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一文看懂云平台存储相关云服务(云硬盘)如何使用?
云计算 云原生 存储软件
随着企业云化速度的加快,业务需求的不断迭代更新,敏捷化智能化的进一步推动,在企业业务快速发展的过程中,数据存储的有效性和稳定性越显重要。基于数据是云化的基石,本文以云硬盘如何使用为切入点进行举例论述。

随着云计算技术的逐渐成熟和快速发展,特别是数字化转型的持续推进,企业的云化速度大幅提升,同时在各类业务分布式改造和业务场景化的推动下,业务逐渐扁平化、耦合化及云化。在此背景下企业通过自建或采购的形式来建设和部署云平台,以企业内部各业务系统的实际情况为出发点,结合架构及业务部门的规划意见,按计划和步骤有序推动各类业务有效健康上云。而对于云平台而言,存储是其的一个重要组成部分,也是不可或缺的。存储是关系着云平台数据全生命周期管理的必备条件,也是云平台有效运行的数据保障。云平台上存储主要分为块存储、对象存储和文件存储这三大类,其中块存储是日常使用较多的一类存储,由于其良好的扩展伸缩能力,能够适配云平台下的自动资源分发及资源管理需求,而云硬盘是块存储其中的一种服务形式的体现。现就云平台云硬盘的使用进行简要说明。

云硬盘是一种高可用、高可靠、低成本、可定制化的块存储设备,可作为云服务器(包括弹性云服务器和裸金属服务器)的独立可扩展硬盘使用,为云服务器实例提供高效可靠的 存储设备。云硬盘可提供数据块级别的持久性存储,通常用作需要频繁更新、细粒度更新的数据(如文件系统、数据库等)的主存储设备,具有高可用、高可靠和高性能的特点。云硬盘类似 PC 中的硬盘,需挂载至云服务器上进行使用,无法单独使用。可对已挂载的云硬盘执行初始化、创建文件系统等后续操作,把数据持久化地存储在云硬盘上。云硬盘的整体架构如图 1 所示。

图片

图 1 云硬盘整体架构图

云硬盘具备的特点如下:

1 、可靠性:云硬盘采用三副本的分布式机制,提供安全可靠的数据存储服务;

2 、可扩展性:可自由配置存储容量,按需扩容,且无须中断业务,容量的上限可达 32TB ;

3 、高性能:云硬盘采用 cache 机制满足常规业务需求,且可提供全闪类型的存储来满足对 I/O 能力有极高要求的场景;

4 、易用性:通过简单的创建、挂载、卸载以及删除等操作即可轻松管理与使用云硬盘,缩短业务部署时间,节省成本;

5 、快照备份:可随时为云硬盘创建快照来备份数据,也可通过使用快照文件快速创建云硬盘达到快速部署业务的目的。基于以上云硬盘的特点,在很大程度上确保了数据的安全有效、业务的健康稳定及管理的方便快速。

云硬盘根据以上特点的性能不同,分为超高 IO 、通用型 SSD 、高 IO 、普通 IO 等不同类别的磁盘类型。根据不同类别的需要进行相应的选择,当然不同类型的云硬盘在性能和价格上有所不同。而根据云硬盘的性能是按照如下指标进行划分。

1、 IOPS :云硬盘每秒进行读写操作的次数;

2、 吞吐量:云硬盘每秒成功传输的数据量,即读取和写入的数据量;

3、 读写时延:云硬盘连续两次读写操作需要的最小时间隔离。

云硬盘根据性能进行初步划分的性能数据如图 2 所示。

参数

极速型SSD

超高IO

通用型SSD

高IO

普通IO

最大容量

32TB

32TB

32TB

32TB

32TB

说明

适用于需要超大带宽和超低时延的场景。

性能超高云硬盘,适用于高吞吐、低时延的工作负载

高性价比云硬盘,可用于高吞吐、低时延的工作负载。

用于一般访问的工作负载。

用于不常访问的工作负载。

应用场景

适用于数据库场景。

超大带宽的读写密集型、I/O密集型。

高性能、低延迟交互应用场景。

一般工作负载的应用场景。

大容量、读写速率中等、事务性较少的场景。

IOPS

128000

50000

20000

5000

2200

吞吐量

1000MB/S

350MB/S

250MB/S

150MB/S

50MB/S

访问时延

亚毫秒

1ms

1ms

1ms-3ms

5ms-10ms

图 2 云硬盘性能数据图

其中云硬盘的性能与硬盘底层数据块的大小密切相关。当 IOPS 或吞吐量中有一项指标达到最大值时,此时云硬盘性能达到最大,而另一项指标无法继续上升。对于 4 KB 和 8 KB 这样的小数据块来说,云硬盘性能可达到最大 IOPS 数值,而对于 16KB 及以上的大数据块而言,云硬盘性能则可达到最大吞吐量。

