《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
% b) S1 N: E% h8 {0 S- S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
面：最大程度地节省成本以及加快创新速度。
% u' l6 @  e) M5 l; e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
. c) D" l, q& \4 e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
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。
7 |* ~8 K0 r2 p* D- n9 ~0 Y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
: `) ^9 q3 ?6 }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
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
2 d7 l' t' {% G" E! j8 Y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。
$ Z' Z1 e( P% V8 [/ g8 D( r" h+ R/ f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
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
4 {4 V  _8 h+ |; V6 z& S% |倍，如表12-2所示。
. `% R5 R# I7 \3 z3 ~0 APUE（Power Usage Effectiveness，能源使用效率）用来衡量数据中心的能源效
! h! k1 o# m# ?: ]4 W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
6 Z  V% N/ a4 R  M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
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
7 w, p, ]( @: R& a' y2 z的。
* z; j( H) m' \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
/ W' ^- `! W( k# ^' E. HCPU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
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
. x& ~. l0 b5 R: d5 C8 }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
/ \  N; A7 q. y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
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
8 m9 j+ q; T4 J2 x* k/ ?0 t: s9 A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
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
- C, J) d+ |, l* v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
. J4 @6 W8 r0 o: U; S6 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
+ v( z5 D+ e/ J1 s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
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
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 g, t% \* D0 D+ G! V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
# ~6 f; n" ]2 R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
1 N0 `6 q2 r9 t: P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
* P! Q! V+ {5 n; K* u系统不断的优化来降低硬件成本和能耗。
9 W4 w- g/ K7 X) f8 f●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。
- [$ ?; b4 N& j4 ~●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
3 Y, F! Y, s  M) K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
0 q' A( _8 P8 x) Y: V( M7 h3 W动态分配和释放资源，提高资源利用率。
4 J6 q- X, j1 t7 O$ j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
, a5 h, i! A! [' ~( d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
0 A2 w! `4 D3 b: z2 [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
& f5 V. }. x/ n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、
Dropbox、Instagram、Reddit、Zynga，都构架在Amazon的云平台（Amazon Web
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
" i! W. w( G; c7 R6 T, ?EC2，图片数据库采用Amazon S3，CDN选用Amazon CloudFront等）。所以虽然
Instgram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
8 f6 K0 ?/ ^5 I台，甚至让Facebook感到了威胁。
  v! \8 h* l, N1 j, B0 C3 O* p8 U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
( f' j9 O( t8 W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
之努力。