公有云技术架构网络存储探索＊

李敏

（重庆工商职业学院电子信息工程学院，重庆 401520）

0.引言

网络存储与计算机网络、服务器并称为现代IT的三大基础设施。现代社会，海量的存储空间要求和快速的存储读写需求都对存储设备及其性能提出了非常高的要求。网络时代，高速的访问速度和带宽，也让网络存储的架构发生了新的变化，这样，网络存储在IT基础设施建设中就显得尤其重要了[1]。而《网络存储》课程，作为计算机网络专业的核心课程，也就变得越来越重要了。

1.公有云架构网络存储

现阶段的《网络存储》课程，通常需要掌握存储技术的基本原理、体系结构，理解存储方式；能够配置常用存储系统，掌握备份、容灾方式以及掌握设计存储系统的方法，能进行实例分析。主要课程内容往往有：存储模型的发展历史和分类；存储介质；存储基础技术（Raid、SCSI技术）；存储方式（块存储、文件存储、对象存储）；网络存储架构体系（DAS、NAS、SAN），存储管理；存储虚拟化；备份和容灾等。从课程内容看，《网络存储》是一个非常重视实践的课程，特别是基本操作和体系设计，不仅涉及硬件，还涉及网络架构，这对我们的实训条件和环境提出了挑战。

从我校目前实施《网络存储》课程的经验来看，其实训内容大致分为：（1）基础操作类实训。如针对网络存储介质的实训操作，包括磁盘的挂载、格式化、分区、raid等基本操作。（2）存储设备的配置实训。如NAS存储设备的配置操作。（3）网络存储架构实训。主要通过案例驱动，引导学生通过搭建不同的存储架构，如DAS、NAS、SAN，掌握其特点和应用场景。（4）存储方式实训。包括块存储、文件存储、对象存储实训方式。（5）备份、容灾实训。根据数据安全保护级别，为不同的存储系统搭建备份系统和容灾系统。（6）云存储实训。结合最新的云计算技术，掌握云存储系统的配置方法。

在具体实训开展过程中，我们遇到了很多的问题，但最主要是两方面：第一是实训基础设备的不足，如存储阵列、NAS设备、SAN设备、云存储等设备往往价值不菲，而且由于设备的特异性，其配置方式比较单一，不具备通用特性，性价比低。第二是针对网络存储体系的实训，要单独构建NAS存储网络和SAN存储网络更是脱离实际，不现实的事。那么，我们如何来构建我们的实训系统呢。

通过多年的摸索，我们发现虚拟机可以解决部分单机实训问题，如磁盘的挂载、格式化、分区、raid等操作实训，但是解决不了存储网络架构、分布式存储等应用场景问题。而公有云（1）通过付费购买服务的方式，不仅可以通过CVM（云服务器）、磁盘、云数据库开展卷、备份、镜像、数据迁移等存储基本操作实训，还可以通过SDN[2]（软件定义网络）等新技术实现不同的网络存储架构，搭建不同的存储应用场景，如搭建不同的NAS存储系统、通过定义VPC（私有网络）和灾备实例、RO组来实现“两地三中心”这样复杂的网络存储应用。

公有云由于提供IaaS、PasS、SaaS三种服务形式，比起虚拟机和私有云，可以提供不同类型、更丰富的实训场景和解决方案。因此我们认为其非常适合开展存储实训[3]。如图1、图2即是在腾讯云上通过不同的技术搭建NAS存储系统的架构图。图1通过在腾讯云搭建私有网络VPC、购买云服务器CVM和数据磁盘，并在CVM上安装文件系统来实现NAS存储功能。图2则通过CVM挂载腾讯云提供的文件存储服务来实现NAS功能。

图1 CVM+磁盘搭建NAS

图2 CVM+文件存储服务搭建NAS

通过近年在公有云上开展实训的经验，我们总结它可以开展的实训项目有：（1）可以购买操作系统服务和云磁盘开展磁盘基础实训，如磁盘挂载、格式化等操作。（2）可以购买云服务器和操作系统服务进行软件raid实训，如镜像卷、跨区卷、带区卷、raid5的实训。（3）可以通过私有网络VPC和云服务器，搭建DAS、NAS、SAN等不同的网络存储架构场景。如图1、图2所示的场景。（4）可以通过数据库服务，实现数据同步、数据备份。可以搭建同城容灾、异地容灾等架构体系和实现相关功能。图3所示即为在公有云建立异地容灾的场景。（5）可以通过文件存储系统搭建、对象存储服务购买等方式，比较存储方式的差异和其适用场景。（6）可以通过购买不同的云存储服务进行不同云存储系统的配置。

图3 公有云建立异地容灾场景

2.结论

由于公有云上的服务都是通过按需购买的方式进行使用的，因此，我们往往可以通过较少的费用即可达到相应的实训效果。大量硬件设备，如SAN设备、NAS设备、存储阵列往往价值不菲，而且设备更新淘汰快，故障率高，导致性价比极低，通过公有云购买硬件服务、软件服务、网络服务开展实训，大大节约了实训成本。是一种非常可行且值得推广的实训方式。