在本文中，我們將與廣大讀者一起來仔細分析一下當前推動著軟件定義的存儲市場的力量都有哪些;軟件定義的存儲都有哪些不同的類型;以及每種不同類型的各自的優(yōu)缺點。
在當前的存儲領域，恐怕再沒有比“軟件定義的存儲”(SDS)這一概念術語更能引起更多的意見分歧了。鑒于關于軟件定義的存儲在業(yè)界尚未有一個被普 遍廣泛接受的定義，SDS都是存儲供應商們所特定的。存儲供應商們打造了SDS這一定義，以匹配他們的存儲產品。其結果是，每一家存儲供應商似乎都在提供 不同的SDS產品。
最接近的軟件定義的存儲市場已經對SDS形成了一種一致性的共識，即：其更多的是市場架構(marketecture)的概念，而非單純的架構。
軟件定義的存儲將數(shù)據(jù)存儲硬件從對其實施管理的軟件進行分離。存儲軟件本身是獨立于硬件的。通常，存儲控制面板是(但不總是)與數(shù)據(jù)面板分離的。
這種寬泛的定義推動了當前存儲的每一種變化。所以，這將需要由軟件定義的存儲市場的企業(yè)消費者們自己來確定哪些產品才是最適合他們的。
SDS發(fā)展趨勢背后的推動力
所有的存儲系統(tǒng)都一直是軟件定義的。所改變的僅僅只是：該軟件已成為便攜式。
存儲系統(tǒng)軟件歷來都被捆綁到其所管理的硬件上。當硬件的容量或性能超負荷時，就必須實施更換了，屆時企業(yè)組織客戶將需要與更換的硬件設備一起，再次購買軟件許可。
更糟糕的是，存儲系統(tǒng)架構創(chuàng)建了孤立的筒倉孤島。獨特的基礎設施使得包括從存儲配置、數(shù)據(jù)保護、災難恢復、技術更新、數(shù)據(jù)遷移、電力和冷卻在內的一 切變得越來越站不住腳。而再加上數(shù)據(jù)的快速增長的趨勢，以及對于存儲需求不斷增長的數(shù)據(jù)量的增長，現(xiàn)有的架構使得存儲系統(tǒng)的管理過于復雜、困難、成本造價 昂貴，且最終難以維護。
幾大技術因素也同時對推動軟件定義的存儲市場成為一個現(xiàn)象作出了其貢獻。首先，是x86計算架構性能不斷的提升所引發(fā)的直接的結果。x86性能的改進和針對特定存儲功能的內核的可用性，導致x86的架構標準化了存儲系統(tǒng)。
幫助推動SDS的另外一項技術因素是服務器、桌面臺式機、應用程序和網(wǎng)絡(SDN)對于x86虛擬化的普遍接受。其已幫助IT調節(jié)適應受理來自其所駐留的硬件中的數(shù)據(jù)圖像的分離。
云技術的普及對于推動軟件定義的存儲市場也發(fā)揮著重要的影響。根據(jù)行業(yè)標準和商品化的硬件，云數(shù)據(jù)中心需要一種新的、低成本的存儲架構。
推動SDS的其他技術因素包括：服務器端閃存技術、以及允許內存和服務器存儲與其他物理服務器主機實現(xiàn)透明的共享的軟件。
所有的這些技術因素改變了服務器和存儲硬件之間區(qū)別，同時加速了存儲軟件的可移植性和靈活性，以及最后但卻不是不重要的：也從根本上降低了存儲成本。
不同SDS類別各自的利弊分析
鑒于當前業(yè)界對于軟件定義的存儲尚未形成一個普遍公認的標準化定義，使得各種各樣的相關技術已經在軟件定義存儲市場興起了。在我們看來，當前市場上的SDS大致可分為如下四類：
· 基于Hypervisor的SDS
· 超融合基礎設施(HCI)SDS
· 存儲虛擬化SDS
· 橫向擴展(Scale-out)的對象或文件S DS
在這些類別的產品中，即存在著顯著的差異，也有同樣有著顯著的相似性。并且有幾款產品可能適合于多種分類類別;而有些產品則可能是其所屬分類類別的唯一產品，如PernixData或Saratoga Speed。
由于SDS把重點集中在了靈活性、簡單性、可擴展的性能和總擁有成本(TCO)方面，我們將用這些標準來評價每種SDS方法各自不同的優(yōu)缺點。
基于Hypervisor的SDS
