存儲發(fā)展趨勢以及vSan任數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用價(jià)值

鄭彬

本文通過分析存儲市場及企業(yè)存儲的現(xiàn)狀，介紹當(dāng)前存儲面臨的一些問題和存儲的發(fā)展趨勢。并通過VMware的VSAN為例介紹了存儲虛擬化在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用價(jià)值和VSAN的優(yōu)缺點(diǎn)。

存儲市場的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

存儲市場的硬盤產(chǎn)品從機(jī)械硬盤到固態(tài)硬盤（SSD）一個(gè)優(yōu)勢在于價(jià)格和存儲能力，一個(gè)優(yōu)勢在于性能?，F(xiàn)企業(yè)存儲策略同時(shí)應(yīng)用閃存和硬盤的混合方式較多。存儲作為I/O密集型應(yīng)用，機(jī)械硬盤通常利用磁盤陣列的并行讀取技術(shù)來提升I/O性能低的缺陷，雖然并行技術(shù)可以提高硬盤I/O性能，但在這個(gè)CPU和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度來說仍然是系統(tǒng)的一個(gè)短板。固態(tài)硬盤SSD的特性決定了它強(qiáng)大的IOPS、延遲時(shí)間低和吞吐量大，固態(tài)硬盤在一定程度上解決了機(jī)械硬盤數(shù)據(jù)讀寫效率低的問題。

企業(yè)級存儲是高可靠性需求的一種應(yīng)用，存儲的發(fā)展除了考慮性能問題外，最需要是存儲的可靠性以及穩(wěn)定性。由于以往各個(gè)存儲廠商都是通過設(shè)計(jì)可靠的硬件來達(dá)到存儲的可靠性，這種專用硬件的模式導(dǎo)致用戶被硬件供應(yīng)商綁定。目前有太多的企業(yè)面臨現(xiàn)有的不同型號和品牌的存儲設(shè)備，每個(gè)存儲設(shè)備服務(wù)于單個(gè)系統(tǒng)，不同廠商的陣列還不能跨系統(tǒng)進(jìn)行存儲共享，這造成維護(hù)成本高昂的同時(shí)，存儲資源和性能得不到充分利用。因此企業(yè)級存儲市場從網(wǎng)絡(luò)存儲NAS、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）FC-SAN和IP-SAN、直接附加存儲（DAS）向虛擬化和分布式存儲發(fā)展，以解決現(xiàn)有存儲方式的弊病。

什么是軟件定義存儲

不論是軟件定義計(jì)算，軟件定義存儲，軟件定義網(wǎng)絡(luò)，都是將硬件和軟件進(jìn)行分離，形成弱耦合或解耦合狀態(tài)，剝離控制層和數(shù)據(jù)層，使軟件不再局限在單一硬件中，擺脫硬件的束縛。軟件定義存儲是一種新的數(shù)據(jù)存儲管理方式，通常軟件定義三階段分別是，抽象、池化、自動化。所有存儲相關(guān)的控制工作和管理策略都在相對于物理存儲硬件外的控制平面層（ControlPlane），管理和控制著虛擬化數(shù)據(jù)平面層（Data Plane）的存儲共享資源池，從而實(shí)現(xiàn)抽象和池化存儲硬件，將之轉(zhuǎn)變成一個(gè)不受物理硬件約束的資源共享池，并且通過軟件控制和管理，能保證靈活自動化的管理存儲。

軟件定義存儲的核心思想：利用軟件方式實(shí)現(xiàn)存儲管理調(diào)度；基于標(biāo)準(zhǔn)的通用硬件平臺；整合存儲資源；提供更便捷的存儲服務(wù)和管理方式。

軟件定義存儲SDS的優(yōu)勢：通用硬件平臺避免鎖定硬件廠商，可實(shí)現(xiàn)利舊節(jié)約成本；資源共享，共享資源池實(shí)現(xiàn)資源靈活調(diào)度；快速彈性部署可以在線添加刪除節(jié)點(diǎn)；更優(yōu)化；總體成本的大幅下降更具性價(jià)比。

