中國電信江峰：盤活存儲資源、助力雙碳戰略

云計算、5G、物聯網、人工智能等新技術的快速應用，以及傳統產業的數字化轉型加速，帶來海量數據的規模化聚集，IDC預測，到2025年，全球數據量將達到175個ZB?？焖僭鲩L的數據，層出不窮的數據形態、不斷變化的部署環境、隨時出現的安全隱患等，都對存儲技術發展提出了新的要求，成為企業存儲基礎設施管理面臨的一項巨大挑戰。

 

一方面，企業疲于應對上述挑戰，不得不持續投資擴充和升級存儲系統，另一方面，由于各種規劃和管理等方面的不足，導致現有存儲空間不能有效利用，造成浪費，這已經無法滿足當下雙碳戰略的要求。而中國電信天翼云歷時五年推出的存儲資源盤活系統（HBlock），有效地化解了上述難題，堪稱數據存儲領域的一大創新。

 

在“2022分布式存儲線上峰會”上，中國電信集團有限公司云計算首席專家 江峰在主題演講中講述了HBlock是如何盤活存儲資源、助力雙碳戰略的。

 

數據中心如何面對“雙碳戰略”

 

“雙碳”戰略，是指為承擔解決氣候變化問題中的大國責任，我國提出“雙碳”目標，“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”并且戰略已連續兩年寫入了中國的政府工作報告。

 

在IT和互聯網領域，數據中心是典型的能耗大戶。

 

最新數據顯示，2020年國內數據中心年耗電量為2045億千瓦時，占全社會用電量的2.7%；在數據中心，IT基礎設施總能耗占比約為50%，作為其主要組成的服務器系統、存儲系統和網絡通信設備用電分別占到其中的50%、35%和15%；空調制冷設備、供配電系統、照明以及辦公等其他能耗占據另外一半。

 

數據中心巨大的耗電量，給科技發展提供基礎設施的支撐下，也給電力供應帶來前所未有的挑戰，也加重了環境污染。

 

顯然，“雙碳”給IT及數據中心提出了很大的挑戰。

 

如何降低數據中心能耗？江峰表示，對策者之一是降低制冷系統本身的能耗，如更優質的空調設備、更科學的冷風通道等，其二是提升IT系統本身的利用率。

 

近20年來，虛擬化逐漸從實驗室走出來，進入了主流的IT生產環境。虛擬化實際上是把物理的服務器從一個操作系統虛擬成多個操作系統、多個物理機給不同的用戶同時使用，提高了這臺物理機硬件資源的利用率。這是在計算領域實現提升資源利用率來降低能耗一個典型的例子。

 

“提升利用率、提升簡便性是IT發展的趨勢。但在存儲領域，能不能用同樣的方式提升服務器存儲資源利用率、以及部署和使用存儲資源的效率呢？”江峰表示，這在以前是沒有的，但今天，隨著HBlock的問世，情況發生了變化。

 

HBlock：一款革命性的存儲產品

 

HBlock是中國電信天翼云推出的一款革命性的存儲產品，通過它實現把服務器中的存儲資源盤活。只要在應用層安裝上HBlock這個軟件，就可以把底層一臺或多臺服務器里硬盤的剩余空間打包，形成一個高可用、高性能的分布式存儲，企業無需花額外投資，就可以把內部閑置的存儲空間利用起來對外提供服務，可以充分盤活企業存儲資源，帶給用戶完全不一樣的體驗。

 

一個研發小故事

 

HBlock作為中國電信天翼云純自研的一款革命性存儲產品，產品設計里包含很多專利性發明創造，“自適應性時鐘同步方法“就是其中一個。

 

HBlock是面向弱算、弱網等不可靠環境設計的一款存儲產品，而這類不可靠環境中的時鐘一致性問題是一個難題。業內傳統做法是采用中心聚合的時鐘同步方案，比如NTP協議、GPS等，但是此方法成本較高，且存在單點故障的可能性。

 

