云平台存储四种场景的自动化设计

李彪朋
本文将从云平台存储自动化的角度,介绍金融企业在上云过程中,如何结合自动化配置,强化上云的规模效应和成本递减效应,安全、稳定的降低运维成本。

本文来自微信公众号“twt企业IT社区”,作者/李彪朋,某金融单位数据中心系统运营。

一、前言

伴随着大数据、云计算浪潮的汹涌发展,越来越多金融行业选择业务整体上云。如何在保障云平台存储安全性、可靠性的同时降低运维成本,是所有企业必须思考的命题。本文将从云平台存储自动化的角度,介绍某金融企业在上云过程中,如何结合自动化配置,强化上云的规模效应和成本递减效应,安全、稳定的降低运维成本。

二、云平台存储的优势

目前业界在云平台存储的选择上,常见的方案有集中式SAN/NAS存储与分布式存储。生产环境在选择存储方案时,需要兼顾性能和成本,一般需结合业务场景,将各种存储方案加以组合应用。如业务系统的虚拟机云硬盘、NFS一般采用NAS存储,数据库使用SAN存储,文件备份使用分布式存储等。

通过对云平台存储平台的自动化设计,有机地将业务场景与存储方案相结合,实现云平台存储的安全、可靠落地。既能满足业务的发展需求,又能降低运维成本。

三、关键点和挑战

云平台存储平台的建设,需要针对不同业务场景,挑选合适的存储方案。因此云平台存储平台整体设计上,既要最大程度降低数据和基础架构风险,又要具备灵活的部署选项和高速扩展性。

在自动化的设计方面,同样要考虑兼容业界不同的软硬件接口。从硬件的磁盘介质层,到操作系统的文件系统层,如何实现云平台存储资源的动态容量管理、自动化调度等,是云平台存储平台自动化设计的关键点和挑战之一。

四、自动化设计

在云平台存储的自动化设计上,主要考虑面向业务的存储服务交付。如虚拟机相关文件系统、NFS相关文件系统、数据库表空间相关文件系统,以及这类存储服务的自动化扩容场景。

下面结合目前企业常用的四种自动化场景进下介绍:

场景一:虚拟机存储自动化配置

业务上云之后,普遍需要解决虚拟机的批量部署问题。在虚拟机文件系统的自动化设计上,基于OpenStack的Cinder模块接口、Shell脚本以及批量自动化工具(Ansible)的结合,实现规模化、自动化的虚拟机文件系统的初始化。简要设计逻辑如下(图1):

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图1:虚拟机存储自动化配置

1)调用OpenStack Nova模块接口,创建计算资源;

2)调用OpenStack Cinder模块接口,创建存储资源;

3)调用批量自动化工具,在虚拟机上通过Shell脚本将硬盘初始化,创建卷组、逻辑卷到可用的文件系统。

该方案能够快速实现计算及存储资源的高效交付。

场景二:NFS存储自动化配置

NFS文件系统用在多个用户之间共享公共文件系统,在业务规模较大时,同一个NFS需要挂载的节点多,既需要考虑访问安全性,又需要考虑管理的便捷性。基于OpenStack的Manila模块接口、Shell脚本以及批量自动化工具(Ansible)的结合,实现NFS文件系统挂载。简要设计逻辑如下(图2):

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图2:NFS存储自动化配置

1)调用OpenStack Manila接口,创建NFS目录创建;

2)调用OpenStack Manila接口,设置NFS白名单;

3)调用OpenStack Neutron接口,实现NFS网络访问开通;

4)调用批量自动化工具,在虚拟机上通过Shell脚本实现NFS目录挂载。

该方案同时支持新增NFS白名单及挂载功能,满足业务的纵向扩展。

场景三:数据库表空间存储自动化配置

数据库高IO的特性,在选择存储时,不同于计算几点采用的NAS存储方案,一般选择IO性能更高的SAN、SSD或本地磁盘的存储方案。基于Kubernetes的数据库容器化设计与SAN、SSD或本地磁盘封装接口结合,具备极好的鲁棒性,可以满足数据库的高可用及性能要求。简要设计逻辑如下:

1)调用Kubernetes接口,初始化数据库容器;

2)调用封装的磁盘接口,执行SAN、SSD或本地磁盘的存储分配;

3)调用批量自动化工具,通过Shell脚本实现容器的文件目录挂载及数据库初始化;

4)调用批量自动化工具,搭建数据库复制关系。

该方案在在面对数以千计的数据库需求时,既能实现表空间的自动纵向扩容,还支持实例规格的自动纵向扩容。

场景四:云平台存储容量自动化配置

在企业日益讲究成本及精细化运维管理的背景下,云平台存储的容量动态管理能力,是云平台存储必须具备的功能之一。通过云监控与云平台存储容量的整合,实现基于容量数据的存储全自动化扩容。以上提到的虚拟机存储、NFS存储、数据库表空间存储,均支持自动化扩容。简要设计逻辑如下:

1)云监控实时监控文件系统使用情况;

2)基于容量水位,自动推送云平台存储扩容策略;

3)基于自动化流程,实现存储服务的自动化扩容。

云平台存储的容量管理,按照最小化存储资源交付,一方面实现了存储成本的节约,避免浪费;另一方面与监控及容量管理的结合,能够及时满足业务发展的需求。

五、总结

在上云后的规模化运营时代,传统金融企业通过云平台存储的自动化平台设计,加速企业上云的速度,既能满足基础服务快速交付(SLA)的要求,又能带来运维成本(TCO)下降的效益优势。在云平台存储的整体架构设计中,业界大多有可供参考的案例,因此实施并不复杂。完全可以通过自有人力实现设计与落地,也符合金融企业对基础架构能力自主可控的要求。

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