合使用，以提供從內部服務(wù)器和邊緣客戶(hù)端到云存儲的低延遲訪(fǎng)問(wèn)。

Panzura Freedom是全球性分布式對象文件系統，具有統一命名空間和本地緩存，該緩存可自動(dòng)跟蹤熱數據塊和冷數據塊，以提高緩存性能和效率。其SmartCache策略允許通過(guò)固定緩存中的數據來(lái)進(jìn)行自動(dòng)緩存管理，而不管其訪(fǎng)問(wèn)頻率如何。Freedom可作為虛擬軟件設備使用，可在A(yíng)WS、Azure、GCP、IBM Cloud和VMware上運行，也可以作為三種Freedom Filer硬件設備之一，最多可支持28 TB緩存和5,000個(gè)用戶(hù)。

Pure Storage不提供云緩存網(wǎng)關(guān)。但是，其云塊和對象存儲軟件可以跨越多個(gè)位置，并可以通過(guò)虛擬設備擴展到AWS和VMware Cloud基礎架構。

StoneFly Smart Cloud Storage Gateway可以作為虛擬設備使用，也可以捆綁StoneFly的SAN或NAS設備。它提供iSCSI SAN、S3兼容對象和NAS存儲。該虛擬設備可在裸機服務(wù)器和大多數管理程序上運行，并且，該軟件和硬件設備均支持AWS、Azure和StoneFly的私有云。