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儲存資源的運用,在當前的資料中心環境當中,受到極大重視,因為不論是為了開拓創新的業務型態所引發的新型系統建置需求,或導入發展已久、已經很成熟的各式IT應用,都需要儲存空間來保管資料或作為分析之用,而且所需配置的容量越來越大;再加上,許多儲存設備受限於所使用的技術,往往只能一臺臺去建置,長期下來,許多公司會面臨儲存資源無法整合的窘境──明明每一臺儲存設備的性能和容量都還有很大的可用空間,卻如同一座座孤島般,只能各自為政。

而且,為了確保系統的服務品質,很可能每一臺儲存設備只能讓特定應用程式來存取,此外,若企業環境當中,建置了不同品牌的儲存設備,它們之間也不一定能整合,想要做到儲存資源集中管控,困難度很高。

突破傳統儲存架構困境,軟體定義式儲存趁勢崛起

在這樣限制重重的情況下,有些廠商提出了一些方法來解決。例如可以使用單臺具有高容量、高性能或者更大建置規模(例如叢集)的儲存系統,來滿足需求,然而,這麼一來,初期採購與建置成本很昂貴,而且使用規模仍然是固定的,若評估不夠精準,因此有可能會出現兩種極端狀況:實際使用量不足,而導致系統閒置、浪費,或是面臨應用系統需求量仍然高於儲存系統的負荷,繼續出現資源不夠用的狀況。

既然上述這種垂直擴充(Scale up)不能完全行得通,於是有人提出用橫向擴充(Scale out)的方式因應,這其實已經比上述作法來得有彈性,想多用一點儲存資源時,底層儲存裝置就能擴充多一點,所需的各式儲存應用功能也可由整個儲存系統來提供,做到共享的效果,然而這還是無法滿足儲存上的各種需求,例如對於那些使用率過低的儲存系統,企業仍然拿它們沒輒,想要更有效地管制儲存系統的服務品質和資源的使用政策,技術上會遭遇到瓶頸。

基於這種種理由,有很多企業、大型資料中心業者都在苦思,想更妥善地運用儲存資源,因為,若不設法做到,相關的投資會越來越難獲得效益。類似的問題,也曾經在伺服器、網路資源的維運管理上發生,它們後來透過虛擬化、軟體定義的方式來克服,相對地,在儲存領域也不例外,於是,幾年前開始有廠商推出了儲存虛擬化(Storage Virtualization)軟體,去年起,也有廠商提出軟體定義式儲存(Software Defined Storage,SDS)的口號,除了原本的儲存虛擬化產品,也有新推出的相關產品出爐,陸續搭上這一波風潮。

事實上,SDS之所以受到矚目,跟SDDC概念的發展也有很大的關係,因為在那樣的IT基礎架構下,對於成本最佳化、使用彈性與IT資源的協作調度,都有很高的需求,而透過導入與實現SDS的概念,企業可以從任何標準的通用伺服器或儲存設備上,不論是既有或新購的產品,就能建立一個開放的儲存池,所提供的儲存空間也能夠共享;同時,企業還可以透過標準的API,橫跨各種儲存資源與資料中心的其他性質資源,來進行動態調度。

軟體定義式儲存產品具備的十大特性

相較於SDN和NFV網路技術的發展,都已經透過成立第三方組織來制定業界標準,SDS的產品技術實作上,目前並無共通的標準,不過今年3月,主導許多儲存應用標準的全球儲存網路產業協會(SNIA)開始有動作,他們公布了軟體定義式儲存的工作草案,因此SDS走向標準化,指日可待。

不過,就目前來看,我們對於SDS還是要有一個明確的定義。若根據維基百科的說法,它是指能將儲存的硬體與管理儲存架構的軟體分開的一種資料儲存技術,而當中的軟體可以提供儲存資源的政策管理,並能選用重複資料刪除、遠端複製、精簡配置(Thin Provisioning)、快照與備份等進階延伸功能。