VMware公司通過其VMware vSphere Virtual SAN企業(yè)存儲解決方案產品發(fā)明了這一類的SDS產品。這是這款特定產品的唯一分類類別。虛擬SAN被架構設計成為vSphere的一部分，作為 vSphere的一項功能運行，并能夠與所有的vSphere虛擬機和虛擬桌面臺式機兼容。虛擬SAN運行在ESXi層，這意味著其不是一款虛擬存儲設 備，并不需要一臺虛擬機來執(zhí)行。
基于Hypervisor的SDS的優(yōu)點：
靈活性。虛擬SAN可以與硬盤驅動器(HDD)和固態(tài)硬盤(SSD)包括基于DIMM的閃存驅動器、PCIe、SAS、SATA甚至NVMe兼容工作。VMware的虛擬SAN以混合模式支持HDD和SSD;或全閃存模式 的所有SSD固態(tài)硬盤。
可擴展性和性能。虛擬SAN具有高度可擴展性，同時提供很高的性能水平。其通過vSphere集群進行擴展，每個cluster服務器集群可以支持 高達64組vSphere主機。每臺vSphere主機支持大約140 TB的原始存儲容量，每個cluster服務器集群具備8 PB的原始存儲容量。在性能方面，每臺虛擬SAN主機可提供高達90,000 IOPS，每個集群可以產生超過500萬的IOPS。
簡單性。虛擬SAN是簡單的。因為其本身天然地集成整合成為了VMware堆棧的一部分。對于vSphere管理員而言，這種感覺就像所有其他的功 能一樣，非常直觀。在每臺虛擬機的基礎上，虛擬SAN自動存儲任務，如配置、快照/數(shù)據(jù)保護、高可用性、彈力集群、災難恢復和業(yè)務連續(xù)性。即使將數(shù)據(jù)遷移 到一臺虛擬SAN也可以相對簡單地通過vSphere Storage VMotion來完成。
總擁有成本(TCO)。較之傳統(tǒng)的存儲架構，其TCO應該要少。
在一款存儲系統(tǒng)中，較之在一臺服務器的相同的存儲驅動器，成本節(jié)省主要來自存儲驅動器(HDD和SSD)的價格差異。在存儲系統(tǒng)中，這類驅動器的價 格通常要貴出三倍。虛擬SAN的其它一些成本優(yōu)勢來自于可預見的按比例支付、統(tǒng)一存儲管理、統(tǒng)一數(shù)據(jù)保護、災難恢復和業(yè)務連續(xù)性;以及整合的存儲網(wǎng)絡。
基于Hypervisor的SDS的缺點：
靈活性的問題。虛擬SAN是一個閉環(huán)的SDS，其只能與VMware vSphere 5.5或更高版本兼容。較早的ESXi的部署、其他的hypervisors虛擬機管理程序、或物理機都與虛擬SAN不兼容。其不能被不是vSphere 群集的一部分的虛擬或物理機使用。其有一個自己動手(DIY)的虛擬SAN元素。例如，在廉價的商品化的硬件上運行將受限于VMware的硬件兼容性列表 (HCL)。如果硬件不在該列表中，其是不支持的。
可擴展性和性能問題。虛擬SAN群集不能超過8.8 PB。如果需要更大的容量，其不是一個很好的選擇。如果一臺VM需要的IOPS比在其的vSphere主機上可用的90,000的IOPS更多，其可以從 集群中的其他節(jié)點獲得，但在延遲性方面或將受到相當大的影響?？缂捍鎯Φ男阅苁橇硪粋€問題。大多數(shù)虛擬SAN群集使用10 Gbps至40 Gbps的以太網(wǎng)和TCP/IP與主機互連。這個架構基本上以一個確定性系統(tǒng)總線取代了一個非確定性的TCP / IP網(wǎng)絡，所以在主機之間的網(wǎng)絡延遲變得高度可變。除非該集群采用更先進的和更快的互連，否則從一個集群主機到另一個的存儲性能將是高度可變的，不一致 的。
有些事情并非如此簡單。從孤立的存儲環(huán)境轉變?yōu)橐粋€純粹的虛擬SAN，首先需要將非VM映像到虛擬機。對于非vSphere環(huán)境這將是一個相當耗時的過程。
TCO的問題。直到最近發(fā)布的6.2版本之前，虛擬SAN一直缺乏重復數(shù)據(jù)刪除和壓縮功能。而這較之那些具備數(shù)據(jù)縮減功能的SDS產品而言，就提高 了每個可用的TB的成本。此外，在一個特定的群集的vSphere主機確保數(shù)據(jù)和VMDK對于其他集群保持可用，以防主機未能滿足當前的多拷貝鏡像的需 要。最佳實踐方案要求至少兩份原始數(shù)據(jù)的拷貝，而許多管理員選擇三份拷貝。這種做法消除了驅動器的價格優(yōu)勢。而因為虛擬SAN是vSphere的獨特的功 能選項，其許可證費用會大幅上漲。
