クラウド ストレージ アーキテクチャ フレームワーク設計は、アプリケーション ベースのサービス モデルをどのように実現するのでしょうか?

導入

クラウド ネイティブの開発によりソフトウェア定義が推進され、その結果、コンピューティング、ネットワーク、ストレージ、その他のアーキテクチャはすべてソフトウェア定義に移行しました。特に、金融業界の発展は、IT アーキテクチャとビジネス システムのサポートにますます依存するようになっています。銀行業界がシステムの変更を求めている時代に、ストレージ アーキテクチャをアプリケーション ベースのサービス モデルにどのように適応させるかは、現在、ほとんどの銀行が模索し、試みている方向性です。従来のストレージとクラウド ストレージを併用する方法、クラウド ストレージがデータ構造の要件に適応する方法、データの多様性やその他の特性を利用してビジネスに適したストレージ アーキテクチャとストレージ モデルを設計する方法、ソフトウェア定義ストレージが安定性の高い要件を満たす方法、ソフトウェア定義を使用して入出力比率を向上させる方法について説明します。 「クラウド ストレージ アーキテクチャ フレームワーク設計でアプリケーション ベースのサービス モデルを実現する方法」について説明します。

1. 銀行アプリケーションモデルの変革

インターネットの発展により、金融業界はビジネスの変化を遂げてきました。銀行業界は、従来のカウンターモデルからリモートおよびオンライン業務へと移行しました。オンラインバンキングやモバイルバンキングなどのインターネットアプリケーションが次々と登場しています。オンラインでビジネスを行うことを選択する顧客が増えています。銀行のカウンターに行って業務を行う従来のモデルと比較して、新しいアプリケーションにより業務処理の効率が大幅に向上し、オンラインでの銀行業務の実施を好む顧客が増えています。

顧客の新しいアプリケーションや新しいビジネスに対する要求に応え、顧客を的確に獲得するためには、ビジネスシステムを迅速に反復・開発し、更新・アップグレードし、ビジネスニーズにタイムリーに対応し、ビジネスイノベーションを加速させる必要があります。銀行は従来の IT システムの調整を開始し、企業に顧客中心主義とデータベースに重点を置くよう促し、新しいテクノロジーを使用して銀行の顧客サービスとビジネス プロセスをデジタルで再構築し、オムニチャネルでシームレスでパーソナライズされた製品とサービスを提供して、ビジネス処理のデジタル化、自動化、インテリジェンスを完全に実現しています。

銀行のデジタル化により、金融データの本来の「狭い」データ体系が変化し、データ取得能力が向上し、顧客行動や金融業務データを含む完全な顧客中心のデータを取得し、ビッグデータ分析と管理を実現しました。体系化され標準化されたデータ構造は、銀行 IT が追求する次の段階の目標です。データを運ぶストレージアーキテクチャも特に重要になってきています。すべての銀行は、アプリケーションベースのサービス モデルに対応し、よりパーソナライズされ、正確で、インテリジェントなサービス モデルを提供し、顧客とのやり取り、製品、サービスの認識と利便性を実現し、銀行の運用コストを削減するための新しいストレージ フレームワークを見つけるために懸命に努力しています。

2. データ構造に対するアプリケーション変換要件

ビジネス環境の変化の観点から、新規ビジネスはインターネット取引が中心となります。データ構造に関しては、単一のデータ構造に対する要件が複雑になり、データベース インスタンスが大幅に大きくなっています。従来のデータ構造とデータベースでは、新しいビジネスのデータ構造の要件を満たすことが困難です。その結果、新しいビジネスシナリオでは、銀行の技術部門は従来のデータを分散化して柔軟に配布する傾向が強まり、従来のデータベースのサブライブラリとテーブル分割の研究が開始され、さらにはストレージシステムに関するクラウドとサービス指向の研究も開始されました。

そのため、技術アーキテクチャの観点から、2 つの場所と 3 つのセンターにおけるクラウドベースおよびサービス指向の分散ストレージと災害復旧機能も銀行の研究の焦点となっています。アプリケーションの要求を満たすには、新しいデータ構造で次の技術的機能をサポートする必要があります。

1. マイクロサービス分散アプリケーション アーキテクチャのサポート: コア システムは、製品のイノベーションとシナリオベースおよびプラットフォーム ベースの金融サービスを迅速かつ俊敏にサポートできる必要があります。 C エンド顧客とインターネット顧客の需要は、従来のモデルよりもはるかに速いペースで変化します。マイクロサービスは、ドメイン モデルの分割と区分を通じて高速に反復的に開発され、その後、グレースケールと安全で制御可能なリリースをサポートするクラウドベースのモデルで起動され、このような俊敏性を実現できます。

2. 分散トランザクション処理のサポート: コア アプリケーションが分散ベースに変換された後、残高待機状態の強力な一貫性保証を必要とする操作では、分散トランザクション処理フレームワークと保証メカニズムが非常に重要になります。同時に、インターネットの高頻度特性の下では、高いパフォーマンスを確保しながら一貫性を確保することは、トランザクション処理全体に非常に高い要件と課題を課すことになります。分散トランザクション処理は、コア変革における重要な課題です。

