2023多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)白皮書

多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)白皮書（2023年）2023年3月PAGEPAGE1目錄一、多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展背景 1（一）數(shù)字經(jīng)濟(jì)提速，云計(jì)算蓬勃發(fā)展 1（二）云化轉(zhuǎn)型深入，企業(yè)使用多云成為新常態(tài) 2（三）數(shù)據(jù)價(jià)值凸顯，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成為多云關(guān)鍵底座 6二、多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)現(xiàn)狀 8（一）多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展迅速，呈現(xiàn)三大特點(diǎn) 8（二）多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是上云用數(shù)的助推器 9三、企業(yè)上云用數(shù)面臨的挑戰(zhàn) 11（一）多云數(shù)據(jù)流動(dòng)難 11（二）跨云數(shù)據(jù)共享難 13（三）數(shù)據(jù)安全保護(hù)難 13（四）多云應(yīng)用改造難 14（五）數(shù)據(jù)應(yīng)用能效低 14四、多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展趨勢 16（一）面向多云構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)底座，擴(kuò)大數(shù)據(jù)共享應(yīng)用 16（二）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)智能分級(jí)能力增強(qiáng)，使能數(shù)據(jù)跨云流動(dòng) 19（三）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面向容器持續(xù)演進(jìn)，助力應(yīng)用云化改造 21（四）以數(shù)據(jù)為中心新型架構(gòu)興起，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用能效 24（五）邊緣加速向超融合架構(gòu)演化，云邊協(xié)同不斷深入 27（六）安全可信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部署加快，保障數(shù)據(jù)可靠安全 30（七）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)能技術(shù)逐漸成熟，促進(jìn)綠色低碳發(fā)展 32五、總結(jié)與展望 36圖目錄圖12022年全球企業(yè)多云調(diào)研情況 3圖22022年中國企業(yè)多云調(diào)研情況 3圖3典型企業(yè)多云應(yīng)用情況示意圖 4圖4企業(yè)多云架構(gòu)數(shù)據(jù)底座示意圖 6圖52016-2022年數(shù)據(jù)存儲(chǔ)全球市場規(guī)模 8圖6多云數(shù)據(jù)流動(dòng)面臨諸多挑戰(zhàn) 12圖7多云趨勢下有狀態(tài)應(yīng)用云化改造越來越入 14圖8跨云統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理示意圖 18圖9全局文件系統(tǒng)示意圖 19圖10企業(yè)多云分級(jí)協(xié)同示意圖 20圖11有狀態(tài)容器數(shù)據(jù)持久化示意圖 22圖12容器應(yīng)用級(jí)高可用示意圖 24圖13傳統(tǒng)云計(jì)算IT架構(gòu)與新型云計(jì)算IT架構(gòu)示意圖 25圖14云邊端協(xié)同示意圖 28圖15安全可信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)示意圖 30圖16綠色數(shù)據(jù)存儲(chǔ)示意圖 33圖17多協(xié)議互通減少數(shù)據(jù)搬遷示意圖 34圖18多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)助力企業(yè)上云用數(shù) 37多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)白皮書（2023年）多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)白皮書（2023年）PAGEPAGE10一、多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展背景（一）數(shù)字經(jīng)濟(jì)提速，云計(jì)算蓬勃發(fā)展2006年以來年均增速超過增速最快的云計(jì)算市場之一，2021年市場規(guī)模已達(dá)3,229億元。3802002年，中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)增速低于GDP2012GDP的比重不斷提升，數(shù)字經(jīng)濟(jì)年均增速GDP平均增速，中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模保持高速增長。近5G、人工智能為代表的技術(shù)進(jìn)步和字產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力提升帶動(dòng)下，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)了提檔加速。