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云计算信息的存储方式

发布时间: 2023-03-10 05:37:12

① 云计算时代操作系统Kubernetes之存储(中)

我们在POD中定义数据卷的时候,必须指定数据卷的类型。由于存储技术的发展远远早于Kubernetes平台的诞生,并且随着Kubernetes的日益流行,新的存储技术和方案也在日新月异,因此数据卷可以说理所当然的有很多很多类型,有些是通用的类型,而有些需要底层特定存储技术的支持,下边是Kubernetes支持的数据卷类型不完全清单:

- emptyDir类型,emptyDir类型的数据卷允许POD将数据保存到指定的文件夹中,并且数据在POD的整个生命周期中可见。保存数据的文件夹在POD启动前被创建,并且刚开始文件夹为空,这也是叫empty的缘由。

- hostPath类型,从宿主机的文件系统挂载文件到POD中。

- nfs类型,NFS类型的存储卷挂载到POD中。

- cephfs,cinder,fc等,用来支持不同类型的网络存储。

- configMap,secret,downwardAPI,以及projected类型,四种卷类型,用来将POD和Kubernetes的相关信息通过文件暴露给外部,这些卷类型主要用来配置应用程序。这几种类型笔者会在后续的文章中详细介绍。

- persistentVolumeClaim类型(PVC),一种轻量级的集成外部存储能力的方案。在这种类型的数据卷类型中,PersistentVolumeClaim类型的存储对象指向PersistentVolume类型的存储对象,真实的外部存储系统由PersistentVolume这个对象来引用。由于这是Kuberntes强烈建议大家使用的存储类型,因此笔者会在后续的文章中,单独来详细介绍。

- csi类型,一种通过CSI来扩展存储的方式。这种方式允许所有实现了CSI(Container Storage Interface)接口的存储实现能够被POD引用,在POD初始化的过程中,CSI驱动会将存储卷attach到POD上。

上边罗列的只是数量巨大存储卷类型中很小一部分,每种类型都有对应的使用场景。笔者在本篇以及后续的文章中,着重介绍最具代表性的几个类型,来帮助大家理解Kubernetes存储体系。首先我们从最简单的emptyDir类型开始,这种类型的数据卷用来在容器重启场景中保持状态。

还记得我们在前边文章中介绍如何在同一个POD中部署两个容器实例的例子吗?当时的做法是通过post-start hook来执行fortune命令产生一个名言警句写入文件中,运行在另外一个容器中的Nginx服务器由于挂载了相同的volume,因此会直接将这个信息返回给客户端请求。这个保存fortune产生的名言警句的文件在容器的文件系统中,这就意味着当容器由于liveness probe三次失败重启后,你会看到不同的名言警句,虽然说看起来问题不大,但是从原理上讲,数据由于容器重启丢失。

我们来验证一下上边的推理是否符合事实,请在自己的本地环境中部署yunpan-fs.yaml,然后执行kubectl port-forward yunpan-fs 1080:80来创建客户端代理,访问服务返回名言警句。然后通过命令让Nginx重新启动,重新访问服务,你可以看到两次返回的数据不一致,这就证明了保存在容器文件系统的数据,在容器重启的场景下,不会保持。在笔者的本地环境输出如下图:

如上图所示,重启容器后会产生新的名言警句,这就意味着容器重启后保存在文件系统中的数据丢失了。如果我们要在这种重启的场景中保持数据状态,那么就必须确保数据被保存在数据卷中,而emptyDir是解决这个问题的完美方案。当emptyDir类型的数据卷被挂载到容器中,应用写到挂载目录的数据文件,在容器重启后,能够继续保持。

emptyDir类型的数据卷可以让容器即便是重启后,可以让写到文件中的数据状态保持;或者容器的文件系统为只读,但是应用在运行的过程中,需要写状态到文件中等场景,我们也可以使用emptyDir类型的数据卷来在同一个POD的多个容器之前,进行数据共享。

