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【多样化的效能与容量选择】公有云区块储存的规模与扩展规格

数码2021-02-15 06:02:40
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资料来源:iThome整理,2020年1月

储存区规模与扩展性,也就是效能与容量,是使用公有云区块储存时的头一个问题。

为了适应用户端环境千差万别的应用需求,公有云服务商都能提供多种效能层级的区块储存服务,以及弹性的容量选择,包含基于硬碟的低成本储存服务,以及基于SSD的高效能储存服务。

藉由引进SSD作为储存媒体,目前的公有云区块储存已能提供十分可观的效能,而且还在持续提高中。举例来说,现今AWS与Azure区块储存服务的单一磁碟区最高I/O效能,都比2年前提高了3、4倍。除了提高服务效能外,引进SSD对于公有云储存更重要的意义,是可结合I/O效能调节技术,为用户提供灵活按需配置、且具备「效能保证」的I/O服务品质,这是以往基于硬碟的架构难以做到的。

时至今日,SSD已经成为公有云区块储存服务的主要储存媒体,以我们这次观察的6大公有云服务商、一共23种区块储存磁碟区(Volume)型式中,超过2/3都是基于SSD。儘管如此,多数公有云服务商仍保留了基于硬碟的磁碟区服务,向用户提供低成本的储存空间,也形成了丰富的储存服务层次区分。

接下来,我们便从储存服务的层级区分、I/O效能、容量等3个面向,来检视主要6大公有云服务商区块储存服务的尺度规格。

磁碟区效能层级区分

所有公有云服务商,都是以效能来做为区块服务的区分基準。目前AWS的EBS拥有最多样化的效能层级选项,一共有:布建IOPS SSD(Provisioned IOPS)(io1)、一般用途SSD (General Purpose SSD)(gp2)、输送量优化HDD(Throughput Optimized HDD)(st1),以及冷HDD(Cold HDD)(sc1)等4种磁碟区层级,顾名思义,前两者是基于SSD,后两者是基于硬碟。

另外,AWS还保留了上一代的EBS磁带磁碟区服务(EBS Magnetic),可提供小容量、低效能的需求。

Azure的区块储存服务是磁碟储存体(Disk Storage),加上2019年中新推出的Ultra磁碟后,目前一共分为4种磁碟区层级——Ultra磁碟、高阶SSD、标準SSD与标準HDD,前3者是基于SSD,最后一种是基于硬碟。

Google Cloud的区块储存服务永久磁碟(Persistent Disk),层级区分方式比较特别,除了基于效能外,同时还基于是否拥有远端同步複製功能来区分,以2种基本层级——标準永久磁碟与SSD永久磁碟为基础,再加上是否具备跨区域远端同步複製功能,区分为区域(Zonal)型标準永久磁碟与区域SSD永久磁碟,以及拥有跨区远端同步功能的地区(Regional)型永久磁碟与地区SSD永久磁碟,一共4种。

IBM Cloud的Block Storage服务,有两种服务层级区分基準,首先是称作「使用耐久性层级进行布建」的基準,一共区分为4种效能等级——每GB 0.25 IOPS、每GB 2 IOPS、每GB 4 IOPS与每GB 10 IOPS,其中2 IOPS/GB以上的等级都是採用SSD。

另一种是称作「使用效能进行布建」的区分基準,有11种容量从20GB到12TB、效能从100~48000 IOPS的磁碟区。事实上,IBM Cloud的这两种区分层级是一体两面,容量与效能上限是一致的,多数情况下适用「耐久性层级」,如果用户明确知道自身应用的效能需求规格,则可选用「基于效能」的布建。

Oracle Cloud的Block Volume Service区块储存服务,很单纯的依照效能,区分为Lower Cost、Balanced与Higher Performance等3种型式,依照Oracle说法,目前他们的新一代云端资料中心架构,储存服务的基础设施都已经升级到NVMe SSD。

最后是阿里云(Alibaba Cloud),目前可提供普通云端碟(Basic disk)、高效云端碟(Ultra disk)、SSD云端碟(Standard SSD),再加上2019年初推出的ESSD(Enhanced SSD)增强型SSD云端碟,一共有4种区块储存磁碟区,其中的ESSD,又分为3种等级。

除了这几种以外,阿里云目前正在测试另一类区块储存服务,即可同时供多个执行个体同时存取的共用区块存放装置(Shared Block Storage)。

效能规格

公有云区块储存的效能,可以用IOPS、传输率与存取延迟等3个指标来衡量,但这是个複杂的议题,牵涉到磁碟区的大小、执行个体资源(CPU、记忆体与网路介面等)、处理资料的区块大小,以及服务连接的物理距离等因素,因此效能指标数字只能做为粗略的参考,事实上,各服务商採用的效能计算基準也各有不同。

例如AWS EBS在io1与gp2给出的IOPS规格,是以16K I/O区块为基準,强调IOPS表现,st1与sc1则\是以1MB区块为基準,强调传输率。而阿里云的官方IOPS规格则是以更小的4KB区块为基準,Oracle则视不同面向使用4KB、8KB与1MB区块为基準。

就目前来说,阿里云的区块储存服务,所能覆盖的效能区间範围是最广的,从数百IOPS效能的硬碟型服务,到数万、数千IOPS等级的SSD型服务,以至10万IOPS等级的高阶SSD型服务,都能提供,甚至还有百万IOPS等级的超高阶型服务。次之的是Azure与Google Cloud,也能覆盖到10万IOPS等级的高阶型服务。

相较下,AWS EBS的低阶服务选项较多,但缺乏10万IOPS等级以上的高阶型服务,IBM Cloud与Oracle Cloud也是相似的情况。

在存取延迟方面,多数公有云区块储存服务,都是以提供10ms以下的延迟为目标,一些服务则号称可以提供更低的延迟。

容量规格

在磁碟区容量方面,各服务商区块储存服务的规格存在很大的差异。

AWS EBS所有服务的磁碟区容量上限都是16TB,算是目前比较小的,其中较昂贵的两种SSD型服务io1与gp2,容量起始门槛比较低,分别为4GB与1GB;至于st1与sc1两种硬碟型服务,虽然单位成本较低,但起始门槛也较高,为500GB起跳。

在Azure方面,除了新的Ultra磁碟以外,所有服务的磁碟区容量上限都可达到32GB,Ultra磁碟更达到64TB。在起始容量方面,Azure相对于其他服务商有着更低的门槛,SSD型服务为4GB,硬碟型服务则为32GB。

而Google Cloud永久磁碟的所有型式服务,单一磁碟区容量上限都是64TB,在起始门槛方面,没有远端同步複製功能的区域型(Zonal)服务,都是从10GB起跳;而附加了远端同步複製的地区型(Regional)服务,则是从100GB与200GB起跳。

至于IBM Cloud提供的区块磁碟区最大容量只到12TB,是目前规格较低的一种,起始门槛则是20GB。Oracle Cloud的磁碟区容量上、下限为50GB到32TB,算是中等的规格。

在阿里云方面,除了最低阶的普通云端碟以外,其余区块磁碟区的容量上、下限都是20GB到32TB,而普通云端碟则是5GB到2TB,专门对应小型应用。

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