随着企业推进数字化转型和智能运营，他们面临传统文件系统的局限性挑战。来自互联系统和自动化的机器生成数据，推动了遗留存储解决方案的极限。在制造业、医疗、物流、金融服务及其他行业，组织需要在全球分布地点之间可靠地访问数据。这些组织面临不断上涨的存储成本、数据和使用情况的可视性差以及文件访问延迟。如果没有现代化、可扩展的存储解决方案，提供数据生命周期管理策略，组织将难以实现其智能运营目标。
Amazon FSx for NetApp ONTAP 结合 Komprise 提供了成本优化的混合云企业文件存储解决方案。它为组织提供高性能的边缘和云托管的活跃数据访问，同时在其生命周期内自动将非活跃数据迁移到更具成本效益的存储层级。组织可以利用AWS的全球基础设施、NetApp ONTAP的高性能混合云文件系统以及Komprise的数据移动专长，将存储成本降低超过50%，消除手动数据管理任务，防止因文件访问缓慢而导致的生产延误，并通过与分析和人工智能系统集成，从数据中获得洞察。
本文将探讨一家全球制造企业如何通过用 FSx 替换其 ONTAP 和 Komprise 的遗留文件系统，实现文件存储基础设施的现代化。他们迁移了近3PB的存储，没有停机，存储成本降低了50%以上，整合了超过2PB之前未管理的车间数据，并将文件数据与企业数据库集成。以他们的实现为范例，我们演示如何实现高性能混合托管云原生文件存储解决方案，支持智能运营并通过智能数据生命周期管理优化成本。无论是管理运营数据、企业文件共享，还是两者兼有，您的组织都可以应用该解决方案实现类似的效果。
文件存储对智能制造的挑战
一家拥有全球100多个工厂的制造公司正在开始工业4.0转型，通过连接生产系统、自动化运营并实施实时决策数据分析，打造智能工厂。由于遗留的存储基础设施，他们面临高昂的运营成本和较低的产能。尽管该文件存储系统采用云托管存储，但缺乏现代文件系统的设计和功能，难以充分利用云计算的优势。存储费用已变得难以维持，其遗留文件系统存储和访问成本每年达到每 GB 1 美元。
企业文件数据占用率每年增长超过10%，制造基地工业4.0转型带来的新数据流每年将超过1PB的新生产产件写入文件存储。如果没有数据生命周期管理，所有数据，无论是每日访问还是每年访问，都会消耗昂贵的主存储空间。性能和可见性问题也对他们的运营产生了负面影响。在繁忙的制造现场，工程师频繁遇到访问文件的延迟。由于没有文件细节和元数据进行高级查询，质量团队调查生产问题时花费数天时间筛选历史数据。为了避免数据存储成本高昂（5年内可能翻倍甚至三倍）以及性能问题，企业制造基地在企业数据生态系统之外部署了本地NAS设备和存储阵列。这些“影子IT”存储阵列无法保证必要的性能或可靠性，也无法为智能工厂运营提供数据。本地存储解决方案的使用使问题更加复杂。企业无法追踪这些未受监控和管理的解决方案的总存储成本，了解数据使用模式，也无法执行全企业范围的数据保留和保护政策。制造团队希望使用企业级的数据分析和机器学习，但其分散的存储基础设施使得这变得不可能。各站点必须手动共享数据以进行跨设施分析，生产洞察被困在本地存储筒仓中。由于缺乏统一且高性能的存储解决方案，企业的智能工厂计划陷入停滞，竞争对手则实施了数据驱动的优化。
这些挑战表明，成功的工业4.0转型不仅仅需要将存储迁移到云端。它需要一个现代化的数据管理架构，在全球制造运营中平衡性能、成本和可访问性。
一种新的“云原生”存储方法
为应对这些挑战，我们设计了一套多层次、云端和混合部署的文件存储解决方案，采用 FSx，用于 ONTAP、Komprise 和 Amazon S3。该解决方案提供了一个具备智能数据生命周期管理能力的全球可扩展高性能文件系统。它实现智能运营，能够可视化数据和使用模式，并具备与其他系统集成的能力。
架构考虑
在设计解决方案时，我们关注以下关键业务需求：
- 全球100+个地点的用户可访问性
- 用于用于活动数据的高性能存储，尤其是大型文件如生产线图像
- 自动化分层将冷数据迁移到具成本效益的存储
- 识别和归档不常访问的数据
- 数据使用模式和存储消耗的洞察
- 与现有系统及未来智能工厂项目的整合
解决方案架构
主要功能和组成部分如图1所示：
图1：使用FSx进行ONTAP和Komprise文件存储的解决方案架构
该解包括以下组成部分：
- 云托管托管文件系统： FSx for ONTAP 是一个可扩展、高性能、由 AWS 托管的文件系统。它提供自动存储分层、多协议（NFS、SMB）文件访问、数据去重、压缩和压缩，以及通过快照和复制进行的数据保护
- 边缘缓存卷： FSx for ONTAP FlexCache 缓存卷可选择性部署在需要低延迟访问其常用文件的地点。它们提供主文件系统请求数据的可写、持久副本
