容器云优质课程：容器云平台存储架构设计 | 大赛周发布

Posted 2021-08-10 twt企业IT社区

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容器云平台存储架构设计

课程出品人：

苏伟，星辰天合（北京）数据科技有限公司，产品经理，资深研发架构师。专注从事存储一线研发十余年，具有丰富的实践经验。对传统高端存储、分布式存储、超融合及云计算领域有深刻认识。

课程简介：

近年来，容器软件市场呈爆发式增长，随之而来的数据持久化需求也越来越多。本文从容器云应用中面临的存储挑战入手，介绍容器云平台的存储架构设计。星辰天合（北京）数据科技有限公司（ XSKY）是专注于软件定义基础架构业务的高新技术企业，作为 CNCF Landscape 云原生存储认证厂商之一, 同时也是中国首家通过 CSI 认证的专业存储公司。本文介绍了 XSKY 的软件定义存储（SDS）架构，该架构基于软件层对差异化的硬件平台进行抽象，允许将存储资源作为统一的资源池呈现给容器云平台。XSKY 产品可以同时支持多种类型的容器编排器和多种协议的存储卷访问，目前已支持 100+容器项目落地，有着丰富的金融、互联网等容器存储应用经验。本文对其中两个典型的成功案例做了进一步介绍。 

课程目录：

一、容器云与容器存储

1.1 容器云的价值及其发展

 1.2 容器云应用中的存储

二、容器云平台的存储架构设计

2.1 分布式存储架构

2.2 Kubernetes 和 CSI

2.3 XSKY 助力容器云的持久化存储

三、XSKY 的优势来源

四、容器云平台的存储实践

试读章节：

一、容器云与容器存储

容器云平台是轻量化 PaaS 平台的容器化实现，并采用容器引擎、容器调度编排、分布式等技术构建的一种云计算平台。容器云平台自下而上分别覆盖了云计算的 IaaS 层和 PaaS 层涉及的各类问题，包括资源调度、服务编排、应用部署、监控日志、配置管理、存储管理、网络管理、安全等。重点实现应用开发、应用托管和应用运维的能力，使企业专注于业务逻辑开发，缩短业务迭代上线周期，优化资源利用率，提高服务响应效率。

基于容器的 PaaS 平台是下一代 PaaS 平台的技术方向，相比经典 PaaS 平台，基于容器镜像的应用发布流程能够覆盖应用全生命周期，减少了经典 PaaS 平台对应用架构、运行环境等方面的诸多限制，将更多控制力交还给应用开发和运维人员。

1.1 容器云的价值及其发展

传统企业在数字化转型进程中，已完成物理机虚拟化的进程，虚拟化技术一定程度上降低了运维复杂性，提升资源的使用率，但这仅解决了 IaaS 层面基础设施的问题。IT 架构仍然面临着互联网融合业务中海量用户和快速迭代的巨大挑战。随着业务的扩展，应用系统的复杂性升级，版本迭代频繁，如何保证软件在运行环境发生变化后仍然能够可靠地运行？容器很好地解决了这一问题。

容器可以封装业务应用的整个环境运行时， 容器镜像可实现应用交付的一致性和标准化，可以很好的解决业务应用研发现有的挑战。在应用架构层面，容器可以方便地支持微服务架构实现应用的现代化， 更加灵活的应对变化和弹性扩展。在软件生命周期管理上面，它还有助于将 DevOps 等最佳实践落地成可运用的标准化工具和框架，大大提升开发效率，加速迭代。

容器技术能够以标准、高效的方式将“应用”快速交付到世界上任何一个位置，因而成为互联网业务创新的基础和底座，更是企业想要突破传统，实现业务云化创新的一个必选项。所以，传统企业的业务应用开始容器化，但容器化应用真正运行在生产环境，还需解决与容器环境相关的计算、网络、存储、监控、安全、高可用等方面的问题，所以企业需要建设容器云平台。

Gartner 在 2020 年发表的报告《预测分析：全球容器管理(软件和服务)》中表示：到 2024 年，容器技术将成为“ 75%的新客户企业应用程序的默认选择” 。 到那时，所有应用程序中的 15%将在容器中运行， 而当前这一比例为 5%。同时，Gartner 还表示，到 2024 年，发达国家中有 75%的大型企业将在业务应用中部署容器，目前在大企业中这一比例还不到 35%。