（二）云化轉(zhuǎn)型深入，企業(yè)使用多云成為新常態(tài)IT建設(shè)水平。對于中小企業(yè)，則可以實(shí)現(xiàn)信息化管理節(jié)約資IT架構(gòu)建設(shè)的窘境。我國云計(jì)算應(yīng)用已從互所謂多云，是指企業(yè)使用多個(gè)異構(gòu)云供應(yīng)商來提供統(tǒng)一的計(jì)算/存儲(chǔ)根據(jù)eea的2022年云趨勢報(bào)告189的企業(yè)在T架構(gòu)上選80%IT架構(gòu)日益復(fù)雜化，1Flexera2022年云趨勢報(bào)告：https:///blog/cloud/cloud-computing-trends-2022-state-of-the-cloud-report/圖12022年全球企業(yè)多云調(diào)研情況根據(jù)信通院調(diào)研，在國內(nèi)，已經(jīng)有近九成企業(yè)選擇多云，其中63.4%企業(yè)使用混合云，25.3%的企業(yè)采用多公有云或者多私有云。76%2~4335%，使用4種云的企業(yè)占比20%。圖22022年中國企業(yè)多云調(diào)研情況比如如下典型企業(yè)，同時(shí)在使用2~5種云：圖3典型企業(yè)多云應(yīng)用情況示意圖IT2021981053238個(gè)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)上云率已經(jīng)達(dá)到52.15%。優(yōu)勢互補(bǔ)多家云廠商優(yōu)勢互補(bǔ)：不同的公有云和私有云廠商都有自己在aaaaaaS選擇將不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用部署在相應(yīng)的云平臺(tái)，以期獲得最佳的IT技術(shù)組合。IT業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)安全最優(yōu)成本組合優(yōu)的云，獲得業(yè)務(wù)與成本均衡的多云組合。實(shí)現(xiàn)多元化供應(yīng)“雞蛋不能放在同一個(gè)籃子里“生命線”業(yè)務(wù)完全依托給單個(gè)供應(yīng)商來保障是有和切換，最大限度地保證了業(yè)務(wù)穩(wěn)定性。（三）云計(jì)算技術(shù)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的重要性也日益凸顯。圖4企業(yè)多云架構(gòu)數(shù)據(jù)底座示意圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是云計(jì)算的重要組成，是多云架構(gòu)中數(shù)據(jù)資源的載體。存儲(chǔ)，從而給數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用提供原材料，支撐企業(yè)的數(shù)字化運(yùn)作，數(shù)據(jù)，是企業(yè)多云架構(gòu)的數(shù)據(jù)底座。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)正逐步成為多云架構(gòu)下數(shù)據(jù)全生命周期服務(wù)與管理的二、多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)現(xiàn)狀（一）多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展迅速，呈現(xiàn)三大特點(diǎn)IT（包含磁帶存儲(chǔ)、藍(lán)光存儲(chǔ)）等類別。60,00050,03050,02853,45654,99455,73050,00040,18142,53440,00030,00020,00060,00050,03050,02853,45654,99455,73050,00040,18142,53440,00030,00020,00010,000-2016201720182019202020212022單位：百萬美元圖52016-2022年數(shù)據(jù)存儲(chǔ)全球市場規(guī)模對象存儲(chǔ)，攤薄成本。私有云廠商則更了解企業(yè)用戶對規(guī)模、性能、憑借更高集成度更易管理等優(yōu)勢與云廠商形成互補(bǔ)，加快云邊協(xié)同。Flexera202149%202245%。（二）多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是上云用數(shù)的助推器算戰(zhàn)略的重要考量。應(yīng)用上云的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)上云，沒有數(shù)據(jù)做為支撐，應(yīng)用將無法運(yùn)PaaS設(shè)置針對性的流動(dòng)策略，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)流動(dòng)，應(yīng)用無感。存儲(chǔ)發(fā)展的必然使命。三、企業(yè)上云用數(shù)面臨的挑戰(zhàn)面對當(dāng)前多云趨勢，企業(yè)上云用數(shù)面臨如下五個(gè)數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。（一）多云數(shù)據(jù)流動(dòng)難RPO圖6多云數(shù)據(jù)流動(dòng)面臨諸多挑戰(zhàn)VPN來建立雙向數(shù)據(jù)通道，也無法按需快速搭建。訓(xùn)練在云端，訓(xùn)練完的算法模型按需更新到邊緣。（二）跨云數(shù)據(jù)共享難同且駐留在不同技術(shù)中的數(shù)據(jù)，也難以保證數(shù)據(jù)遷移后的完整一致，使得基于遷移方式的數(shù)據(jù)共享獲取和維護(hù)成本很高。