- 数据生命周期： Komprise 智能数据管理作为第三方数据解决方案，负责管理文件生命周期，并提供数据及其使用情况的可视化。利用元数据、访问模式和配置的阈值，它将数据归档到具有成本效益的亚马逊S3存储中。归档文件可通过 FSx for ONTAP 或 Amazon S3 文件系统访问，并通过自助服务或进程驱动数据检索恢复
- 档案存储：归档数据存储在经济实惠的S3 Glacier对象存储中，其元数据由Komprise保存。S3冰川有不同的等级，以实现最佳存储成本和取回体验。S3智能分层可选用于自动归档分层，随着数据老化，更深层、更具成本效益的存储
- 专用连接： AWS Direct Connect 提供从用户位置到 AWS 的专用网络连接，提供对 FSx for ONTAP 文件系统的稳定、低延迟访问。这对于FlexCache的性能是必要的，并提升了文件活动在云托管文件系统中的性能
解决方案实现
业务面临的问题非常直接，但由于预付费许可的持续存在、迁移复杂性和业务连续性要求，这些问题必须谨慎解决。我们采用分阶段推广策略，优先针对受影响最严重的地点。
我们为 ONTAP 文件系统配置了 FSx，并在业务中心区域配置了 Amazon EC2 实例托管 Komprise。虽然可以跨区部署，但这里允许单一区域部署。
该解决方案要求从用户枢纽提供可靠且专用的连接，连接AWS是必要的。该业务已经具备必要的直连，规模也足够。如果没有，我们的第一步之一就是开始实施这些措施，以避免提前交付时间成为阻碍。FlexCache缓存卷部署到区域枢纽和主要站点，用户需要低延迟的文件访问。一些地点已经有NetApp存储阵列，使部署过程更为简化，但大多数地点将缓存托管在运行于KVM虚拟机上。当数据从FlexCaches请求时，会从文件系统复制。用户请求时，可以部署更多FlexCache。
数据迁移是我们最大的难关。移动3PB的文件数据对AWS云来说不是挑战，但用户带宽和成本是考虑因素。AWS Snowball可以将大量数据从用户网络传输到AWS。AWS DataSync 还提供无需管理硬件的在线文件传输。不过，大部分数据已经由云服务提供商托管，因此我们使用 Komprise Elastic Data Migration 进行迁移和变更复制。Komprise为企业受监管业务板块提供了内置的弹性、优化的迁移速度（最高可达25倍）以及受监管业务板块的托管链报告。迁移过程中，Komprise的透明移动技术允许用户在原始位置或AWS云端找到数据。
当 Komprise 将数据带着元数据完整迁移到 FSx for ONTAP 时，我们基于最后访问日期进行了首次归档作，结果近 70% 的旧数据被转移到了 S3 Glacier 存储。剩余30%的数据留在FSx中用于ONTAP，其中60%在30天内转移到容量池层，导致超过90%的初始数据得到了优化。在初步部署显示其性能、稳定性和成本效益后，企业制造基地同意迁移剩余的2PB车间数据。用户可以使用NFS和SMB选项连接数据，从而将应用程序重定向到新文件存储的DNS记录，并停用旧存储。
存储转型的业务影响
采用FSx为ONTAP和Komprise实施的现代文件系统，彻底改变了企业的文件存储基础设施，并突破了工业4.0的进程。它实现了超过50%的存储成本降低，整合了2PB的车间数据，并将生产问题的文件检索时间从数天缩短到几分钟。它还增加了生产数据洞察，以增强异常检测、历史趋势分析和质量控制。该业务利用Komprise和FSx为ONTAP提供的数据和使用可视化，跟踪公司范围内的数据增长，进行主动容量规划。
随着站点不断转型为智能工厂，新的车间工作负载文件被存储在FSx中用于ONTAP，无需其他配置即可获得同样的效率。制造现场部署NAS和存储阵列的做法已停止，取而代之的是新的现代化、可扩展的文件系统。新的存储基础设施是该组织工业4.0战略中针对智能工厂和办公楼的基础能力。团队现在可以将IT和运营技术数据整合到一个文件存储中，并洞察内容，从而将生产线数据与企业知识整合，用于分析和AI驱动工作负载。这一能力是他们之前的存储解决方案无法实现的，通过主动识别问题，防止了生产停机，通过提供故障排除指导将产品缺陷解决时间从数小时缩短到几分钟，并为业务节省了数百小时的零散存储活动。
结论
在这篇文章中，我们探讨了一家全球制造企业如何通过用 FSx 替换其遗留文件系统，实现 ONTAP 和 Komprise 的现代化文件存储基础设施。他们迁移了近3PB的存储，没有停机，存储成本降低了50%以上，整合了超过2PB之前未管理的车间数据，并将文件数据统一到企业数据仓库中。该企业采用了现代混合云存储架构，利用Amazon FSx为NetApp、ONTAP和Komprise，将其全球文件存储基础设施从运营负担转变为精益制造资产。该解决方案通过提升数据可访问性和管理能力，以优化的价格和更优性能和可扩展性，支持了他们的智能工厂项目。