3. 分散データ処理のサポート: コアビジネスアプリケーションが俊敏に対応できるようにするという課題を解決した後、パフォーマンスとスケーラビリティの要件も、コアバンキングシステムの開発中に直面する重要な課題です。特にインターネットベースのワークロードの場合、基盤となるデータの効率性とセキュリティに対処する必要があります。

3. ITシステムストレージの選択

3.1 集中ストレージ

集中型ストレージは、さまざまな銀行でよく使用されるストレージ デバイスです。銀行アプリケーションでは、主に SAN および NAS ストレージ、コンバージド ストレージ、ハイブリッド フラッシュ、オールフラッシュなど、いくつかのストレージ形式があります。ディスクの開発は、機械式ディスク、SSD ソリッド ステート ドライブ、NVMe インターフェイス オールフラッシュ ディスクなどのディスク タイプを経てきました。ディスクとストレージのパフォーマンスが着実に向上し、レイテンシと高可用性がさらに向上しました。銀行の主な応用シナリオも、コアビジネス、定常システム、データベース、仮想化などに集中しています。集中型ストレージは、機能が充実しており、安定性が高く、操作と保守が簡単で、監視と運用と保守のシステムが健全で、技術が成熟しており、ローエンドからハイエンドの製品まで幅広い選択肢があります。欠点は、単体の容量が限られており、スケーラビリティが低いことです。

3.2 クラウドストレージ

銀行のデジタル変革の文脈では、従来のストレージ モデルは、現在のすべての金融ビジネス ニーズに適合しなくなりました。さまざまなシナリオにおいて、ストレージの「ソフト機能」を満たすことが特に重要になります。銀行が非構造化データや大量のファイルを扱うようになると、ブロック ストレージ、ファイル ストレージ、オブジェクト ストレージなどの分散ストレージも登場します。

分散クラウド ストレージは、複数の PC サーバーを使用して、非常に俊敏なソフトウェア定義ストレージを構築します。新興ビジネスの迅速な立ち上げをサポートするために、リソースを柔軟に展開およびオンデマンドで取得できます。データセンター内の構造化データや非構造化データなどの複雑なデータ タイプに対して豊富なアクセス サポートを提供できます。非常に簡単な方法でパフォーマンスと容量を迅速かつ大幅に拡張し、極めて高いパフォーマンスを提供し、並列データ処理の要件を満たします。多くの機能要件とパフォーマンス要件を満たしながら、TCO も削減できます。

3.3 クラウドストレージと集中型ストレージの違い

選択に関しては、システムのレイテンシ要件とパフォーマンス安定性要件が高い場合、集中型ストレージが最適なオプションです。システムの IO スループット要件は高いが、パフォーマンス要件はそれほど高くない場合は、クラウド ストレージの方が適しています。大量のデータを保存する場合、分散ストレージもより良い選択肢です。

クラウド コンピューティング環境や仮想化プラットフォームで使用されるストレージでは、仮想マシン自体が IO パフォーマンス要件の高いアプリケーション (データベース アプリケーションなど) を実行しない場合は、分散ストレージの方が適しています。実際のストレージ使用量に応じて、サーバーとストレージの拡張を同時に行うことができます。今後、分散技術やクラウドコンピューティング技術の発展により、分散ストレージは徐々に主流になっていくでしょう。

比較表:

4. 分散クラウドストレージのアーキテクチャ設計

Huawei の分散クラウドストレージを例に挙げてみましょう。分散クラウド ストレージ アーキテクチャを以下に示します。右端では、論理パーティションに従って、ノード プール、ハード ディスク プール、リソース プール、ストレージ サービス レイヤー、アクセス レイヤーの 5 つの部分に抽象化されています。ノード プールは、基盤となる分散サーバー デバイスです。ハードディスク プールは、ノード プールのストレージ ハードディスクを抽象化し、それに応じて市場のハードディスク製品を分類します。大まかに SATA ディスク、SAS ディスク、SSD ディスク、NVMe SSD ディスクの 4 種類のハードディスク ストレージが含まれます。ハードディスクストレージで構成されるサービスタイプは、ブロックストレージ、ファイルストレージ、オブジェクトストレージの3つのストレージリソースプールタイプに分類されます。ストレージ サービス層は、複数のコピー、消失訂正符号、スナップショット、クローン作成、リモート レプリケーション、QoS、アクセス制御、障害ドメインなど、分散ストレージ自体の機能と特性です。アクセス層は、iSCSI、NFS、CIFFS、S3、その他の業界標準インターフェースなど、分散ストレージの標準化されたインターフェース機能を表します。左側の管理プラットフォームは、管理・操作が容易な標準化されたインターフェースを提供し、統合された運用・管理・保守を実現します。また、ステータス監視、パフォーマンス監視、障害アラーム表示も提供します。

分散クラウド ストレージは、システム ソフトウェアを通じて標準ハードウェア クラスターのローカル ストレージ リソースを整理し、完全に分散されたストレージ プールを構築します。これにより、ストレージ システムは、ブロック ストレージ、ファイル ストレージ、オブジェクト ストレージの 3 つのストレージ サービスを上位レベルのアプリケーションに提供できるようになります。