而目前已經上市的各種軟體定義式儲存產品與技術,能做到哪些功能呢?我們可以參考SNIA的分析,他們歸納出這些SDS方案具有下列10種特性:

1.  用戶可以自行建立SDS。廠商會提供他們所推出的軟體與通用硬體設備,然後將環境建置起來。

2.  可以搭配任何硬體設備,或者是搭配強化的硬體功能特製設備。

3.  能夠支援橫向擴充的儲存設備,而不是典型的垂直擴充型儲存設備。

4.  盡可能地提供儲存資源與其他資源的共用功能。

5.  能以漸進方式建立儲存與資料服務的解決方案。

6.  可提供自動化管理機制。

7.  提供使用者自助式服務的操作介面。

8.  能涵蓋服務等級管理的形式,讓中繼資料能加上標記,進而使儲存與資料服務可根據這些資訊來套用,執行的粒度初期可能會很大,但未來可發展成具有更細部的服務等級調節能力。

9.  管理者可以訂定管理儲存與資料服務的政策。

10. 對於原本已經整合的儲存與資料服務,可以有自行分離的彈性。

從這些分析來看,儲存廠商對於SDS的應用,所提供的功能相當多元,不過,要達到這些功能,也不是全部仰賴儲存廠商,提供通用設備的平臺廠商也提出了一些他們的看法。

以伺服器處理器大廠Intel來說,他們也在推動SDS,在該公司的定義中,SDS是一個框架,用來管理資料中心環境下的各種儲存系統,而且它能針對的不只是採用新一代架構設計的資料中心,也能讓傳統機房和儲存架構不統一的環境採用而受益;同時,SDS也提供管理儲存資源的能力,以符合各種服務等級的要求,此外,在SDS下如果繼續採用分散式儲存的應用架構,仍然是比較有優勢。

軟體定義式儲存訴求的願景與目標

總體而言,不論是既有的儲存設備或後繼的其他新興儲存應用,SDS在發展上,希望做到儲存資源的動態配置,並且能根據預先制定的政策,來自動執行管理作業。

而要達到SDS的理想,也跟伺服器與網路的虛擬化借鏡。例如要先設法改變儲存設備原本將軟體綁定硬體的作法,能夠將相關的軟體功能抽象化∕抽離出來,如此才能具備更大的彈性與延展性;接下來,對於不同廠商提供的儲存方案,SDS也要能夠統合起來運用;而由於能夠作彈性的配置,儲存資源的動態提供、能隨使用規模來擴充或縮減,也是SDS必須做到的功能;最後,能夠遵循服務等級的要求,來協調底層不同儲存系統,以利於各種應用系統的存取需求。

就目前的態勢來看,SDS目前的技術發展要邁向成熟和普及,仍有一段漫長的過程,因為標準仍未建立,廠商之間還需要更密切地合作,但它的確是企業IT與儲存應用領域的必經之路,對於目前各界在日益仰賴儲存系統所面臨到的一些問題,可提出合理的架構來解決,而且在應用時機上,現在也相當合適,相較於儲存虛擬化一開始發展的時機太早,當時的需求不明確,如今SDS走紅,可說是眾望所歸。

 

軟體定義式儲存的組成元素

軟體定義式儲存可跨越NAS、SAN、Flash陣列、物件式儲存等不同的儲存設備,做到儲存資源的統籌使用。資料來源:Intel,2014年9月

 

軟體定義式儲存的技術架構

在SDS技術框架下,需要許多廠商一起合作,目前跟Intel在這領域裡面合作的公司有DataCore、EMC(ScaleIO、ViPR)、微軟(Windows Server)、Red Hat、VMware(VSAN)、Nexenta、Zerto、ProphetStor(先智雲端數據)。

資料來源:Intel,2014年9月

 

相關報導請參考「軟體定義式基礎架構崛起:IT策略重新配置」


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