前言

“云原生技术有利于各组织在私有云、公有云和混合云等新型动静环境中，构建和运行可弹性扩大的利用。云原生的代表技术包含容器、服务网格、微服务、不可变基础设施和申明式 API。这些技术可能构建容错性好、易于治理和便于察看的松耦合零碎。联合牢靠的自动化伎俩，云原生技术使工程师可能轻松地对系统作出频繁和可预测的重大变更。”来自 CNCF。

K8S 对网络，存储，计算进行了编排，曾经成为了云原生的操作系统，给用户展示了一个新的界面，极大的简化了用户的运维，晋升了资源的弹性，真正的做到了按需应用，升高了用户的老本。云原生疾速被企业和开发者承受。Forrester 预测到 2022 年，寰球组织/公司在生成环境运行容器化利用，从明天有余 30% 的比例将大幅度晋升到超过 75%，企业应用容器化的趋势势不可挡。

容器在生产环境的利用的比例疾速上涨，从 2016 年首次考察的 23%，到 2018 年上涨到 73%，理论到 2020 年曾经上涨到 84%

云原生利用正在引领各个应用领域实现云原生化，同时也在粗浅扭转着应用服务的方方面面。存储作为利用运行的基石，也在服务云原生化过程中提出了更多的需要。云原生存储为了满足云原生个性的要求，可用性、稳定性、扩展性、性能等外围能力都有大幅的优化。作为国内最大的云产商，阿里云提供了丰盛的云原生服务。和网络，计算的编排不同的是，存储须要思考如何无缝的接入到 K8S 中进行编排和调度。K8S 推出了 CSI，通过对立的规范将存储和 K8S 进行了无缝的对接。本文探讨云原生容器对存储的挑战，面向云原生和容器等畛域的倒退，阿里云文件存储一直进行云原生适配和演进，完满应答云原生存储挑战，阿里云 NAS 是容器存储的自然选择。

云原生带来的存储挑战

新型工作负载容器化、迁云在存储方面遇到的性能、弹性、高可用、平安及生命周期等方面的问题，岂但须要存储产品档次的改良，还须要在云原生的管制和数据档次的改良，推动云原生存储的技术演进。1、存储性能挑战：云原生利用在大数据分析、AI 等场景失去广泛应用，这些场景对存储吞吐和 IOPS 的需要也十分高。在容器集群集中处理海量数据，同时启动数千 Pod，弹出海量 Pod 对共享文件系统进行读写的场景下，重负载导致时延减少，高提早毛刺增多，读写稳定性有余，同时云原生利用的疾速扩容、极致伸缩等个性也会考验存储服务在短时间内迎接峰值流量的能力。

• 集中式高吞吐对共享存储池冲击：高性能计算场景中，集中处理批量数据，同一个存储集群中带宽挤占，造成拜访品质降落。
• 峰值吞吐有余：大规模数据处理，文件数目少，峰值吞吐高，申请密集，靠近独占集群的极限带宽。
• 时延减少导致 GPU 期待：多机多卡 GPU 训练，读密集型的场景下，时延减少导致 IOwait 和 GPU wait。
  2、存储弹性挑战：云原生的极致弹性，给存储在弹性方面带来了新的挑战。随着云原生多元业务倒退，在数据库和元数据管理利用在线扩容的场景下，本地盘存储容量无奈弹性扩容。

3、存储高可用挑战：在利用运维、零碎运维的场景下，存储随容器迁徙的稳定性和高可用挑战。4、存储的平安挑战：面向的容器隔离性要求场景，次要是多利用共享，文件系统多租户环境的容量配合，集群级文件系统共享拜访的权限管制，用户利用的全链路数据加密等平安挑战。5、存储的生命周期治理挑战：海量容器集群长久化数据存储面临数据冷热分级和老本挑战。

阿里云文件存储如何来应答这些挑战

针对以上在新的计算模式下，存储方面遇到的性能，弹性，高可用，平安，生命周期等方面的问题，不然而须要存储产品档次的改良，在云原生的管制和数据档次的改良，更须要在云原生应用层、存储云产品层、底层存储适配和存储核心层都须要做相应的改良和晋升才有可能提供更加稳固，平安和高效的面向利用的云原生存储。

随着云原生技术的倒退，各个私有云厂商都开始对其云服务进行云原生化革新或适配，提供更加麻利、高效的服务来适应云原生利用的需要。阿里云存储服务也在云原生利用适配做了很多优化，阿里云文件存储反对 CSI、Flexvolume 存储驱动无缝的连接了云原生利用和存储服务之间的数据接口。实现了用户应用存储资源时对底层存储无感知，而专一于本人的业务开发。