废话不多说了,咱直接修改fortune pod来把post-start hook执行fortune命令返回的名言警句写到emptyDir类型的数据卷中,这样当容器重启后,就不会出现数据丢失了。我们其实要修改的地方不多,主要包括:1,给POD增加emptyDir类型的数据卷定义;2,在容器中将这个数据卷挂载到指定的目录。

另外我们对命令的执行进行了一点点优化,post-start hook会在每次容器启动后都会执行,因此我们需要防止重启后对fortune命令输出对已经存在文件的覆盖,因此我们对post-start命令脚本也做了优化,如下图所示:

注:post-start hook脚本被更新成"ls /usr/share/nginx/html/quote || (apk add fortune && fortune > /usr/share/nginx/html/quote)",如果读者对Linux shell脚本不是很熟悉,这句肯定看的云里雾里,我们来稍微解释一下。首先ls命令先执行,我们这里用ls来检查quote文件是否存在,你有所不值得是,当ls后边给的文件存在的时候,命令返回0,而如果不存在,就返回非0。由于我们使用||将两个表达式进行了组合,因此当左边的ls quote执行成功,那么右边的语句就压根不会执行。通过这种方式,如果quote文件存在,那么咱就直接跳过了。而当文件不存在,才需要执行右边的一串命令,安装fortune和执行fortune来产生名言警句。这句脚本确保名言警句只被生成并写入一次,也就是只在容器第一次启动的时候。

如上图所示,我们定义了emptyDir类型的数据卷content,并挂载到nginx容器指定目录/usr/share/nginx/html(这个是Nginx服务器默认用来扫描静态资源的目录)。在POD中配置volume需要提供配置参数,接下来我们详细聊聊如何配置emptyDir类型的数据卷。

对于emptyDir类型的存储卷,Kubernetes要求配置如下两个属性:

- medium,文件夹的存储介质,如果留空不配置,那么默认就是宿主机的(工作节点)磁盘。除了磁盘之外,我们还可以配置Memory,这会导致数据卷使用tmpfs文件系统,这是一个在内存文件系统。

- sizeLimit,文件夹需要的磁盘空间大小,比如我们如果需要限制这个文件夹中文件的大小为10M,那么就可以设置为10Mi。

注:我们上边的例子中,emptyDir类型的数据卷content未显示的定义任何字段,取默认值,大括号非常明确的表达了这一点,但是并不是必须的。

在POD中定义完数据卷只完成了工作的一半,工作的另一半就是将数据卷挂载到容器实例中,这通过在容器spec.containers域通过volumeMounts来引用。volumeMounts除了要制定name之外,还需要包含mountPath字段,来指定数据卷被具体挂载到容器文件系统的文件目录树的那个路径。笔者上边提供的例子中,emptyDir类型的数据卷被挂载到了/usr/share/ngxin/html目录,因为这也是post-start hook将名言警句写到文件的路径。

由于使用了emptyDir类型的数据卷之后,名言警句被写入到了宿主机的文件系统,因此数据在POD的整个生命周期都会保持,因此我们无论重启nginx容器多少次,返回的数据(名言警句)都不应该有任何变化。

接下来,我们将这个新版本基于fortune命令的名言警句网站部署到Kubernetes集群,并人为的让nginx容器重启,你会发现无论我们重启多少次,quote接口返回的内容都一样。背后的原理是,因为我们只在容器第一次启动的时候,才创建quote文件,并且当容器重启重新挂载数据卷后,这个quote文件仍然存在。你可能会问,这个文件到底在宿主机的啥地方啊,可以运行kubectl exec yunpan-emptydir -- mount --list | grep nginx/html来发现,如下图所示:

如上图所示,通过使用emptyDir类型的数据局content,我们成功让容器重启之后,保持数据状态。接下来,我们继续看另外一个例子,如何通过数据卷在两个容器时间共享数据。

如笔者前边多次提到,我们也可以使用emptyDir类型的数据卷来在同一个POD中的两个容器之间共享数据,这里需要注意的是,我们无法通过emptyDir类型的数据卷在不同PDO中不同的容器间共享数据,请继续阅读。