（三）數(shù)據(jù)安全保護(hù)難分析成為數(shù)據(jù)運(yùn)用的新常態(tài)，多云數(shù)據(jù)安全面臨著開放性、規(guī)模性、PB/EB/ZB終可恢復(fù)成了防勒索的最后底線。（四）多云應(yīng)用改造難圖7多云趨勢下有狀態(tài)應(yīng)用云化改造越來越深入PaaS/SaaS服務(wù)下推到云下企IT架構(gòu)進(jìn)行容器化改造，有狀態(tài)應(yīng)用在進(jìn)行云化改造時(shí)，云原生應(yīng)用場景對服務(wù)的敏捷度、靈活性要求非常高，捷的根據(jù)應(yīng)用容器組的變化而調(diào)整，快速的進(jìn)行云盤的掛載、卸載。（五）數(shù)據(jù)應(yīng)用能效低2018年的一份研究報(bào)告262.7%的能耗花費(fèi)在數(shù)據(jù)搬運(yùn)上，CPU大量時(shí)間處于等待數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)搬運(yùn)。同時(shí)云上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源利份數(shù)據(jù)333%IT2025年數(shù)據(jù)630數(shù)據(jù)綠色存儲(chǔ)仍存在較大改善空間。2報(bào)告見：/doi/pdf/10.1145/3173162.3173177Conclusion四、多云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展趨勢為解決多云架構(gòu)下的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，產(chǎn)學(xué)研用各界正在積極探索破局思路，推動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)持續(xù)創(chuàng)新升級(jí)，并形成了一些典型的發(fā)展趨勢。（一）面向多云構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)底座，擴(kuò)大數(shù)據(jù)共享應(yīng)用ITCDN應(yīng)用，要求很好的EDA仿真應(yīng)用對小文件存取性可以與聯(lián)IBM接，阿里云可以與華為，新華三，浪潮等廠商的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行對接，XSKYIBMXSKY云平臺(tái)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的對接，一般優(yōu)先采用通用的協(xié)議，如OpenStackCinder、Swift，VMwareS3包括企業(yè)自定義策略的各類數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)。圖8跨云統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理示意圖SLAAPI把存儲(chǔ)資源提供給多個(gè)云支撐各類HDFS等多EB級(jí)以行管理，極大簡化了多云環(huán)境下海量數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性。圖9全局文件系統(tǒng)示意圖C訓(xùn)ABCC并本地緩存的，AI訓(xùn)練并不感知數(shù)據(jù)流動(dòng)過程，AI訓(xùn)練后產(chǎn)生的模型參數(shù)數(shù)據(jù)ABCAI應(yīng)用無感。（二）IDC的大型企業(yè)管理者表示不會(huì)將所有數(shù)據(jù)只存儲(chǔ)在中心和公有云數(shù)據(jù)中心的橋梁，是企業(yè)用戶上云用數(shù)的新路徑。圖10企業(yè)多云分級(jí)協(xié)同示意圖在企業(yè)數(shù)據(jù)中心、多個(gè)云之間，通過基于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的分級(jí)化了業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)，避免了大量數(shù)據(jù)流動(dòng)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。（三）用戶往往會(huì)選擇多個(gè)公有云搭建自己的容器集群用于支撐數(shù)據(jù)安全據(jù)安全性和服務(wù)穩(wěn)定性要求較高的關(guān)鍵業(yè)務(wù)則需要在企業(yè)數(shù)據(jù)中心Kubernetes為核心的云原生技術(shù)Kubernetes集群的數(shù)量也呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，海量集群的管理和應(yīng)用的分發(fā)，給企業(yè)帶來了不同程度的問題。eretes社區(qū)通過制定CICotaiertoaeIterace）圖11有狀態(tài)容器數(shù)據(jù)持久化示意圖為解決以上的阻礙，云原生時(shí)代的存儲(chǔ)系統(tǒng)，除了要滿足性能、穩(wěn)定性、可靠性的要求以外，還要滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)對敏捷性的要求，能CSI是最適NAS文件系統(tǒng)上，契合容器彈性伸縮的訴求；原因二，NASQoSQoS還可以將文件系統(tǒng)73%NAS作為容器底座。數(shù)CSIPodDevOps。CSIRPO=0高可用容災(zāi)級(jí)別。同時(shí)這種高可用機(jī)制只需通過存儲(chǔ)底層IT向多云架構(gòu)邁進(jìn)。