?譯者 | 朱先忠

審校 | 孫淑娟

引言

當(dāng)今，管理數(shù)據(jù)存儲的任務(wù)變得越來越復(fù)雜，以致于IT團隊不得不與本地、直連存儲、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)連接存儲和云存儲卷等各種類型的存儲問題展開各種極其復(fù)雜的斗爭。

團隊成員們可能正在部署超聚合系統(tǒng)，或者使用云存儲技術(shù)的內(nèi)部部署實現(xiàn)。而且，他們有可能在使用幾種互不兼容的存儲協(xié)議，尤其是對于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)方面。所有這些都是隨著業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)的要求越來越高而發(fā)生的。

這促使人們對全局文件系統(tǒng)（Global File System：簡稱“GFS”，有時也稱為“分布式文件系統(tǒng)”）越來越感興趣。

其實，全局文件系統(tǒng)并不是一個新概念。早在20世紀80年代，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)就開發(fā)了Andrew文件系統(tǒng)（即AFS），目前仍在使用。從那時起，商業(yè)供應(yīng)商就開始將這一概念進一步推廣，并將其應(yīng)用于云和內(nèi)部部署存儲。

不僅僅是對象存儲

縮小內(nèi)部部署和云存儲之間的差距有望簡化IT管理并降低成本。

本質(zhì)上講，云存儲是分布式的。終端用戶不知道或不需要知道他們的數(shù)據(jù)存儲在哪里（除去任何基于法規(guī)約束性的限制外）。云供應(yīng)商通過使用對象存儲技術(shù)實現(xiàn)跨多個服務(wù)器甚至多個數(shù)據(jù)中心分割數(shù)據(jù)，從而支持企業(yè)規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展需求。

但是，問題在于：大多數(shù)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序無法直接讀寫對象存儲。他們希望看到NFS或SMB這樣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，或者直接訪問或者通過SAN（Storage Area Network，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）訪問存儲。盡管供應(yīng)商們已經(jīng)創(chuàng)建了存儲網(wǎng)關(guān)，并且提供更多的應(yīng)用程序與對象存儲兼容（如Oracle和Openstack），但仍存在很多應(yīng)用程序不兼容的情況。

因此，全局文件系統(tǒng)（GFS：Global File System）可能是目前解決上述矛盾的最佳答案，因為它能夠提供云的靈活性、彈性和容量，同時還能夠保持NAS（Network Attached Storage：網(wǎng)絡(luò)附屬存儲）的簡單性（至少對于應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)而言）。

IT產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)Freeform Dynamics的首席分析師布萊恩·貝茨表示：“任何規(guī)模的大多數(shù)組織都會將數(shù)據(jù)存儲在不同的位置和文件格式，這會使查找和使用變得非常困難。”“將全局文件系統(tǒng)置于首位意味著，所有具有訪問權(quán)限的人都可以通過單一的標(biāo)準格式看到您的所有數(shù)據(jù)；如果您愿意，可以使用虛擬化的‘超級文件系統(tǒng)’。”

這種方案的好處包括：基于云的規(guī)模經(jīng)濟性、優(yōu)于通常通過內(nèi)部部署系統(tǒng)實現(xiàn)的冗余、快速添加（或刪除）存儲容量的能力，以及從資本支出轉(zhuǎn)向運營支出的支持等。

企業(yè)文件共享服務(wù)的其他優(yōu)點還包括：更輕松的協(xié)作，更好的安全性，等等。

從未來發(fā)展看，公司有可能轉(zhuǎn)向一個跨本地硬件（延遲和性能至關(guān)重要）和基于云的應(yīng)用程序的單一文件系統(tǒng)。

全局文件系統(tǒng)的常見功能

首先，全局文件系統(tǒng)通過將中央文件服務(wù)（通常在公共或私有云上）與本地網(wǎng)絡(luò)硬件相結(jié)合來進行緩存并確保應(yīng)用程序兼容性。它們通過將所有存儲放在同一個命名空間中來實現(xiàn)這一目標(biāo)。這可以說是，所有數(shù)據(jù)的單一“黃金”拷貝。

同時，實現(xiàn)上述目標(biāo)需要借助緩存和同步技術(shù)以確保性能。該領(lǐng)域的供應(yīng)商之一CTRA表示，一家大型企業(yè)可能會在每個站點移動超過30TB的數(shù)據(jù)。

其次，系統(tǒng)需要廣泛的兼容性。全局文件系統(tǒng)需要支持從傳統(tǒng)的本地NAS（存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）硬件進行遷移。操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序需要能夠像以前使用NFS或SMB一樣輕松地訪問全局文件系統(tǒng)。

最后，全局文件系統(tǒng)還需要確保易于使用。理想情況下，對最終用戶透明并且能夠擴展。當(dāng)前的現(xiàn)實情況是，很少有公司能夠同時將所有內(nèi)容移動到一個新的文件系統(tǒng)；因此，一個能夠隨著應(yīng)用程序的移動而增長的全局文件系統(tǒng)至關(guān)重要。

全局文件系統(tǒng)、傳統(tǒng)文件系統(tǒng)及同步問題

作為一種基于云的服務(wù)，全局文件系統(tǒng)吸引了需要在站點之間共享信息的組織，或者在疫情期間經(jīng)常支持的使用案例中與業(yè)務(wù)范圍以外的用戶共享信息的組織。

然而，這會導(dǎo)致全局文件系統(tǒng)的功能與傳統(tǒng)的文件和同步服務(wù)之間的重疊。這些服務(wù)包括更加面向消費者的服務(wù)，如Dropbox和OneDrive，這些服務(wù)通常在新冠肺炎期間被投入服務(wù)以支持遠程工作，還有SharePoint、Google Drive和企業(yè)級共享服務(wù)，等等。

