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云计算平台分布式存储解决方案

行业背景与需求分析

随着云计算平台技术的发展，云计算平台的规模和数据量都在爆炸式增长，存储、计算、网络是IT基础设施的核心构成要素。而分布式存储软件基于标准x86服务器构成分布式块存储资源池，可以与计算和网络资源池一起共同为云平台提供相关基础设施资源，并经统一资源池平台管理，支撑云计算平台的高效稳定运行。

软件定义的分布式存储在大规模弹性扩展能力、敏捷性、以及总体成本等方面具有传统存储系统所不能比拟的优势，能够为企业应对IT基础架构转型提供更为合理的解决方案，正在成为新一代存储系统的主流。根据Gartner发布的市场调研报告，2015年底已经有超过48%的用户在积极考虑采用软件定义存储；并预计，到2019年全球企业级数据中心中存储容量的30%将来自于软件定义存储或超融合架构。Wikibon的报告则指出，软件定义存储的主要形式——企业级ServerSAN，在未来10年间的年复合增长率将超过44.2%，其市场份额将在2021年超过传统SAN存储，并在后续几年迅速占领绝大部份市场。

采用分布式云存储系统来构建云计算平台的存储平台，能够充分满足云计算平台的一下核心需求，同时也与存储技术的发展趋势相吻合。

大规模、弹性扩展。从数台服务器规模，以任意步幅灵活按需横向扩展到上百万台存储节点，实现ZB级海量存储，提供传统存储阵列无法比拟的可扩展能力。随着存储节点的增加，系统在容量和存储性能两个维度都获得横向扩展，从而获得海量规模的支撑能力；

高IO性能。云计算平台建设的不断扩张，上层支撑的应用系统种类和数量不断增加，都会增加云平台对存储系统的IO性能云平台压力，因此存储系统必需具备提供超高IOPS或吞吐量以及低IO访问延迟的能力，以满足云平台系统规模增长，甚至成倍增加的需求；

高度可用性与可靠性保障。涉及到云计算平台上所有应用系统及数据的安全性，要求存储系统稳定可靠，能够支撑云计算平台7*24小时的工作，且在发生节点故障时，保证用户数据的完整性和一致性，最大程度的避免因系统或部件故障所造成的数据丢失和损坏风险；

高度可维护性。相比传统存储系统采用专用的硬件、专有网络和协议，要求存储系统管理员具备较强的存储系统知识和相关经验，很多系统配置变更与性能调优都需要原厂的专业服务，而分布式云存储基于软件定义技术，采用标准的x86服务器、标准网络及协议建设，无需专业背景及特殊技能要求，现有云计算平台管理团队即可轻松胜任，而且智能自愈的故障处理，天然负载均衡、无需调优等特性，使得对原厂专业服务的依赖度降到最低；

节约总体成本。在满足以上需求的同时，要尽可能节约总体成本，避免浪费。

解决方案说明

解决方案总体架构

架构设计

图12-21逻辑构架

ZettaStorDBS是一个软件定义的分布式文件系统。通过在标准X86服务器上部署ZettaStorDBS软件，就可以将这些服务器上的硬盘整合成一个海量、高性能、高可用、高可靠、低成本的存储资源池。

分布式存储系统提供标准的iSCSI和私有的LBD接口供云平台或云主机接入访问。

分布式存储系统提供标准的OpenStackAPI接口，可以和OpenStack或其他云管平台无缝对接，通过统一的云管平台界面，实现对存储资源的申请、分配、扩展、回收等操作。

系统构架

图12-22系统构架

方案采用ZettaStorDBS软件定义的分布式文件系统构建分布式块存储系统，满足海量数据的存储需求。

如图所示，系统架构分为：

云计算资源池：通过在计算服务器上安装云计算平台，然后在其上创建云主机，对外提供服务，分布式存储提供系统盘、数据盘等存储资源。

云管理平台：主要负责云计算平台资源管理级调度，创建云主机时为云主机分配虚拟资源。

分布式云存储：通过在存储服务器上安装ZettaStorDBS分布式存储系统，将服务器上的磁盘整合分配成高性能存储资源池和容量存储资源池，通过以太网将存储池分配挂载供云平台使用。同时通过API与云计算管理平台无缝对接，从统一的云管平台界面实现存储资源的申请、分配、扩展、回收等操作。

软件部署与组网

软件部署模式

ZettaStorDBS分布式云存储系统可部署为超融合模式，也可部署为分离模式，或者两种模式混合部署。

超融合模式部署

每台服务器既作为计算节点，承担业务负载，同时也作为数据存储节点，对外提供数据存储服务。其优点在于架构更加灵活敏捷，用户只需按一定配置向系统内补充节点，即可实现计算和存储能力的同步横向扩展，同时可实现更高的资源利用率，从而降低总体成本。如图所示。

图12-23：超融合模式部署

分离模式部署

存储节点采用专用服务器，专门用于提供存储资源服务，而不再部署用户业务系统。其优点在于避免了存储服务和用户业务系统之间的资源争用和相互影响；同时由于分