超融合基礎設施(HCI)SDS
HCI結合了服務器、存儲、網(wǎng)絡和虛擬機管理程序，并把它們打包到群集節(jié)點。 HCI的設計目的是為了消除自己動手進行整合的麻煩、昂貴的服務器硬件、對于存儲過度配置的需要、高可用性的問題、復雜的存儲管理和硬件兼容性問題。有許 多來自服務器和其他供應商的HCI選項，包括：Atlantis、思科、戴爾、EMC、富士通、Gridstore、日立、HPE、IBM、聯(lián)想、 Maxta、NEC、Newisys、Nutanix、廣達、Saratoga Speed、Scale Computing、SimpliVity、StarWind、StorMagic和SuperMicro。
超融合基礎設施(HCI)SDS的優(yōu)點：
靈活性。借助VMware的虛擬SAN，一名虛擬機管理員可以控制存儲。事實上，一些HCI部署是基于VMware的vSphere和虛擬SAN， 包括VMware的EVO：RAIL參考設計。有幾家HCI供應商提供了虛擬機管理程序hypervisors的選擇，包括了從vSphere、 Hyper-V、KVM或XenServer到可用于Linux使用Docker容器或應用程序虛擬化(Saratoga Speed)的一些“裸機”的產品，而無需管理程序。許多HCI的部署允許在集群內實現(xiàn)不同容量大小的節(jié)點。有幾款是純軟件產品，如Maxta、 StarWind和StorMagic。Maxta與包括戴爾、Quanta和SuperMicro在內的大多數(shù)主要的服務器供應商達成了合作伙伴關系。
可擴展性和性能。HCI的擴展縮放是與添加節(jié)點到群集同樣簡單。縮放存儲容量只需要添加驅動器(HDD或SSD)到一個節(jié)點的最大值或添加額外的節(jié) 點。每一款HCI產品都有其自己的可擴展性和性能的局限性;然而，大多數(shù)產品都能夠很好的擴展到PB級，并隨著每臺服務器節(jié)點線性添加性能到群集。
簡單性。插入、打開、配置、然后就大功告成了。很少有系統(tǒng)是如此簡單，無需DIY。
總擁有成本(TCO)。類似于VMware的虛擬SAN。許多HCI廠商包括了內聯(lián)的重復數(shù)據(jù)刪除和壓縮功能，取決于數(shù)據(jù)，可以減少總容量需求高達83%到90%，從而大大降低了TCO。
超融合基礎設施(HCI)SDS的弊端：
靈活性的問題。HCI是閉環(huán)SDS系統(tǒng)，所以它們的存儲只能與集群中的服務器節(jié)點兼容。任何不屬于HCI集群的物理或虛擬主機都將無法訪問HCI存 儲。(當然也有例外：Saratoga Speed提供了他們所謂的全閃存的超融合基礎設施(UCI)，其可以作為在UCI集群外的物理或虛擬主機的目標。)
群集硬件僅限于HCI供應商所提供的，或只有HCI軟件認證的硬件。與VMware虛擬SAN一樣，會存在供應商鎖定的問題，而更換供應商需要將一切從舊的HCl遷移到新的，這無疑將是一個相當費時且繁瑣的過程。
可擴展性和性能問題。 HCI容量受到集群中所支持的節(jié)點的數(shù)目和每個節(jié)點所支持的容量的量的限制。如果一臺VM在其vSphere主機所需要的IOPS超出了其可用的 90,000的IOPS，可以從其它節(jié)點獲得IOPS，但在延遲性方面或將受到相當大的影響。跨集群存儲的性能是另一個問題。大多數(shù)虛擬SAN群集使用 10 Gbps至40 Gbps的以太網(wǎng)和TCP/IP與主機互連，所以在主機之間的網(wǎng)絡延遲變得高度可變。
有些事情并非如此簡單。從一個孤立的存儲環(huán)境轉變?yōu)橐粋€HCI集群，首先需要將非VM圖像和虛擬機轉化為HCI VM，或Docker container容器。這將是一個相當耗時的過程。