我们基于fortune的名言警句网站目前略显无趣,因为每次都返回相同的谚语,我们希望这个行为能够增强,比如每30分钟更换一次。为了实现这个功能,我们需要将post-start hook替换成容器,并且在容器中,fortune命令每30秒运行一次。为了使大家学习更加容易,笔者已经构建好了需要的容器,并上传到Docker Hub,大家可以自行通过命令 docker pull qigaopan/yunpan-fortune:v1.0拉取。

好了,我们已经把需要的容器镜像都准备好了,接下来我们来编写POD的YAML文件,如下图所示:

如上图所示,emptyDir类型的数据卷被两个容器共享(共同挂载),容器fortune将数据写到content数据卷,在nginx容器中,相同的数据卷被以read-only的模式被挂载到nginx的默认目录。

注:我们在前边文章中反复强调过一个事实,同一个POD中的多个容器几乎是同时启动的,因此可能存在微小的一段时间,ngxin服务器已经成功运行起来,但是quote文件尚未生成。聪明的你可能想到了,要避免这种场景,我们可以使用初始化容器。

接着,我们将fortune POD部署到Kubernetes集群中,两个容器几乎同时开始运行。fortune容器每30秒更新一次谚语(名言警句),nginx容器基于相同的数据文件服务客户端请求,当POD中的两个容器都Ready后,可以验证一下输出,是否每30秒后,quote请求对应的谚语的返回会更新。

由于在fortune例子中emptyDir类型的数据卷会在宿主机的磁盘上创建共享目录,因此数据读写的性能,完全取决于工作节点上硬件的类型。如果我们的应用需要高性能的IO操作,那么磁盘可能不是最合适的存储介质。

Kubernetes允许我们使用tmpfs文件系统来创建数据卷,而tmpfs将数据保存在内存中,我们只需要在POD的YAML文件中,把emptyDir的字段meim设置为Memory。

其实Memory类型的数据卷除了提供较高的IO之外,数据安全性也比磁盘高。由于数据并没有落盘,因此数据不容易被恶意攻击者窃取,因此建议大家可以在自己的项目上考虑这种数据卷类型。另外我们也可以通过参数sizeLimit来约束数据卷的size,特别对于Memory类型的数据卷来说,请务必设置sizeLimit,以防内存被耗尽。

在前边的内容中,我们将目光主要集中在如何在POD中定义数据卷,而没有详细介绍volume是如何挂载到容器中的,接下来我们来看看在容器中挂载数据卷具体需要设置哪些参数。如下图所示,是我们在新版本的fortune POD定义中关于content数据卷挂载的配置:

从上图可以看出,挂载数据卷到容器中,我们需要至少配置两个字段:name和mountPath,其中name字段是我们在POD定义的数据卷的名字,而mountPath字段指定了数据卷应该挂载到容器文件系统的文件数的那个目录。

除了这两个必须提供的参数之外,我们还有一些可选的参数可以配置,详细的可配置参数清单如下:

- name字段,如笔者上边的介绍,name字段就是我们在POD中挂载的数据卷的name

- mountPath字段,前文应介绍,不累述

- readOnly字段,是否以只读的模式挂载数据卷,默认是false,也就是以读写的方式挂载数据卷。

- mountPropagation字段,设置如果在数据卷内部挂载额外的文件系统会发生什么。有几个选项,默认是none,指如果宿主机在数据卷中挂在了额外的文件系统,容器不会收到任何通知,反之亦然;还有两个选项HostToContainer和Bidirectional,具体含义如命名,如果要了解详情,可以参考官方文档。

- subPath字段,默认为“”,意味着整个数据卷都被挂载到mountPath指定的目录,当设置为非空的字符串后,只有subPath指定的文件路径被挂载到容器中

- subPathExpr字段,使用类似于shell提供的$(ENV_VAR_NAME)语句,只能使用环境变量。

在大部分场景下,我们只需要设置name和mountPath就可以了,顶多额外多配置参数readOnly。mountPropagation参数只有在一些复杂配置的场景下才会用到,当我们用一个数据卷来提供不同的文件夹给不同的容器的时候,subPath和subPathExpr非常有用。另外这两个参数也可以用作多个PDO共享一个数据卷的场景。

好了,这篇文章的内容就这么多了,下篇文章我们继续介绍存储,看看如何访问宿主机文件系统中的数据文件,敬请期待!