云硬盘根据挂载的方式分为共享云硬盘和独享云硬盘。一般而言云硬盘的默认方式为独享云硬盘,即将云硬盘挂载给一台云服务器,供其单独进行使用。而当多个云服务器需同时访问一个云硬盘时,就需要共享云硬盘,共享云硬盘具备多挂载点、高并发性、高性能、高可靠性等特点。

以华为云为例对云硬盘的购买使用流程进行简要说明。

1、 通过注册云账号并实名认证后。

2、 登录管理控制台,在左侧服务列表中选择云硬盘 EVS ,点击右侧购买硬盘,磁盘类型有如下 5 种,分别为:极速型 SSD 、超高 IO 、通用性 SSD 、高 IO 和普通 IO ,通过选择计费模式、区域、可用区、数据源、磁盘类型(可根据业务的实际情况选择不同类型的磁盘)、磁盘大小、云备份、磁盘名称、购买时长和购买量等选项后即可看到当前购买的云硬盘的配置费用情况,点击立即购买到下一步支付即可完成云硬盘的购买,如图 3 所示。

图片

图 3 云硬盘购买配置图

3、 单独购买的云硬盘为数据盘,可以在云硬盘列表中看到磁盘属性为“数据盘”,磁盘状态为“可用”。此时需要将该数据盘挂载给云服务器使用,这里将上面购买的云硬盘通过选择挂载点的方式挂载给申请的其中一台云服务器上,单击“确定”时云硬盘状态为“正在挂载”,表示云硬盘处于正在挂载至云服务器的过程中。当云硬盘状态为“正在使用”时,表示挂载至云服务器成功。

4、 磁盘挂载至云服务器后,需要登录云服务器初始化磁盘,即格式化磁盘后磁盘才可以正常使用。这里根据云服务器不同的操作系统(主要分为 windows 和 linux 两种)使用不同的格式化方法进行初始化,完成后即可进行正常的使用。

此外,云硬盘还具有加密、备份及快照等功能,其中系统盘的加密与创建云服务器的镜像相关,如使用加密镜像创建云服务器,那么系统盘默认开启加密功能,加密方式与镜像保持一致,而新建空白云硬盘时,可以选择加密或者不加密,创建完成后无法更改加密属性。云备份功能为云硬盘创建在线备份,无需关闭云服务器,针对病毒入侵、人为误删除、软硬件故障等导致数据丢失或者损坏的场景,可通过任意时刻的备份恢复数据,以保证数据的正确性和有效性。可分为云硬盘备份或云服务器备份等方式通过特定的备份策略(设置备份任务执行时间、周期以及保留规则等)进行定时备份。而快照功能则是对云硬盘数据在某个时刻的完整拷贝或镜像,当数据丢失时,可通过快照将数据完整的恢复到快照时间点。快照和备份不同,备份是将数据在不同于云硬盘的存储系统中另存一份,而快照是建立一种快照与数据的关联关系,快照和备份的区别如图 4 所示。


存储方案

数据同步

业务恢复

备份

与云硬盘数据分开存储,可实现在云硬盘存储损坏情况下的数据恢复

保存云硬盘指定时刻的数据,可以设置自动备份。

通过恢复备份至云硬盘,或者通过备份创建新的云硬盘,找回数据,恢复业务。数据持久性高。

快照

与云硬盘数据存储在一起

保存云硬盘指定时刻的数据。如果将创建快照的云硬盘删除,那么对应的快照也会被同时删除。

通过回滚快照至云硬盘,或者通过快照创建新的云硬盘,找回数据,恢复业务。

图 4 快照和备份区别图

云硬盘的底层存储一般默认采用三副本机制来保证数据的可靠性,三副本技术主要特点为:

1 、存储系统自动确保 3 个数据副本分布在不同服务器的不同磁盘上,单个硬件设备的故障不会影响业务;

2 、存储系统确保 3 个数据副本之间的数据强一致性。而云硬盘三副本通过如下技术确保数据一致性:

  • 写入数据时,同时在 3 副本执行写入操作;
  • 读取数据失败时,自动修复损坏的副本。三副本技术是云硬盘存储系统为了确保数据高可靠性提供的技术,主要用来应对硬件设备故障导致的数据丢失或不一致的情况。

本文就云硬盘的概念、特点、架构及使用等进行简要的说明,相信对云硬盘有了一定的了解和认识,相比于其它类型的存储云硬盘使用场景广泛,操作较为简单。而市面上主流的一些云平台(如阿里云、腾讯云、华为云等)云硬盘的相关概念、类型及使用等都较为相似。基于此,云硬盘虽是云平台存储的一部分,但见微知著,只要我们以好学的态度、求知的欲望和不怕失败的决心,定能在云计算的星辰大海中快意遨游。

责任编辑:华轩 来源: twt企业IT社区
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