TCO的問題。與虛擬SAN一樣，HCI在確保數(shù)據(jù)、虛擬機映像、VD圖像和Docker container容器集裝箱圖像在一個特定的HCI節(jié)點上，仍然為集群的其余部分可用方面存在問題?，F(xiàn)如今，這需要多拷貝鏡像。最佳實踐方案至少需要原 始數(shù)據(jù)的兩個副本，而更常見的則是三個副本，從而增加了總容量的要求和相關的成本。
存儲虛擬化SDS
在軟件定義的存儲市場上，存儲虛擬化SDS可以說是最成熟的SDS。其自2000年代初期就已經出現(xiàn)，當時就叫存儲虛擬化。存儲虛擬化SDS主要是 整個存儲軟件棧，包括所有的存儲服 務、優(yōu)化在x86架構上的運行，并將主機轉換成強大的全功能的存儲控制器。其虛擬化服務器存儲和外部存儲系統(tǒng)，以創(chuàng)建具有不同的容量，數(shù)據(jù)保護策略和性能 特征的一個或多個虛擬存儲池。存儲虛擬化SDS的本質是將x86服務器轉換成存儲系統(tǒng);某些產品還可以作為虛擬機的虛擬存儲設備(VSA)運行。存儲虛擬 化SDS主要是Scale-up(縱向擴展)的架構，但有些產品的Scale-out(橫向擴展)也很好。他們的架構用于消除專用硬件昂貴的成本，充分利 用服務器驅動器的較低的成本，重新利用舊的存儲系統(tǒng)，并簡化數(shù)據(jù)遷移。 一些較知名的供應商/產品包括：DataCore Software SANSymphony、EMC VIPR、IBM SVC、微軟Windows 2012 R2 (及更高版本)、NetApp Ontap Cloud、Nexenta Systems NexentaStor、QuantaStor和Starwind Software。
存儲虛擬化SDS的優(yōu)點：
靈活性。其適用于大多數(shù)的x86物理主機或虛擬機，只要硬件或虛擬機管理程序已獲得認證，由供應商支持。其轉換位于其后面的所有的存儲到虛擬存儲 池，使舊的存儲實現(xiàn)再利用。橫向擴展的版本允許物理或虛擬機訪問任何節(jié)點。多拷貝鏡像是沒有必要的，以防止一個單個控制器故障，雖然其是可用的。與HCl 類似，存儲虛擬化SDS可以被作為軟件或與服務器硬件捆綁。
可擴展性和性能。縮放是多維的，集群中的每個節(jié)點都可以放大，而且更多的節(jié)點可以被添加到擴展縮放。一般情況下，存儲虛擬化SDS相當于最活躍的筒倉存儲系統(tǒng)。
簡單性。當與硬件捆綁在一起時，存儲虛擬化SDS是一款非常簡單的存儲系統(tǒng)。其利用商品化的現(xiàn)成硬件，具有更好的可擴展性，并在某些情況下，同時提供塊(SAN)和文件(NAS)。但最終，它仍然是在一個廉價的container容器中的孤立的存儲系統(tǒng)。
總擁有成本(TCO)。在存儲虛擬化SDS中，最大的成本節(jié)約來自于商品化硬件和基于服務器的驅動器。另一個節(jié)約成本來自內聯(lián)數(shù)據(jù)縮減技術。相比于對等的存儲系統(tǒng)，大多數(shù)存儲虛擬化SDS將產生一個更有利的TCO。
存儲虛擬化SDS缺點：
靈活性的問題。大多數(shù)存儲虛擬化SDS只能在由供應商認證的和支持的特定的商品化的硬件上運行?？勺鳛閂SA運行的產品需要hypervisors認證，并且需要供應商的支持。
可擴展性和性能問題。在紙面上，這些系統(tǒng)支持巨大的容量的可擴展性，但 務實的做法則有點不同。存儲虛擬化SDS容量受到X86服務器限制的約束。在性能下降到可接受的水平以下之前，每臺服務器只能夠處理很低的容量能力。存儲 虛擬化SDS的橫向擴展也被集群限制，因為所支持的存儲控制器節(jié)點的數(shù)目是有限的。性能也可能受到同樣的限制的約束。
有些事情并非如此簡單。存儲虛擬化SDS主要是DIY系統(tǒng)集成整合需要測試，需要質量保證以確保軟件正常與硬件兼容工作。部署實施可能需要專業(yè)服務或系統(tǒng)集成商。