軟件定義存儲的主要組成要素：分布式存儲技術(shù)，多副本技術(shù)，對象跨主機(jī)鏡像，跨磁盤/主機(jī)分條存儲策略；基于標(biāo)準(zhǔn)通用服務(wù)器作為硬件載體；閃存SSD作為讀緩存/寫緩沖區(qū)提升性能。

vSAN在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用價(jià)值

目前來看，眾多公司已經(jīng)開始利用虛擬化平臺解決數(shù)據(jù)中心存儲方面的一些難題。VMwareVSAN是一種ServerSAN架構(gòu)，且VSAN并不是虛擬存儲設(shè)備，而是集成在vSphere中，通過VSAN連接存儲系統(tǒng)池化存儲硬件資源，通過存儲管理策略在資源池內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)包括HA、vMotion、DRS、vSphere Replication與VDP等VMware vSphere大多數(shù)的功能。

優(yōu)勢一：減少存儲上的投入；用通用服務(wù)器平臺代替專用存儲設(shè)備，通過在服務(wù)器上增加硬盤，通過使用萬兆以太網(wǎng)代替FCSAN專用網(wǎng)絡(luò)，通過使用這些通用平臺，解決硬件廠商的綁定和專用硬件、維護(hù)價(jià)格高昂的問題。VSAN每臺服務(wù)器為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以通過橫向擴(kuò)展更多的節(jié)點(diǎn)提高IOPS，還可以通過縱向擴(kuò)展增加節(jié)點(diǎn)硬盤擴(kuò)展容量。擴(kuò)展方式靈活且不需要停機(jī)。

優(yōu)勢二：提高性能；VSAN采用ServerSAN相比傳統(tǒng)磁盤陣列架構(gòu)一個(gè)I/o落到盤上，要經(jīng)歷多個(gè)環(huán)節(jié)，延時(shí)在毫秒以上；而SSD內(nèi)置在服務(wù)器里，延時(shí)在亞毫秒級別。根據(jù)需求可選擇是否使用混合和全閃存的部署方式來提高IOPS性能。全閃存的部署方式還能實(shí)現(xiàn)去重和壓縮，糾刪碼（RAID5/6）能在不降低數(shù)據(jù)保護(hù)等級的情況下節(jié)省大量存儲容量。

優(yōu)勢三：提高可靠性；要確保集中存儲的可靠性，一般都是通過網(wǎng)絡(luò)和多套存儲的冗余實(shí)現(xiàn)，方案價(jià)格高。VSAN通過分布式存儲，多副本，當(dāng)集群里的服務(wù)器或者硬盤故障，進(jìn)行自動切換，類似虛擬服務(wù)器技術(shù)。VSAN支持存儲雙活（Stretched Cluster），5分鐘RPOvSphere Replication的容災(zāi)技術(shù)，利用雙節(jié)點(diǎn)Direct Connect降低ROBO成本。VSAN支持關(guān)鍵應(yīng)用Oracle RAC和WSFC集群技術(shù)，VSAN支持兩節(jié)點(diǎn)的VSAN集群，Virtual SAN可提供高性能快照和克隆。

優(yōu)勢四：管理更簡單；VSAN的管理簡單，通過uI或API提供針對硬件監(jiān)控和運(yùn)行狀況

檢查插件實(shí)現(xiàn)故障排除，vRealize0perations用于容量規(guī)劃和根本原因分析，通過SPBM存儲策略實(shí)現(xiàn)存儲自動化部署。

缺點(diǎn)：VSAN是如此的強(qiáng)大，但是同樣的VSAN也是有缺點(diǎn)的：服務(wù)器本地RAID卡的形成的故障點(diǎn)也是需要考慮的問題。VSAN授權(quán)成本和購買傳統(tǒng)存儲設(shè)備和服務(wù)的成本對比，有些情況下并不一定有價(jià)格上的優(yōu)勢。

軟件定義存儲是市場需求的體現(xiàn)，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量大小，數(shù)據(jù)重要性，都在以難以想象的速度逐年增長，如何有效的存儲和管理數(shù)據(jù)一直以來是IT重要的話題之一。遇到問題一解決問題，如此VSAN這種虛擬存儲化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，利用這種技術(shù)能很好的解決現(xiàn)有存儲方式弊病。