《大规模分布式存储系统》第12章 云存储【12.4】

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12.4　云存储的核心优势
作为云计算的存储部分，云存储的核心优势与云计算相同。主要包括两个方
* r/ H' q6 u) K  P1 D+ Q2 d面：最大程度地节省成本以及加快创新速度。
全球企业IT开销，分为三个部分：硬件开销、能耗以及管理成本。其中硬件开
+ x% _) i. c  V" N销包括存储、计算服务器以及网络带宽成本。由于摩尔定律的作用，硬件成本越来
" |' k. M7 z9 t  b4 C越低，而能耗以及管理成本所占比例相应地变得越来越高了。
根据James Hamilton的数据，一个拥有5万个服务器的特大型数据中心与拥有1000
* P: |7 V- ]: S3 s- m% h个服务器的中型数据中心相比，特大型数据中心的网络和存储成本只相当于中型数
  w: b; e- p5 q5 H# [- H& ?据中心的1/5或者1/7，而每个管理员能够管理的服务器数量则扩大到7倍之多。因
而，对于规模达到几十万至上百万计算机的云存储平台而言，其网络、存储和管理
成本较之中型数据中心至少可以降低5～7倍，如表12-1所示。
$ m! p7 D; N6 \# w9 S2 i1 q! ?2 {电力和制冷成本也会有明显的差别。例如，美国爱达荷州的电力资源丰富，电
) j5 ^/ P5 d7 u* c3 I3 j+ z. E价很便宜。而夏威夷是岛屿，本地没有电力资源，电力价格就比较贵，二者相差5
: ~8 H4 B$ S( E- h2 M! C倍，如表12-2所示。
PUE（Power Usage Effectiveness，能源使用效率）用来衡量数据中心的能源效
* n' b5 [* q$ c率，等于数据中心所有设备能耗（包括IT电源，冷却等设备）/IT设备能耗。PUE是
- o) N- I8 {% C: a# T+ v一个比率，基准是2，越接近1表明能效水平越好。国内很多中型数据中心的PUE值大
" U3 \# x7 A+ N% D2 Q于2，也就是说，一半以上的能源被白白浪费掉，而特大型数据中心，比如Facebook
某太阳能供电数据中心的PUE值为1.07，几乎没有额外的能源损耗。
云存储的规模效应能够大大地降低IT成本。当然，我们国家的情况有些特殊，
比如电价全国统一，人力成本相对较低，运营商垄断导致网络带宽成本偏高，自建
数据中心也有各种政策因素，云存储带来的成本优势虽比不上美国但仍然是巨大
的。
* y- @" W9 P% G" c% l5 X/ Y3 A再者，云存储与传统存储相比，资源的利用率也有很大的不同。传统存储对资
源的利用率非常低，对存储资源的分配通常是静态的，即参考用户的估计值对存储
设备划分成分区或卷，以分区或卷为单位将存储资源分配给用户，相应的网络和
, y6 d; T% E( bCPU资源也是固定的。然而，绝大多数网站的访问流量都不是均衡的，例如，有的
3 h3 P  j- F& X6 ^/ y6 V网站时间性很强，白天访问的人少，到了晚上8点到10点就会流量暴涨，典型的例子
2 B& E) H3 H1 k5 h是电子商务网站；有的网站季节性很强，平时访问人不多，但是到国庆节，春节的
+ k" B0 l2 A) d" @9 L访问量就很大，典型的例子是铁道部火车票预订网站；有的网站突发性很强，典型
9 R6 T0 j9 @0 z的例子是微博开放平台上的外部应用。网站拥有者为了应对这些突发流量，需要按
: g* q; @3 ^2 g, n照峰值要求来购买服务器和网络带宽，造成资源的平均利用率很低。例如，淘宝网
在2011年11月11日“双11”促销活动时CDN流量最高达到820G，是平常的很多倍。云
& h8 f6 x  b4 s9 C3 D: k存储通过共享的方式提供弹性的服务，它根据每个租用者的需要在一个超大的资源
1 D0 ?$ Y( r1 C8 f2 H. ^池中动态分配和释放资源，而不需要为每个租用者预留峰值资源。由于云存储的规
7 R1 c8 r8 A5 b( S+ \模极大，其租用者数量非常多，支撑的应用种类也是五花八门，通过这种错峰效
应，资源利用率可以达到80%左右，是传统模式的5～7倍。
综上所述，由于云存储更低的硬件成本和网络成本，更低管理成本和电力成
+ ]% ~& ~: C8 V& V( {3 I本，以及更高的资源利用率，Google,Amazon,Microsoft等互联网巨头能够通过从数据
; V$ O. \8 d) w3 |4 k中心开始构建整套公有云存储解决方案达到节省30倍以上成本的目的。
6 P, t8 y6 {, y' R9 V' o* w在我国，由于政府政策及技术实力等问题，大多数企业不可能从头开始构建完
8 {! j7 |- K" T. c* i# `8 Y+ w整的云存储方案，然而，当企业发展到一定的规模后，仍然可以通过云存储技术降
. ?& n$ X6 h% J' i( b' l9 R低成本，原因如下：
●由于云存储技术的容错能力很强，使得我们可以使用低端硬件替代高端硬件，
如采用普通PC服务器替代EMC高端存储以及IBM小型机。另外，可以通过对云存储
! r) y* F2 p3 `7 F% P- M系统不断的优化来降低硬件成本和能耗。
●在保证服务质量的前提下，通过云存储调度技术将用户的请求调度到网络带宽
费用较低的数据中心，从而降低整体网络带宽成本。
●云存储技术的管理时高度自动化的，极少需要人工干预，可以大大降低管理成
' v7 b. F6 B# h5 f; D$ c本。
●云存储技术的核心理念是多租户共享，多个业务共享相同的资源池，每个业务
# d  P" }* U# l5 ?动态分配和释放资源，提高资源利用率。
云存储的另外一个核心优势就是加快创新速度。云存储通过提供海量的数据存
储和处理能力，使得用户不必关心底层基础设施的可扩展性，突发流量处理等复杂
的系统架构问题，将有限的精力集中在最核心的创新业务上，使得创新想法很快得
到实现，大大地提高了创新速度。由于云平台的存在，加上移动互联网的重大机
遇，大量创业公司得以迅速兴起，许多美国当前热门公司，例如Pinterest、
# }4 N" a1 _0 m/ WDropbox、Instagram、Reddit、Zynga，都构架在Amazon的云平台（Amazon Web
% `9 ^0 P8 c# R( E8 {Service,AWS）之上。比如，2012年4月以10亿美元（因为大部分是股票，实际价值
可能更高）被Facebook收购的Instgram，其技术方案大量采用AWS（主机选择Amazon
EC2，图片数据库采用Amazon S3，CDN选用Amazon CloudFront等）。所以虽然
4 Q8 A& s: q8 x* A0 o4 HInstgram只有13名员工（工程团队仅3人），却构建了最强大的移动端图片分享平
; G9 }3 ?9 |7 _" v0 B9 R台，甚至让Facebook感到了威胁。
( z& a( K: D3 @7 l) j今天，一个普通的技术人员可以短时间内借助云存储平台，拥有和巨人对手们
相同的计算资源，实现梦想，这才是云存储平台的真正价值所在。我们需要共同为
  E$ s" M+ N! x, l+ Y/ f( P9 j5 n# u0 P之努力。
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