什么是云原生存储

云原生是一种开发和运行软件应用程序的新范式，它交融了云计算、容器化、Serverless 和微服务等技术趋势。云原生存储是一种旨在用于云原生环境的存储技术。

云原生存储平台能够存储管理有状态应用程序的数据，并解决 Kubernetes 或其它基于云原生环境的基础设施中始终存在的数据存储挑战问题。分布式架构中的对象存储能够基于古代对象存储、块存储或传统磁盘驱动器提供数据存储服务。

云原生利用和传统利用并没有一个规范的划分界线，其形容的是一种技术偏向，即越合乎以下特色的利用越云原生化：

• 利用容器化
• 服务网格化
• 申明式 API
• 运行可弹性扩大
• 自动化的 DevOps
• 故障容忍和自愈
• 平台无关，可移植的

云原生利用是一簇利用特色能力的汇合，而实现了这些能力的利用在可用性、稳定性、扩展性、性能等外围能力都会有大幅的优化。优异的能力代表了技术的方向，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遇到了更多的需要与挑战。

云原生存储的次要特点

云原生存储的要害个性如下：

高可用性

云原生存储必须在高需要中可用。存储系统须要具备即便在事件失败时也能拜访数据的性能——无论是在传输零碎、存储介质、控制器还是其余组件中。存储高可用性的 3 个因素：

• 在其它存储设备上，保护数据的复制正本。
• 在任何故障状况下，冗余设施都会解决故障转移。
• 故障组件能够修复和复原。

以下几个是掂量高可用性的指标：

• 复原工夫指标 (RTO) – 从故障到服务复原的工夫。
• 复原点指标 (RPO)：最新的数据正本有多近？它会影响在产生故障时可能失落的大部分数据。
• 失常运行工夫百分比：服务启动和可用总工夫的百分比。
• 均匀故障间隔时间 (MTBF)：故障产生的频率。
• 均匀复原工夫 (MTTR)：服务从故障中复原所需的工夫。

可扩展性

云原生存储能够轻松灵便扩大。存储系统的可扩展性能够从 4 个维度来定义：

• 客户端可扩展性：有能力减少拜访存储系统的客户端和用户的强度。
• 吞吐量可扩展性：可能以更高的吞吐量运行，以 MB/ s 或 GB/ s 为单位，或通过同一接口每秒同时进行大量操作。
• 容量可扩展性：具备在单次部署中减少存储系统的存储容量的能力。
• 集群可扩展性：能够依据须要通过增加更多组件来减少存储组件。

存储性能

云原生存储应该反对可预测的、可扩大的性能，服务水平通常从以下角度进行掂量。

• 实现读 / 写操作的工夫。
• 每秒最大存储操作数。
• 数据的吞吐量，以 MB/s 或 GB/s 为单位存储或检索。

一致性

云原生存储应该反对如下的一致性：

• 在写、更新或删除操作之后，读操作应该返回正确和更新的数据。
• 零碎“强一致性”：批改数据返回实现后，从客户端读取立马可能读取最新的数据，相比弱一致性。
• 零碎“最终一致性”：批改数据返回实现后，从客户端读取可能不是读取最新的数据，要过一会可能能力读取到最新的数据。

在一致性零碎中，读取提早能够被视为复原点指标 (RPO)，因为这代表了组件故障时数据失落最多的状况。

耐用性

云原生存储应该是长久的，须要爱护数据免受任何失落。不仅仅是可拜访性，存储系统要确保数据能够长期存储。一些因素会影响存储系统的耐用性：

• 数据保护层，例如可用的多个数据正本。
• 冗余级别——本地冗余、近程站点冗余、私有云可用区冗余以及区域冗余。
• 存储介质的耐用个性——例如 SSD、旋转磁盘、磁带。
• 零碎可能检测因为组件故障、流量溢出等导致的损坏，并主动重建或复原损坏的数据。

动静部署

动静部署是云原生存储系统的最终现实规范，能够依据须要疾速部署或配置，也能够通过多种形式进行部署和实例化，其中包含：

硬件部署：部署在数据中心的物理存储设备。应用此部署模型来构建标准化组件，这些组件无需非凡配置即可增加到集群中、须要时进行替换和删除。
软件部署：存储组件被定义为软件组件部署在硬件、设施或云实例上。无论是本地环境还是云环境，云原生软件解决方案通常都能够装置。一些软件定义的存储系统被构建为容器，并且能够应用容器编排主动部署。
云服务：这些云服务能够由私有云提供商治理并作为服务交付，形象了底层存储实现。用户能够通过应用 Web 界面或 API，配置新实例或额定存储。

云原生存储解决方案

云原生存储的最佳解决方案定义如下：

私有云存储

私有云能够提供一系列云原生存储选项，包含对象存储（例如 Amazon S3 或 青云 QingCloud 对象存储）、基于云的文件共享以及附加到计算实例的托管磁盘。

公有云存储

每当公司构建公有云时，他们通常会偏向于抉择具备简略可扩展性、高可靠性和便利性个性的商业云存储服务商。大多数服务商提供部署反对和经营与保护 (O&M) 服务。随着云原生存储需要的增长，公有云基础设施供应商提供了最成熟的云原生接口，容许本地资源耗费云存储。

自行保护的存储服务

公司能够在外部构建的存储服务类型次要有 2 种：块存储和简略文件存储。

Ceph RBD 和存储区域网络 (SAN) 被认为是绝对成熟的块存储解决方案，然而因为它们的复杂性，通常须要专门的反对和保护团队。

决定要创立本人的分布式存储系统的公司能够抉择 GlusterFS、NFS 和 CephFS 等服务做文件存储。NFS 绝对成熟，但不足以解决高性能利用需要。GlusterFS 和 CephFS 通常无奈满足要害工作应用程序所需的性能和可靠性。

本地云原生存储的一个新趋势是 S3 兼容存储——反对 S3 API 的本地存储设备。

本地存储

云原生应用程序中也有很多用例应用分布式存储服务意义不大，比方云原生零碎中的边缘设施或组件，应用本地存储的 2 种常见状况：

数据库：云原生应用程序依然应用传统数据库，包含 SQL 和 NoSQL。在许多状况下，云原生存储提供数据库所需的吞吐量和高性能。因而，数据库这时可能曾经被设置为冗余，从而无需高可用性。
缓存：在大多数状况下，组件应用本地存储作为长期信息的缓存，不须要长久化以爱护数据。长期存储是容器应用的最常见示例，当容器敞开时它会被擦除。

直播预报

云原生存储仍然面临很多挑战，10 月 28 日（本周四）19：30，青云直播间将邀请 QingStor 高级软件工程师杨兴祥线上分享【云原生时代须要什么样的存储系统】，带大家理解在以后云原生环境下，什么是云原生存储、为什么须要云原生存储，将对市场支流的几个云原生存储计划进行具体介绍，重点分享 QingStor 的云原生存储及利用实际。

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