根据 IDC 统计，在 2020 年的时候容器基础架构软件占整体软件定义计算市场的比例仅为 16.2%，而未来五年容器基础架构软件市场将以超过 40% 的复合增长率爆发式增长，行业也从互联网向更多的传统行业渗透，比如金融、政府、电信，制造和能源等行业。因此到 2025 年，容器基础架构软件市场收入将与虚拟化软件市场、云系统软件市场齐平，成为近几年促使软件定义计算市场增长的新动力。

聚焦国内，容器软件市场在近几年呈爆发式增长。混合云/多云的趋势，适合部署在容器上的新技术和新应用场景比如 AI/ML、大数据、边缘计算、区块链、 云原生的快速发展，以及云平台的建设从基础架构阶段进入平台建设阶段等需求都将是这个市场增长的巨大动力。

1.2 容器云应用中的存储

云原生计算基金会（CNCF）的调查报告《CNCF SURVEY 2020》指出，尽管自 2016 年以来，用于生产环境的容器规模有了 300%的增长，但企业仍面对诸多的挑战。41%的受访者表示，“复杂性”和“开发团队的文化变化”共同构成使用和部署容器时的最大挑战。去年排名第二的 “安全”(32%)跌至第三，其次是“存储”(29%)，以及“缺乏培训和监控”(均为 27%)。

聚焦到存储上， CNCF 报告指出，近年来，云原生存储出现了爆炸式增长，扩展到包括不同的存储产品，包括集中式、分布式、分片和超融合。容器最初是无状态的，以便保持它们的灵活性和便携性。然而，只有 22%的用户只使用无状态应用程序。与之形成对比的是，55%的人在生产中使用有状态的应用程序，12%的人正在评估它们，11%的人计划在未来 12 个月内使用它们。这组数据向我们很好地展示了云原生存储在企业应用中的流行程度。在实践中，本地存储方式已无法满足 AI、大数据、HPC 场景以及数据安全的需求，伴随着有状态的容器应用（如 mysql、PostgreSQL、MangoDB、RabbitMQ、ElasticSearch） ，数据持久化的需求越来越多，需要成熟的商业存储提供稳定、可靠、高性能、灵活扩展等特性的存储服务。

容器云应用中面临的存储挑战体现在以下几个方面：

1） 数据和应用保护

存储自身的数据可靠性自不必说。在容器云的生产环境中，业务应用和数据都需要保护，当主生产中心故障时，业务应用和存储都需要在备生产中心快速恢复。这通常需要云平台与存储厂商联动，形成完整的技术方案。

2） 丰富的读写模式

目 前 Kubernetes 定 义 了 三 种 访 问 PV 的 读 写 模 式 ：ReadWriteOnce(RWO)、ReadOnlyMany(ROX)、ReadWriteMany(RWX)。为了满足业务的需求，容器存储对于 ReadWriteMany 的支持也是一个必备的选项，通过 RWX 读写模式的支持，可以使多个容器业务共同读写同一个 PV 内的数据，实现数据的共享。

3） 弹性部署与性能扩展

容器云的应用场景丰富，需要实现存储在云上/云下的灵活部署，软件定义存储恰好完美的解决了这一问题。 全分布式架构可以消除控制器架构带来的性能瓶颈， 并可随业务增长对性能和容量进行灵活的在线扩展。但开源分布式存储解决方案往往在性能上无法满足业务需求， 且需要用户有专业的技术团队来完成部署和后期维护工作。

4） 良好的生态支持

Kubernetes（简称 K8S）是一个可以移植、可扩展的，用于容器编排的开源平台，目前已成为相关领域的事实标准。为了更轻松的使用 K8S，Rancher、Openshifit 等 K8S 发行版应运而生， 逐渐成为安装和运行 K8S 最实用的解决方案。作为容器存储，对各类平台的友好支持也是必备能力之一。

（以上为试读章节，如想要学习该课程，请识别前面的二维码或点击文末“阅读原文”）

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