② 云计算使得信息的储存是一个什么样的方式。

产品定义:
BC—oNest(Object Nest)是一个以对象形式存储和管理海量非结构化数据的云存储系统。BC—oNest可以为互联网业务和企业用户提供低成本的PB级存储规模,具备高可靠、高安全性和高扩展性的云存储服务。
产品实现了跨机架的海量对象存储和备份功能:提供WEB方问(业务使用门户以及REST API)以及SDK:提供批量导入导出工具来支持oNest和Linux本地目录之间的相互拷贝:支持Windows客户端工具,方便用户的使用。
产品特点
按需分配的存储空间:系统支持TB级到PB级的存储空间管理,存储容量可在线平滑扩容。
可靠的数据存储:系统支持对象数据跨机架存储;在每个AZ内多副本存储。系统的健康检查模块保证副本减少的情况下,自动修复副本数量:同时系统内部实现了数据的完整性校验机制,防止数据被非法篡改或损坏。
安全的数据访问控制:系统的认证鉴权和ACI一访问控制机制保证数据只被授权用户访问:同时系统支持密钥签名机制,保证用户访问消息在传输通道上的安全性。
高性能的数据处理:提供Multi Part的并发上传功能提高大对象上传速度:支持基于Range的多点并发下载功能提高对象下载速度:数据节点内部采用文件聚合的方法提高性能:支持高并发的用户访问和高吞吐的数据流量。
高可用的数据服务能力:AZ内多副本存储和副本自动修复能力,提高了系统持续服务能力,在常见的服务器集群节点或局部网络故障情形中,系统具有高可用性。
提供多种数据访问接口:系统对外提供WEB访问(业务使用门户及REST API)以及SDK,并提供批量导入导出工具来支持oNest和Linux本地目录之间的相互拷贝。
在服产品版本及特性:

5.X版本:
自主研发的以对象形式存储和管理海量非结构化数据的存储系统
基于跨机架的大规模数据中心环境设计,具有极强的水平扩展能力
提供类AWS S3的REST API和SDK,以及本地批量数据导入导出工具
支持用户、容器以及对象的访问权限管理和控制
服务可用性99.9%,数据可靠性99.999999999%,无单点故障,支持线性扩展
支持至少千亿级对象存储,单个对象最大5TB,千兆网络环境下4KB对象读取响应时间小于100ms
支持用户可选的服务器端及客户端数据加密存储,整个过程对用户透明
支持系统和存储资源监控及告警功能,易运营可管理
提供面向系统、用户和容器三个级别的准实时统计计量能力,支持用户按需付费
6.0版本:
基于主流ceph产品,支持纠删码,支持主流s3接口
核心功能:
1:对象相关功能
对象管理:系统支持对象的创建、读取和删除、设置用户自定义元数据等功能。
对象访问控制:系统支持设置或获取容器和对象访问权限(ACL)等功能。
2:容器相关功能
容器管理:系统按容器组织对象,每个用户可拥有零或多个容器,每个用户可包合零或多个对象。系统支持容器的创建、删除,按字典序列出容器内的对象等功能。
3:用户相关功能
用户认证及权限:对用户的身份进行认证,确认访问用户的身份,完成认证后基于用户状态、配额和权限进行确认。
4:系统相关功能
计量信息:提供为资源池管理系统提供计费需要的计量信息,包括空间占用、访问流量等。
用户控制:提供用户运营管理访问控制包括签约对象存储服务、查看对象存储服务等功能。
日志管理:提供对系统日志的记录及浏览功能。
统计报表:提供对系统各项指标的统计和分析,包括系统数据日志、用户日志及日志管理、访问统计、统计总空间占用、统计总用户数、统计各个节点上占用空间大小、容器总数量、流量信息统计等。
运维管理:提供云存储系统内部管理、维护,包括系统管理用户认证鉴权、系统管理角色管理、设备状态监控、设备维护等功能。
产品优势:
BC—oN est是基于标准X86服务器集群的对象存储系统。产品优势主要体现在:
容量和性能随节点增加而线性增强,且支持无缝的在线扩容和升级维护。
基于X86存储服务器的结构具有低成本特点。
系统的高可靠设计,单磁盘和单服务器故障不会影响系统服务,保障用户数据的可用性。
安全认证和数据加密手段,为用户提供安全的数据存储服务。
应用场景:
广泛应用于公众云存储服务,为用户和企业提供按需扩展的云存储服务。支持各类互联网应用,如网盘
类应用中对图片、文档和音视频的存储j对象存储通过与主流备份软件结合,可向用户提供更具成本效益、
更低TCO的备份方案j对象存储与归档软件、分级存储软件结合,可以将在线系统中的数据无缝归档/分级
存储到对象存储系统,减少阵列等在线系统存储资源。
应用案例:中国移动公众服务云
一:应用背景和面临的问题
云存储是laaS核心服务之一,主要支撑海量非结构化数据的存储和处理需求。传统的非结构数据存储系统主要采用磁盘阵列和NAS设备实现,为本地服务器提供块存储空间或文件存储空间,本质上属于数据中心内部的解决方案,主要存在的问题包括:首先,两者的服务接口协议上都不能满足在广域网范围提供服务的能力要求j其次,磁盘阵列和NAS设备的扩展I生也有限,不能满足百亿级文件的存储需求j最后,设备成本较高,基于阵列设备提供的云存储服价格不具备竞争性。
二:解决方案
公众服务云的对象存储服务使用BC—oNest产品实现。300台存储服务器可以提供PB级的对象存储服务空间支持百亿级的对象存储。
三:商业价值
中国移动公众服务云采用自主研发的BC—oNest,系统建设上相比使用商用解决方案节约成本数百万元。自主研发产品的应用也使得研发和运营实现紧密互动,对象存储服务的功能可随着市场竞争的要求实现快速迭代开发。
基于BC—oNest的对象存储服务是中国移动在公众服务云布局的重要环节之一,将为中国移动拓展行业云应用奠定坚实的基础。
欢迎拨打4001100865至中移软件技术有新公司咨询!

③ 大数据存储的三种方式

不断加密,仓库存储,备份服务-云端。
不断加密,随着企业为保护资产全面开展工作,加密技术成为打击网络威胁的可行途径。将所有内容转换为代码,使用加密信息,只有收件人可以解码。如果没有其他的要求,则加密保护数据传输,增强在数字传输中有效地到达正确人群的机会。
仓库储存,大数据似乎难以管理,就像一个永无休止统计数据的复杂的漩涡。因此,将信息精简到单一的公司位置似乎是明智的,这是一个仓库,其中所有的数据和服务器都可以被充分地规划指定。
备份服务-云端,云存储服务推动了数字化转型,云计算的应用越来越繁荣。数据在一个位置不再受到风险控制,并随时随地可以访问,大型云计算公司将会更多地访问基本统计信息。数据可以在这些服务上进行备份,这意味着一次网络攻击不会消除多年的业务增长和发展。最终,如果出现网络攻击,云端将以A迁移到B的方式提供独一无二的服务。

④ 什么叫云计算,云存储

云计算是一种服务的模式,也是多种技术融合的统称,目前还没有严格的定义。 云计算的核心思想,是将大量用网络连接的计算资(当然也包括存储资源)源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户按需服务。就想发电厂、自来水厂、供暖公司一样为用户提供服务,这种模式我们现在用在IT服务上,我们就称之为“云”计算。这里面涉及的技术我们可以统称为云计算技术(尤以虚拟化、分布式存储、并行计算技术为代表)。而云存储可以说是“云”的一种,是云计算能够提供的众多IT服务中的一种(这其中可能涉及分布式存储、软件定义存储等技术)。这只是帮助你理解这些概念而已,如果想深入了解,这里面每个环节都能独立出书了,我就不长篇了。至于如何催生出云计算的概念及需求,应该跟集中发电,供水的需求差不多吧。