圖12容器應(yīng)用級(jí)高可用示意圖CSI接口可動(dòng)態(tài)申請、使用底層存儲(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)資源的標(biāo)準(zhǔn)化自服務(wù)，降低應(yīng)用開發(fā)者使用云資源的配置門檻，實(shí)現(xiàn)敏捷可靠、降本增效，為關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫容器化部署提供了有力支撐，助力金融應(yīng)用順利上云。（四）等數(shù)據(jù)密集PBCPU為中心的存算架構(gòu)，所有數(shù)據(jù)都需CPU，CPU的計(jì)算包含了應(yīng)用的計(jì)算，通信的計(jì)算和存CPUCPU并CPU為IO30%CPU為中算性能難以線性增長，能效難以提升，能耗成倍增加。CPU30%20%10%耗電量。圖13傳統(tǒng)云計(jì)算IT架構(gòu)與新型云計(jì)算IT架構(gòu)示意圖算力池：DPU（DataProcessingUnit，數(shù)據(jù)處理器）為代表的專用處理器DPU等專用處理器后，算力池化是必然選擇，將打CPU密壓縮、網(wǎng)絡(luò)通信等。存儲(chǔ)池：（EthernetBunchof、以太網(wǎng)內(nèi)存簇（EthernetBunchofMemory，EBOM）、以太網(wǎng)磁盤簇（EthernetBunchofDisk，EBOD）等新型盤框形態(tài)存在。RAID、糾“盤即存儲(chǔ)NoF高通量網(wǎng)絡(luò)：CXLFabricNoF（NVMeoverFabric）、IP等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的組合進(jìn)行組網(wǎng)。面向熱數(shù)據(jù)處理，通NoFIP高速網(wǎng)CXLFabric等新型內(nèi)存型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存資源池化，將網(wǎng)絡(luò)時(shí)延降到亞微秒級(jí)別，可構(gòu)建PB級(jí)內(nèi)存資源池，為業(yè)務(wù)提供更大的共享內(nèi)存空間。以數(shù)據(jù)為中心的新型存算架構(gòu)相對于傳統(tǒng)云數(shù)據(jù)中心架構(gòu)具有DPU等專用處理器的硬件卸載和加速能IOIOCPU為中心的數(shù)CPU的處理時(shí)延通3040CPU的軟件轉(zhuǎn)發(fā)，DPU3至410CU的算力能充分釋放，60%。三、存算資源的更靈活更合理調(diào)度，它打破各類存算硬件資源的邊界，組建彼此獨(dú)立的硬件資源池，對CPUGPUCPUOpenFlexData24EBOFOceanDisk（五）邊緣加速向超融合架構(gòu)演化，云邊協(xié)同不斷深入GartnerIoT、遠(yuǎn)程采礦、園區(qū)入口電子識(shí)別、遠(yuǎn)程智慧養(yǎng)殖等，其特點(diǎn)圖14云邊端協(xié)同示意圖智能協(xié)同、管理協(xié)同。ICT基礎(chǔ)設(shè)施和各類資源的協(xié)同（象，使得上層應(yīng)用可以方便地使用底層硬件提供的計(jì)算存儲(chǔ)等能力，應(yīng)用協(xié)同：應(yīng)用在云上開發(fā)，邊緣節(jié)點(diǎn)提供應(yīng)用部署環(huán)境，通過應(yīng)用商店等方式進(jìn)行應(yīng)用的一鍵式邊緣部署，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速上線，達(dá)到云上云下一致性體驗(yàn)。密、數(shù)據(jù)屏蔽、WORM寫保護(hù)等技術(shù)。對于重要數(shù)據(jù)可進(jìn)行邊緣節(jié)點(diǎn)到中心云的備份、邊緣節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)之間的容災(zāi)。AIAI模型執(zhí)行推理，實(shí)現(xiàn)分布式智能；云上訓(xùn)AI算法識(shí)別響應(yīng)更快，效率更高，識(shí)別場景更豐富，而且不受網(wǎng)絡(luò)條件的影響。邊緣節(jié)點(diǎn)也需具備離線自治管理和運(yùn)行的能力。5ICT的各個(gè)模塊均有需求，超融合設(shè)備集成了服務(wù)器、存儲(chǔ)、AI、UPS、防火墻、ICT2式獨(dú)立部署等寬環(huán)境適應(yīng)性也能夠滿足邊緣節(jié)點(diǎn)復(fù)雜多樣的環(huán)境要求。（六）安全可信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部署加快，保障數(shù)據(jù)可靠安全圖15安全可信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)示意圖存儲(chǔ)系統(tǒng)防護(hù)webBlackDuck第三方件完整性校驗(yàn)等機(jī)制確保引入的軟件包沒有被植入惡意程序，數(shù)據(jù)的安全風(fēng)險(xiǎn)主要來自信息泄露導(dǎo)致的機(jī)密性喪失，篡改或者軟硬件災(zāi)難導(dǎo)致的完整性、真實(shí)性和可用性被破壞。護(hù)措施；其三是針對日益猖獗的勒索病毒攻擊提供網(wǎng)絡(luò)+存儲(chǔ)協(xié)同防勒索的能力，實(shí)現(xiàn)事前防御勒索病毒攻擊、事中進(jìn)行勒索病毒檢測、90%（七）PUE之外，降低包括數(shù)據(jù)存IT設(shè)備能耗，對于促進(jìn)云數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能也至關(guān)重要。合、算法節(jié)能、風(fēng)液冷設(shè)計(jì)等，都可應(yīng)用于云數(shù)據(jù)中心節(jié)能提效。圖16綠色數(shù)據(jù)存儲(chǔ)示意圖全閃存化存儲(chǔ)：100IOPS1000倍以上，電力70%高密化設(shè)計(jì)：1U10盤、2U24盤、4U36盤。而專門設(shè)計(jì)的高密存儲(chǔ)型1U322U364U605U804U805U1202~2.6CPU10%