一些全局文件系統(tǒng)供應(yīng)商強調(diào)，他們也可以提供這些服務(wù)。當(dāng)然，能夠在外部共享文件或者將桌面搜索擴展到基于云的文件的話，這是很有用的。然而，對于大多數(shù)企業(yè)來說，基本性能、兼容性和易遷移性方面可能更是優(yōu)先考慮的因素。

Freeform Dynamics公司的Betts說：“挑戰(zhàn)是，這可能會導(dǎo)致存儲規(guī)模變得非常大。例如，您的數(shù)據(jù)是全局分布式的，您（或您的全局文件系統(tǒng)開發(fā)人員）需要決定如何處理文件鎖定（防止兩個人或系統(tǒng)同時更新同一數(shù)據(jù)）和復(fù)制等問題?！?/p>

附：全球知名全局文件系統(tǒng)供應(yīng)商列表

克特拉（CTERA）

位于以色列的云文件服務(wù)提供商克特拉（CTERA）公司通過Edge X系列產(chǎn)品、緩存文件管理器、CTERA驅(qū)動器、端點設(shè)備代理和虛擬工作區(qū)VDI的組合工作。其全局文件系統(tǒng)支持將客戶文件鏈接到Amazon S3、Azure或IBM、HPE、Dell EMC和Scality提供的云服務(wù)。

克特拉聲稱，其緩存技術(shù)允許無限容量。此外，他們還提供來自Windows、Mac、Linux、Android和iOS的文件共享服務(wù)和設(shè)備級訪問。

納蘇尼（Nasuni）

位于美國的云存儲網(wǎng)關(guān)廠商Nasuni自稱為“云原生（cloud native）”存儲業(yè)務(wù)提供商，以其全局文件系統(tǒng)UniFS作為基礎(chǔ)構(gòu)建塊。UniFS系統(tǒng)支持NAS和文件服務(wù)器整合、備份和恢復(fù)、災(zāi)難恢復(fù)和協(xié)作工具。

此外，Nasuni還支持全局文件鎖定——兩個用戶不能同時寫入一個文件，并為NFS和SMB服務(wù)以及重復(fù)數(shù)據(jù)消除提供邊緣設(shè)備支持。或者，用戶可以在其虛擬或超聚合基礎(chǔ)架構(gòu)上安裝虛擬機來代替NAS硬件。Nasuni聲稱，部署其全局文件系統(tǒng)的公司不再需要單獨的備份或災(zāi)難恢復(fù)。

潘祖拉（Panzura）

另一家位于美國的Panzura公司將他們的戰(zhàn)略定位為：數(shù)據(jù)管理供應(yīng)商和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的單一平臺。他們的核心全局文件系統(tǒng)是CloudFS，它創(chuàng)建了一個經(jīng)過優(yōu)化的單一數(shù)據(jù)集。該公司將CloudFS描述為一個全局性的混合云文件系統(tǒng)。

Panzura聲稱，這不僅取代了NAS硬件，還提供了數(shù)據(jù)管理和彈性存儲。該服務(wù)還直接支持能夠直接與云端同步的移動設(shè)備。另外，該公司還提供云塊存儲服務(wù)。

錘子空間（Hammerspace）

位于美國的Hammerspace公司則專注于為客戶提供元數(shù)據(jù)的單一視圖。他們聲稱，這樣可以有效地存儲和訪問數(shù)據(jù)，甚至能夠提前預(yù)測哪些數(shù)據(jù)需要移動。

Hammerspace打出的標(biāo)語是，通過其提供的全局數(shù)據(jù)環(huán)境服務(wù)實現(xiàn)“本地訪問全局數(shù)據(jù)”。基于此方案，可以將來自于云端、數(shù)據(jù)中心和邊緣的數(shù)據(jù)匯集到一個數(shù)據(jù)集中。然后，全局數(shù)據(jù)環(huán)境提供訪問以及輔助服務(wù)，包括數(shù)據(jù)分層、文件版本控制、重復(fù)數(shù)據(jù)消除、快照和防病毒。總之，他們的方案支持訪問云、數(shù)據(jù)中心和舊式DAS、SAN和NAS文件存儲，實現(xiàn)通過一個許可證涵蓋所有形式的存儲。

Peer軟件

Peer軟件公司提供的服務(wù)是具有混合和多云支持的全局文件服務(wù)，并支持邊緣和數(shù)據(jù)中心。PeerGFS僅實現(xiàn)為軟件層，支持主動-主動同步（active-active sync），它們使用微軟DFSN支持的全局命名空間，并支持對象存儲集成。PeerGFS還支持S3和Azure Blob。對等代理（Peer Agent）在Windows文件服務(wù)器或Windows虛擬機上運行，但用戶保留對其數(shù)據(jù)的直接訪問權(quán)限。此外，PeerGFS還支持云備份和復(fù)制。

譯者介紹

朱先忠，51CTO社區(qū)編輯，51CTO專家博客、講師，濰坊一所高校計算機教師，自由編程界老兵一枚。早期專注各種微軟技術(shù)（編著成ASP.NET AJX、Cocos 2d-X相關(guān)三本技術(shù)圖書），近十多年投身于開源世界（熟悉流行全棧Web開發(fā)技術(shù)），了解基于OneNet/AliOS+Arduino/ESP32/樹莓派等物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)與Scala+Hadoop+Spark+Flink等大數(shù)據(jù)開發(fā)技術(shù)。

原文標(biāo)題：??Global file systems: Hybrid cloud and follow-the-sun access???，作者：Stephen Pritchard?