TCO的問題。取決于供應商的不同，其許可授權可能有點貴。并不是所有的存儲虛擬化SDS產品都提供內聯(lián)的重復數(shù)據(jù)刪除和壓縮功能。這些問題無疑會對TCO帶來有害影響。
橫向擴展(Scale-out)的對象或文件S DS
最近，我們已經看到了橫向擴展對象S DS的引進。對象存儲將數(shù)據(jù)作為對象管理，包含數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)和唯一的標識符。市場上有相當多的對象存儲供應商，以及OpenStack Swift和Ceph兩款開源的產品。
橫向擴展文件SDS是一款高度可擴展的NAS，往往具備諸如對象存儲的彈性或獨特的元數(shù)據(jù) (Qumulo)等特殊功能特點。某些橫向擴展文件SDS產品實際上是在對象存儲(Exablox)之上，其他在本質上則是IBM的通用并行文件系統(tǒng) (Spectrum Storage)的集群擴展部署。
橫向擴展(Scale-out)的對象或文件S DS的優(yōu)點：
靈活性。所有的橫向擴展SDS架構是基于x86服務器而設計的。某些產品可以在由供應廠商認證的硬件上被作為軟件部署，而其他某些產品則能夠與服務器硬件捆綁。它們不是設計成VSA的，并且通常旨在用于輔助性或非關鍵性的任務應用。
許多橫向擴展對象或文件SDS產品可以為Hadoop的部署作為HDFS存儲。可通過減少所需的鏡像副本的數(shù)量，并允許重新利用NFS或SMB數(shù)據(jù)，以顯著降低HDFS存儲的成本。
可擴展性和性能?？s放是多維的：每個節(jié)點都可以單獨進行縮放，一般集群本身可以為容量或性能添加節(jié)點。性能將永遠不會接近高性能塊存儲。
簡單性。當與硬件捆綁在一起時，橫向擴展的對象或文件存儲的設置、配置和管理非常簡單。其作為軟件的部署實現(xiàn)需要DIY手動進行系統(tǒng)集成。這兩種類型的商品化硬件，有著特殊的可擴展性——在橫向擴展的對象存儲的情況下，通過擦除編碼具備無與倫比的數(shù)據(jù)恢復能力和長久性。
總擁有成本(TCO)。這兩種類型的設計都是低成本的，并提供非常少的附加功能，通常的授權許可是基于年度購買的。橫向擴展的對象存儲通過擦除代碼可以降低每GB的整體成本，因為其較之傳統(tǒng)的RAID和復制數(shù)據(jù)保護需要較少的開銷。
橫向擴展的對象或文件S DS的缺點：
靈活性問題。無論是作為軟件交付或與硬件捆綁，硬件必須認證和獲得供應商的支持。
可擴展性和性能問題。橫向擴展文件SDS一般不具備橫向擴展對象存儲一樣高規(guī)模的擴展，但對象將有略高的延遲。對象存儲已經從元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)彈性功能具備了明顯額外的延遲。這兩種類型是最適合用于不要求高性能的輔助應用程序。
有些事情并非如此簡單。當橫向擴展文件或對象存儲SDS被作為軟件購買時，其是一個DIY項目，所以可能需要特別的技術，專業(yè)的服務或者系統(tǒng)集成商。
此外，當這些類型的SDS被用于扶助應用程序，如存檔時，數(shù)據(jù)必須從其當前的位置遷移;一些供應商有產品可以做到這一點，但大多數(shù)產品需要依靠第三方軟件。
TCO的問題。數(shù)據(jù)縮減——重復數(shù)據(jù)刪除或壓縮的功能目前在橫向擴展的對象SDS產品中不具備，很少的橫向擴展文件SDS具備該功能。這增加了總體擁有成本。
軟件定義的存儲市場總結
SDS是一個廣泛的營銷術語，當前具有多種軟件定義的存儲市場，每一種都各自有其自身的優(yōu)缺點。
企業(yè)組織想要選擇合適的SDS以滿足其工作需要，必須對應用程序、存儲容量和性能的要求、技能需求、以及怎樣的軟件定義存儲市場能夠處理哪些具體問題有準確的理解。
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轉型的最終目的 -提質降本增效