阿里云文件存储为云原生提供了一个齐全弹性和共享的文件系统，按需应用，满足云原生极致的弹性。阿里云文件存储从性能，弹性，高可用，平安，生命周期治理等方面对云原生存储进行了打造和演进。

1、性能方面，AI，大数据分析，高性能计算畛域，阿里云文件系统扩散工作负载多文件系统和多个存储集群、多个可用区通过容器编排扩散 IO 到多文件系统。反对客户端本地只读缓存技术、分布式存储，升高网络提早和 IO、GPU 等待时间。能够反对刚性交付数十 GB 吞吐的能力，晋升算力。2、弹性方面，阿里云文件存储反对自在扩缩容，按量付费，是齐全托管的文件系统。极速型 NAS 提供了百 us 的延时，在金融，互联网等典型的突发弹性场景中，可能在几分钟内启动数千个容器，并实现数据的极速加载、卸载。3、高可用方面，阿里云文件存储反对容器疾速 Failover，同时反对存储快照、备份等企业级个性。4、在平安方面，阿里云文件存储反对全面的 AD/ACL 权限治理，反对配额，打造了对立命名空间，反对对海量 pod 间的 IO 进行隔离和对立治理；文件存储产品反对传输加密、落盘加密等性能。5、面对海量数据，阿里云文件存储提供了数据生命周期治理，主动归档冷数据，能够升高 90% 的用户老本。

为什么抉择阿里云文件存储作为容器存储？

阿里云文件存储 NAS 为非结构化数据提供存储服务。随着云原生的疾速倒退，许多公司的容器化应用程序应用 NAS 存储数据，有些甚至存储 PB 级数据。阿里云在云原生布局上提供容器 K8s 服务（ACK）和弹性容器实例（ECI），容器实例应用 NAS 文件系统作为长久化存储。容器存储离不开共享文件存储。

阿里云文件存储是云原生、高可用、老本优化的齐全托管的文件系统。阿里云文件存储有三款产品，通用型 NAS，极速型 NAS 和并行文件系统 CPFS。

阿里云 NAS 是容器存储的自然选择，因为它是一种齐全托管的服务，配置简略，增加或删除数据时主动扩大，和容器基础架构一样灵便便捷。

通常，彼此共享数据的容器天然须要共享文件存储，长期运行的容器也可应用共享文件存储应答故障。阿里云文件存储同时满足容器利用场景对长久化存储弹性伸缩、灵便挂载、高性能的需要。此外，容器镜像的配置文件或初始加载数据存储能够在 NAS 文件存储上实现共享，在容器批量加载时实时读取，多 POD 间通过 NAS 共享长久化数据，在 POD 故障时能够进行故障切换。

随着新技术的倒退，机器学习 AI 和基因解决等大量应用共享文件存储。咱们通常看到如下一些示例：•Web 服务：WordPress 之类的内容管理应用程序受害于扩大到多个实例以实现性能和冗余，并且须要在多个实例之间共享上载、插件和模板。•软件开发工具：JIRA 和 Git 之类的开发人员工具须要在实例之间共享数据以实现高可用性，而代码则保留在多个阿里云可用区中以实现持久性。•大数据分析和解决：诸如基因数据处理、Tensorflow 机器学习框架须要通过文件系统接口拜访数据，并且具备长久的共享存储，能够使多个用户和作业在同一组数据上并行运行。•企业应用程序：共享 Notebook（如 Jupyter Jupyterhub）须要为 notebook 和 user workplace 提供长久存储，领有共享存储能够使数据科学家轻松合作。

总结

以容器和云原生计算被企业疾速接收，Kubernetes 逐步成为云原生时代的基础设施，容器服务成为云原生时代基础设施。新的工作负载推动云原生存储和云存储的演进，云原生管制立体实现效率方面能力，从数据面晋升存储稳固和减小安全隐患，云存储持续夯实性能，容量，弹性，密度等根底能力，共建云原生环境下的存储生态。

阿里云文件存储是容器存储的自然选择，完满应答云原生存储在性能，弹性，高可用，平安，生命周期等方面的数据挑战。阿里云基于云原生文件存储技术的疾速演进将一直赋能云原生和容器畛域的疾速倒退。

原文作者：孟威

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