簡介： 基因行業容器儲存解決方案
1、基因行業背景
1.1. 中國基因市場分析
基因組學是未來精準醫療的「基石」。70%的基因企業選擇使用雲計算來處理基因組相關業務。過去一年內，阿里雲為基因醫學影像資料提供了安全可靠的儲存，500%資料增長，增長迅猛。強大無限制的計算能力，阿里雲支撐了百萬以上的基因樣本資料分析工作。
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基因行業的儲存痛點和需求分析
2.1. 基因組學資料管理相對複雜
從基因業務角度理解，基因行業的資料處理的主要需求是提公升效率，降低成本。基因場景的資料傳輸要求高速、穩定。如下圖所示，是基因業務的資料處理流程圖。
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2.2. 典型的基因行業的資料儲存痛點
1、資料儲存：資料增長快，儲存費用高，管理困難；長期儲存資料可靠性難以保障；需要尋求低成本大資料量的資料壓縮方式；元資料管理混亂，資料清理困難。
2、分發共享：海量資料需要快速、安全的分發到國內多地及海外；傳統硬碟寄送方式周期長，可靠性低；多地中心資料需要共享訪問。
3、計算分析：批量樣本處理時間長，資源需求峰谷明顯，難以規劃；大規模樣本的資料探勘需要海量計算資源，本地集群難以滿足；計算工作流流程遷移困難、線上線下排程困難、跨地域管理困難；線下彈性能力差，按需計算需求。
3、阿里雲基因容器儲存解決方案
阿里雲上的基因行業的容器儲存解決方案架構如下：
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阿里雲整體解決方案在基因行業的優勢：
• 生態閉環：70%的基因行業客戶都在阿里雲上，包括100%的測序工廠頭部客戶跟阿里雲有高速專線，基因資料在阿里雲上各個基因客戶之間高速流動；
• 產品成熟：k8s、ack、ags、oss、nas等產品都已經商業化多年，在基因行業客戶得到廣泛使用。對比友商，我們的產品穩定，功能豐富，價效比高；
• 行業老兵：服務基因行業多年，深入理解客戶的業務場景和痛點，針對性的解決了資料上雲、資料分析、資料交付的問題，給客戶提供端到端的解決方案；
• 全球化：借助阿里雲全球基礎設施以及跨境高速通道，幫助客戶拓展海外業務。
阿里雲檔案儲存解決方案在基因行業的優勢：
• 擴充套件能力強：集群最大規模支援近萬個節點，容量可達數十pb規模；便於基因海量資料的效能公升級和容量擴充套件。
• 效能能力強：協助客戶使用高效能檔案儲存；有力支撐基因業務增長帶來的大容量和高效能需求；大大提高海量資料快速分發和基因計算分析效率。
• 更經濟：通過阿里雲檔案儲存服務構建基因測序高效能工作負載；沒有一次性成本投入或冗長的採購週期，享受按需付費、更經濟的基礎設施資源。
• 靈活敏捷：阿里雲高效能檔案儲存服務，與ack等計算集群整合，支援集群直接掛載檔案系統；多種產品選型：通用型nas、cpfs公共雲及cpfs一體機，滿足不同基因使用者效能、成本、多雲部署需求；靈活售賣方式，資源彈性伸縮，按需購買；支援雲下和雲上整體解決架構，既提供線下固定資產輸出方案，滿足對資料儲存管理和基因業務高效能的雙重要求，也提供快速資料上雲的方案。
• 資料生命週期管理：支援資料智慧型流轉至低頻節約成本；支援整合oss，實現資料計算、分發、歸檔、交付的智慧型資料流轉；智慧型資料冷熱分層，同時滿足基因快速高效計算和海量基因資料成本優化需求。阿里雲檔案儲存解決方案使用者收益：
• 敏捷，按需使用，彈性擴充套件
• 超高效能儲存提高基因計算的高效能和效率
• 資料冷熱分層，降低成本
4、基因行業容器檔案儲存介紹