HBlock研發團隊經過精密的設計和針對各類企業應用場景環境的復雜實驗，最終設計出了一種不依賴NTP協議等技術，可以自適應不可靠執行環境的全局一致性時鐘同步方法。這種自適應的時鐘同步方案使企業內的待盤活存儲硬件不受區域、網絡等限制，同時有效降低時鐘同步成本、提升存儲系統的整體可靠性，這使得HBlock具備更廣泛的適用性。

 

江峰表示，HBlock具有四大特點：

 

一是兼容業務。HBlock以進程化的方式運行，無需獨占服務器；安裝好HBlock軟件之后，在不影響先前所有任務運行的同時，就推出了一個分布式存儲對外提供服務，實現 “一機多用、資源共享、科學共存“，從而有效提升服務器資源利用率。

 

二是易用性很強。HBlock通用市面上包括x86、ARM、MIPS等各種標準化的服務器，支持Linux2.6以上的操作系統，安裝使用時無需對內核和操作系統做任何修改。

 

三是雙控制器。獨創的分布式雙控架構，使HBlock可以通過增加節點的方式實現宏觀上橫向擴展的同時，微觀上對每個邏輯卷都提供了雙控，對于客戶端而言，在使用這個邏輯卷的時候可以享受到雙控帶來的高可用和低時延，能夠為隨機寫實現高性能的糾刪。

 

四是極高的環境可靠性。HBlock能夠在弱算、弱網、弱盤這樣的不確定環境中使用，極端條件做到數據不丟、服務不停，數據從客戶端直接落盤，規避斷電情況下因數據寫入內存但未寫入硬盤導致的數據丟失事故，當數據中心遇到因限電斷電等不可抗力導致的服務器宕機的情況時，存儲資源盤活系統可以在供電恢復、服務器重啟后無縫恢復至斷電前的運行狀態，具備可靠的自愈能力。

 

HBlock是一個只有140MB大小的壓縮安裝包，堪稱世界上第一個能夠把企業級分布式存儲做到如此小巧容量的軟件，在低至單核、2GB的空間內就可成功安裝，從下載、安裝到初始化，僅需一杯茶的時間；部署，學習、操作、管理、維護非常簡單，成本極低。

 

作為一款滿足“低碳”場景要求的硬核存儲，HBlock設計了節能模式：一方面，策略性的讓一部分硬盤工作，一部分硬盤休眠。在硬件系統硬盤進入休眠時，節能模式會調整數據分布機制，策略性地選擇出部分硬盤處理新寫入的數據，減少對其它硬盤的IO操作，以便其它硬盤維持或進入休眠狀態，讓盡可能多的硬盤保持低能耗的休眠模式。

 

一個典型的應用

 

HBlock已經服務了不少的客戶。以中國電信天翼云服務的某企業項目為例。原本該企業機房購置了一批服務器，用于運行大數據平臺業務。大數據平臺的服務器計算和存儲資源配比相對均衡，存儲硬盤的容量較大。但由于前期規劃的原因，大數據平臺沒有得到充分應用，所以整體負載較輕利用率約為30%，而存儲資源的利用率不足10%。后該企業因云平臺業務需要，急需擴展企業存儲服務器提供存儲能力，而傳統的辦法是購置專用的存儲，這意味著又是一筆巨大的開支。

 

該企業把HBlock下載到了100多臺大數據服務器上解壓運行，不到半天的時間，全部服務器閑置的存儲空間都被盤活，形成一個個高可用、低時延、高性能的分布式存儲資源池，從而滿足上述私有云建設的需求。該方案不僅快速把資源盤活起來，徹底解決用戶痛點，而且無需額外服務器和硬件采購，減少了機房的能源開銷，極大地縮短企業項目建設周期，受到了企業的高度好評。

 

良好的收效、廣泛的應用前景

 

江峰介紹，HBlock是中國電信天翼云自主研發的成果之一。初步統計，該方式無需增加服務器，為企業降低能耗約28%，制冷方面也隨之降低約28%，且在盤活資源的基礎上有效節省機器成本、節約能源。

 

HBlock，不僅是中國電信天翼云的理念和技術創新，也是存儲領域的一大創新。相信它的推廣和應用，能為企業、為社會和整個國民經濟帶來創造巨大的經濟效益和社會效益。