解放HCI架構IT資源桎梏， WD推出開放式資料基礎架構

以傳統硬碟與固態硬碟等儲存裝置著稱的Western Digital（WD），於今年8月舉行的全球快閃記憶體高峰會期間，發表名為OpenFlex的架構，以及一系列產品。同時，他們也將提供可程式化的應用系統介面（API）與產品規格，建構完整的基礎，形成開放的軟體編製型基礎架構（Software Composable Infrastructure，SCI）。

而在這樣的環境之下，各家廠商可以提供解決方案，促使運算、儲存與網路等層面的資源，能夠各自獨立擴展使用規模，便於快速的調度指揮作業，讓整體IT資源的延展性、效率、靈活度、效能，提升到新的境界。

IT基礎架構早先的發展重點，是「以應用程式為中心（Application Centric）」，而如今則是趨向「以資料為中心（Data Centric）」，而相關技術的應用，近年來也陸續推出融合式（Converged）、超融合（Hyper-Converged），以及組合式（Composable），而WD在2018年的快閃記憶體高峰會期間發表的OpenFlex架構，則是一種基於軟體的組合式基礎架構（Software Composable Infrastructure），強調採用開放的標準、架構與產品，來因應超大規模的雲端資料中心環境建置需求。
為何要建構SCI？超融合基礎架構雖然實踐了軟體定義式的IT基礎架構，不過，若要提升系統規模時，卻必須以整個建構模塊為單位來橫向擴充，使得運算、儲存、網路等資源都要一起增加，然而，部分IT基礎架構的應用需求有限，導致這些部位的使用率過低，形成浪費。WD之所以提出SCI這樣的作法，就是希望提供一個新的軟體定義架構，又能兼具個別資源擴充的彈性與靈活度，根據他們的估算，因為SCI減少了資源利用率過低的狀況，總體持有成本將可降低40%，同時，初期投資的IT基礎架構成本，也能降低將近一半。

基本上，OpenFlex架構是基於NVMe Over Fabrics（NVMf或NVMeoF）的技術而成，能夠建立可獨立擴展規模的快閃儲存與硬碟儲存資源池，而這些儲存資源能透過常用的網路通訊協定，例如，乙太網路，與運算資源相互連接。

WD提出的SCI，也就是OpenFlex，主要是架構在NVMe-over-Fabric（NVMf或NVMef或NVMeoF）的網路互連技術之上，讓整個IT基礎架構的快閃儲存與硬碟儲存節點，能夠透過乙太網路、光纖通道網路等多種通用的通訊技術，與運算節點相互連接。
也因為採用NVMe-over-Fabric的關係，而能將應用程式與儲存資源之間的存取延遲，透過這種全面支援NVMe的連接架構，以及直連儲存資源的作法，降至最低，而且又能同時具備共享整體IT基礎架構資源的好處。

在此同時，儲存資源池可透過API（Kingfish）的幫忙，轉為軟體編製型基礎架構的形式呈現，使其能以更迅速、簡便的方法，在應用程式伺服器當中，進行相關的調度指揮工作。

OpenFlex架構成形的另一個技術關鍵是API，WD發展了Kingfish API，讓IT基礎架構能夠動態建立與執行資源管理。這套API是基於目前兩種開放的標準API而成──DMTF組織推動的Redfish API，以及SNIA協會發展的Swordfish API，分別提供伺服器管理與儲存Volume管理。

而在總體持有成本的計算上，根據WD的評估，相較於目前盛行的超融合基礎架構（HCI），改用OpenFlex架構，因為排除了低使用率的資源，而能減少40％的支出；若以IT基礎架構的初期投資來考量，採用OpenFlex架構的費用可節省將近50％。

由於OpenFlex架構的資源趨於分散，卻能提供直接連接的方式，促使應用程式的效能更容易預測，因為，伺服器受到鄰近資源存取需求較大工作負載影響的機會，也跟著降低了，而不會發生彼此爭先存取相同資源或資料路徑的狀況。