阿里雲檔案儲存nas為非結構化資料提供儲存服務。隨著雲原生的快速發展，許多公司的容器化應用程式使用nas儲存資料，有些甚至儲存pb級資料。阿里雲在雲原生布局上提供容器k8s服務（ack）、彈性容器例項（eci）、容器服務ack/ask，容器例項使用nas檔案系統作為持久化儲存。容器儲存離不開共享檔案儲存。通常，彼此共享資料的容器自然需要共享檔案儲存，長期執行的容器也可使用共享檔案儲存應對故障。阿里雲檔案儲存同時滿足容器應用場景對持久化儲存彈性伸縮、靈活掛載、高效能的需求。此外，容器映象的配置檔案或初始載入資料儲存可以在 nas 檔案儲存上實現共享，在容器批量載入時實時讀取，多 pod 間通過 nas 共享持久化資料，在 pod 故障時可以進行故障切換。阿里雲nas是容器儲存的自然選擇，因為它是一種完全託管的服務，配置簡單，新增或刪除資料時自動擴充套件，和容器基礎架構一樣靈活便捷。它還可以擴充套件到每秒數gb的吞吐量以及每秒數萬的iops。它基於 posix 檔案介面，提供 nfs / smb 協議，天然適配原生作業系統，提供共享訪問，同時保證資料一致性和鎖互斥。檔案儲存中的資料在可用區內以多副本冗餘方式儲存，避免資料的單點故障風險。
通用型nas 極速型
extreme 並行檔案系統cpfs
容量型nas
standard 效能型nas
performance
高價效比，低成本，大容量，效能線性增長，多副本 ssd儲存介質，低時延，高吞吐，效能線性增長 基於rdma網路提供穩定低時延，小檔案讀寫效能優化，多副本 基於全ssd儲存介質提供更高讀iops的並行檔案系統
效能規格：
時延：10ms毫秒級時延
iops：最大15k（4k隨機i/o讀寫）
吞吐：隨容量線性擴充套件
適用於大容量、高吞吐、對時延響應要求不高的計算性業務以及成本敏感型工作負載 效能規格：
時延：毫秒級時延
iops：最大30k（4k隨機i/o讀寫）
吞吐：隨容量線性擴充套件
適用於大容量、高吞吐、對時延響應要求高的計算型業務。適用於隨機i/o密集型以及時延敏感型工作負載。 效能規格：
時延：百微秒級時延，小檔案操作的ops效能優化
4k iops：15k-200k（隨容量擴充套件）
吞吐：150mb/s-1200mb/s （隨容量擴充套件） 效能規格：
時延：壓毫秒級時延
4k iops：每tb容量50k，隨容量線性擴充套件，最高2000k
吞吐：每tb容量提供 200mb/s基礎吞吐、500mb/s突發讀吞吐，隨容量線性擴充套件，基礎吞吐最高20gb/s、突發吞吐最高50gb/s
使用場景：檔案共享，大資料分析，資料備份 使用場景：企業應用，工業製造，**娛樂，影視渲染 使用場景：高效能**，**託管，git，容器共享儲存 使用場景：ai訓練、自動駕駛、eda**
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阿里雲檔案儲存主要具備以下特性：
無縫對接容器儲存外掛程式，簡化的雲原生體驗：檔案儲存基於posix/nfs/smb檔案介面，現有應用無需任何改造，可直接從本地磁碟平滑遷移至檔案儲存。針對容器編排，檔案儲存提供了csi、flexvolume儲存外掛程式，簡化部署和使用，擁有完整的雲原生體驗。
共享持久化資料，故障靈活切換：檔案儲存具備多節點共享訪問能力，檔案儲存還可以在不同可用區（不支援跨地域）、不同vpc之間共享。多pod間通過nas共享持久化資料，在pod故障時可以進行故障切換。統一的名字空間，統一的管理方式。彈性檔案系統無需擴容縮容，0-10pb完全按量。
高效能加速，在容器批量載入時實時讀取：檔案儲存基於分布式儲存架構，具備效能水平擴充套件能力。提供不同型別、不同規格儲存產品，充分滿足各類應用的吞吐、延遲、iops和小檔案等效能需求。檔案儲存支援us時延，數十gb吞吐，加速儲存訪問，提公升應用效能，在容器批量載入時實時讀取資料，支撐有狀態應用、ai資料智慧型應用。
企業級應用特性，pod儲存安全可靠：檔案儲存支援副本、糾刪碼技術，同時通過備份、快照提供完整的資料保護和恢復機制。支援傳輸、落盤加密，確保資料不會被任何人竊取和篡改。統一命名空間支援海量pod儲存隔離和統一管理。
持久化資料生命週期管理，優化成本：檔案儲存提供按量付費模式，您只需為正在使用的儲存空間付費，不需要提前配置儲存，並且不存在最低費用或設定費用。借助檔案儲存的共享能力可以節約大量的冗餘資料拷貝和同步費用。資料生命週期管理，支援冷熱分層，自動歸檔冷資料，降低成本90%。
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