⑤ 云存储是什么,云存储的意义

云存储是一种网上在线存储(英语:Cloud storage)的模式,即把数据存放在通常由第三方托管的多台虚拟服务器,而非专属的服务器上。托管(hosting)公司运营大型的数据中心,需要数据存储托管的人,则透过向其购买或租赁存储空间的方式,来满足数据存储的需求。

数据中心营运商根据客户的需求,在后端准备存储虚拟化的资源,并将其以存储资源池(storage pool)的方式提供,客户便可自行使用此存储资源池来存放文件或对象。实际上,这些资源可能被分布在众多的服务器主机上。

云存储这项服务乃透过Web服务应用程序接口(API), 或是透过Web化的用户界面来访问。

(5)云计算信息的存储方式扩展阅读:

分类

并不是所有的应用程序数据需要SSD性能。经常访问的数据可以迁移到基于磁盘的存储。ssd和基于磁盘的存储都支持标准I / O协议,因此,当把应用程序从本地硬件移动到云时,不需要更改应用程序。

有了附带直接固态硬盘或磁盘驱动器,你就可以使用任何你的操作系统所支持的文件系统。这种模式的一个缺点是,当机器实例关闭时,硬盘驱动器上的数据就会被删除。为了保存数据,必须将数据复制到另一个存储系统中,例如云中的对象存储。

附加存储系统的另一个缺点是:附加存储系统只能连接到一个实例。然而,微软Azure具备文件存储系统,可以实现SMB-compliant文件共享,可以跨多个实例共享。当将应用程序迁移到需要常规文件系统服务的云时,或者当多个实例需要访问相同的数据时,这一点是非常有用的。

⑥ 大数据存储的三种方式

大数据存储的三种方式有:

1、不断加密:任何类型的数据对于任何一个企业来说都是至关重要的,而且通常被认为是私有的,并且在他们自己掌控的范围内是安全的。

然而,黑客攻击经常被覆盖在业务故障中,最新的网络攻击活动在新闻报道不断充斥。因此,许多公司感到很难感到安全,尤其是当一些行业巨头经常成为攻击目标时。随着企业为保护资产全面开展工作,加密技术成为打击网络威胁的可行途径。

2、仓库存储:大数据似乎难以管理,就像一个永无休止统计数据的复杂的漩涡。因此,将信息精简到单一的公司位置似乎是明智的,这是一个仓库,其中所有的数据和服务器都可以被充分地规划指定。然而,有些报告指出了反对这种方法的论据,指出即使是最大的存储中心,大数据的指数增长也不再能维持。

3、备份服务云端:大数据管理和存储正在迅速脱离物理机器的范畴,并迅速进入数字领域。除了所有技术的发展,大数据增长得更快,以这样的速度,世界上所有的机器和仓库都无法完全容纳它。

由于云存储服务推动了数字化转型,云计算的应用越来越繁荣。数据在一个位置不再受到风险控制,并随时随地可以访问,大型云计算公司将会更多地访问基本统计信息。数据可以在这些服务上进行备份,这意味着一次网络攻击不会消除多年的业务增长和发展。

⑦ 云计算数据储存在哪里

云储存存在云计算系统中的存储设备中。
云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是一种新兴的网络存储技术,是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说,云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方,透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。

⑧ 什么是云计算,什么是云存储

云存储就是把文件、信息都存到提供这个云存储服务的服务器上去,要操作这些文件和信息也只需要访问这个服务器
计算这个词本身的意思,就是输入数据,处理,执行的过程。这个过程就在云服务器上完成就叫去计算

⑨ 云计算是通过什么进行存储服务和资源获取

存储云,又称云存储,是在云计算技术上发展起来的一个新的存储技术。云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。用户可以将本地的资源上传至云端上,可以在任何地方连入互联网来获取云上的资源。大家所熟知的谷歌、微软等大型网络公司均有云存储的服务,在国内,网络云和微云则是市场占有量最大的存储云。存储云向用户提供了存储容器服务、备份服务、归档服务和记录管理服务等等,大大方便了使用者对资源的管理。