在OpenFlex架構的應用上，除了Kingfish這套API，WD本身也推出一系列新型態的網路儲存設備（Fabric Device），因應不同的效能等級與容量需求。

例如，針對效能密集型的快速資料應用系統，企業可採用3U尺寸的OpenFlex E3000系列機箱，當中最多可置入10臺OpenFlex F3000系列設備，而每臺F3000系列設備可提供61TB的快閃儲存空間。而對於容量密集型的大數據應用系統需求，企業可採用1U尺寸的OpenFlex D3000系列設備，每臺可提供168TB的硬碟儲存空間。

在硬體產品上，WD在OpenFlex架構當中，推出三種NVMe-over-Fabric設備（Fabric Device）。例如，左圖是1U尺寸的D3000系列，搭配的是傳統硬碟，整臺最大可提供168TB的儲存空間，並配備2個25GbE網路埠（SFP28接頭），適合需要大量儲存空間的應用；右圖是3U尺寸的E3000系列機箱，裡面最多可置放10臺F3000系列模組（支援熱插拔），而每臺F3000模組最多可提供61TB的NAND快閃儲存空間，配置2個50GbE網路埠（SFP28接頭），適合需要超快儲存效能的應用。

在2018年11月舉行的SC18大會，我們再次看到WD展出OpenFlex架構的設備，上面兩張圖是E3000系列機箱的正面和背面的模樣。
從正面來看，E3000系列機箱可容納10臺Fabric Device模組，也就是F3000系列，每臺F3000系列放置了固態硬碟，並且內建兩個50GbE的QSFP28埠。而在E3000系列機箱背面，也可以看到10組Fabric Device對應的雙QSFP28埠，以及4個風扇、1臺電源供應器（可再加裝1臺）、1個RJ45接頭的管理埠。

WD在SC18大會的展區，也透過電子看板介紹D3000系列和F3000系列的定位。值得注意的是，D3000裡面也裝載了多臺硬碟，在OpenFlex架構使用時，將會抽象化成一臺硬碟；同時，D3000支援疊瓦式磁記錄（SMR）類型的硬碟，像是WD自家的Ultrastar DC HC620，因為在OpenFlex架構下，SMR硬碟可透過抽象化的方式，讓任何應用程式在不需使用ZBC（Zone Block Command）指令語法的情況下，也能在SMR硬碟上，順利讀取與寫入資料。
而F3000本身也具有電力遺失保護的功能，搭配的SSD提供2種耐用性、共5種容量的選擇。

OpenFlex提供了一種新的分散式IT基礎架構，企業可在資料中心設置運算機箱、硬碟儲存機箱、快閃儲存機箱，分別提供運算資源與儲存資源──若需要較多硬碟儲存空間，可在機櫃當中搭配硬碟儲存機箱，相對地，若需要較多高速儲存空間，可在機櫃當中搭配快閃儲存機箱。

我們在2018年舉行的全球快閃記憶體高峰會現場，首度看到OpenFlex架構的實機展示，WD在展示區的機櫃當中，置入了裝滿F3000系列模組的E3000系列機箱、D3000系列，以及一臺運算機箱（加入OpenFlex生態系的廠商有HPE、Supermicro、曙光，但現場這臺運算機箱的風格似乎較接近HPE）。

這是OpenFlex的軟體管理功能示範，而WD在全球快閃記憶體高峰會的展區，使用的是全快閃儲存廠商Kaminario的軟體調度指揮平臺 Flex，IT人員可透過它來管理儲存資源，以及相容的OpenFlex架構。

產品資訊

WD OpenFlex系列
●原廠：WD(02)2717-4775
●建議售價：廠商未提供
●機型與機箱尺寸：E3000機箱搭配F3000系列為3U，D3000系列為1U
●網路通訊協定：乙太網路
●使用儲存媒體：F3000系列為NAND Flash，D3000系列為硬碟
●提供儲存空間：F3000系列為12.8 TB到61.4TB，D3000系列為168TB

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商】