【行业动态】为什么需要软件定义存储?

      背景


      软件是用户与硬件之间的接口界面。用户主要是通过软件与硬件进行交流。早期,为了大规模生产,降低制造的复杂度和成本。许多功能都固化在硬件里,我们可以称之为硬件定义。随着人民日益增长的多样化、个性化定制的需求,以及云计算所要求的更加智能、更加灵活的自动化的需求,由软件定义来操控硬件资源的需求将越来越多、越来越广。最早的空调里面也有软件,但相对固化,不提供或者提供非常少的接口,缺乏灵活性。那时,我们只能选择温度,或者开关;后来出现了更多的选择,如风速、风向等的设定。到了智能家居的时代,通过向应用软件开放空调的编程接口,使得我们能在回家之前,就借助手机或者平板,开启并设置空调了。


      软件定义,究其本质,就是将原来高度耦合的一体化硬件,通过标准化、抽象化(虚拟化),解耦成不同的部件。围绕这些部件,建立起软件层,以API(应用编程接口)的方式,实现原来硬件才提供的功能。再由管理控制软件,自动地进行硬件资源的部署、优化和管理,提供高度的灵活性,为应用提供服务。


      概述


      软件定义存储(Software Defined Storage,简称SDS)是一种数据存储方式,所有存储相关的控制工作都仅存在相对于物理存储硬件的外部软件中,这个软件不是作为存储设备中的固件,而是在一个硬件设备上或者作为操作系统(OS)或hypervisor(存储管理程序)的一部分。具体说来就是将存储硬件中的典型的存储控制器功能抽出来都放到软件上,用软件来实现,这些功能包括卷管理、RAID、快照,复制或者不同厂商提供的其他功能等。


      软件定义存储允许用户不必从特定厂商采购存储控制器硬件,对于用户来说,具体的交付方式是软硬一体机或纯软件的方式并不重要,关键是SDS能否运行在通用的硬件平台之上,解决用户的实际问题,这也意味着它可以变成一个不受物理系统限制的逻辑共享池,以便于最有效地利用资源,它还可以通过基于策略的自动化管理来进一步简化操作。软件定义存储是一个很大的行业发展趋势,这个行业还包括软件定义网络(SDN)和软件定义数据中心(SDDC),甚至未来软件可以定义一切IT资源。


      应用模式


      分离模式:计算资源和存储资源分开,存储服务器不运行应用程序;


      融合模式:计算资源和存储资源在一起,存储服务器同时运行应用程序。


      云架构下的存储挑战


      当今很多企事业单位的数据中心都正在经历从传统架构向云架构的转型。在转型过程中,存储往往是最重要、又是最艰难的一环。用户需要利用软件定义,来解除供应商锁定,降低日益增长的复杂性,从而将物理的存储设备转化为服务云计算的共享统一存储资源池。同时,如何在企业自建的数据中心,外包数据中心和不同的云服务商之间,实现存储的统一管理和数据的自由流动,也是云计算落地过程中的重大挑战。


      优势特点


      将软件从原有的存储控制器中抽离出来,使得它们的功能得以进一步的发挥而不仅仅局限在单一的设备中,这样它可以用于统一管理数据中心中的所有存储节点,这将实现存储资源的“灵活”分配;


      通过使用SDS,对于物理资源而言,呈现给一个虚拟化的工作负载或者一台客户机的存储卷本身就是一个抽象层,而非一个物理连接,这个SDS卷可以与工作负载一起在主机之间移动,不必复制每台可能的主机数据;


      SDS除了基本的卷管理等功能之外,还集成了更加可靠和高效的数据保护机制,比如数据副本、纠删码,网络Raid等,可轻松实现设备级数据冗余。还支持性能和容量动态扩容和数据负载自动在存储服务器间均衡移动。一个软件定义存储的解决方案使您可以在不增加任何工作量的情况下进行系统的横向扩展(Scale-Out)和升级;


      低成本投入,按需支配,它将传统存储的专用硬件,转变成通用X86硬件。由于减少了之前传统的外置磁盘阵列、存储光纤交换机,服务器HBA光纤卡等等的硬件投入,通过融合计算,达到降低成本的目的,硬件的投入即可降低到普通机架式服务器硬盘的价位。


      实现方式


      与Hypervisor集成或作为其堆栈的一部分存在;


      完全独立的第三方专用软件,即与存储硬件和Hypervisor都无关,这类有一些软件产品功能完备,甚至在某些方面超越领先厂商;


      存储虚拟化,它们将虚拟所有的硬件资源,将其抽象为软件层以更高效的分配资源,但需要专门的硬件设备来实现,而非通用设备,价格高。


      发展趋势


      在云计算、大数据的驱动下,数据量在快速增加,这也使得不同行业客户的存储需求十分旺盛,存储整体市场的规模仍在扩大。但传统专用控制器架构的存储产品市场在萎缩,产品的单价逐渐在走低,而随云计算兴起而导入的SDS如今已成为市场主流。传统存储单纯拼价格、拼性能已不流行,而像SDS这样可以一揽子解决用户存储和应用问题的方案型产品越来越受青睐。更具体地说,传统存储通常只是解决了一个的问题,而现在用户更关心存储能否解决其应用的问题。以前用户习惯先采购最先进的产品,再考虑解决什么样的问题和产品适用的场景。但是现在则相反,用户要根据具体的应用需求,倒推需要什么样的存储产品。


      SDS可以更好地感知数据的特性,以及数据来自哪里,将应用在何处等。另外,软件的开发效率更高,可以快速升级,而且具有非常好的弹性,可以更好地满足突发业务的需求,同时也为后期的数据分析和挖掘奠定了基础。


      来源:存储灾备,作者毕磊