SDS之四:軟體定義存儲的分類

Embedded Connector;

Hyper-Converged,超融合;

IDC對SDS的分類,是一個不錯的參考,至少幫助大家對龐大混雜的SDS眾多產品的分類有一個初步的瞭解。它是基於部署方式的,有不少媒體文章,也有IT廠商引用了這種分類方法。

SDS之四:軟件定義存儲的分類

我們嘗試著構建一個相對完整SDS分類圖。

一、 VMware SoftwareDefined Storage Model這個Model分為Policy-driven Control Plane和Virtual DataPlane兩個層級。Control Plan由SPBM,也即Storage Policy Based Management來實現。VMwareSPBM之下,包括三大部分,一是分佈式存儲,也即VSAN;二是傳統SAN/NAS;三是對象存儲或雲存儲。三個部分都能被預先創建好的存儲策略去驅動,其中第二部分就是由Virtual Volumes的API來實現,目前至少已經有15家公司(包括傳統存儲及新興的全閃存或混合存儲)支持Virtual Volume。

我們往往覺得存儲虛擬化或池化,是由類似ViPR、SVC之類的存儲網關來實現的,其實Hypervisor或雲平臺(如OpenStack)也在用戶不知不覺的過程中完成了存儲虛擬化或池化的工作,這是更高級的池化,能夠在虛機/應用級別去全局的、統一的、靈活的分配和協調存儲資源。以VMware為例,SPBM或vSphere(池化那些尚未支持Virtual Volume的外置陣列)將存儲資源池化後,即可藉由DRS、Replication或SRM、或是免費的VDP(Data Protection)實現虛機存儲資源的動態調配,或是虛擬磁盤的備份、歸檔和容災,同樣實現了異構陣列的利舊。

二、EMC ViPRControl Plane and Data Plane

EMCViPR同樣分為Control Plan和Data Plane,在Data Plane層,主要是其自身的存儲,包括VMAX, VNX, Isilon和ScaleIO等,也試圖管理並驅動第三方的異構存儲,並將商用硬件的存儲資源(也即分佈式存儲)納入版圖內。

EMCViPR的前瞻性強,以Service Catalog的方式組織並提供存儲服務,在SDS領域是先行者之一。EMC ViPR野心很大,但其挑戰也很大,存儲的互操作性在過去十多年裡都是一個難點。不過ViPR開源之後,也許受管對象向其開放API的可能性增加。

之前的文章也提到過,硬件與軟件的分離,能夠體現抽象、池化、自動化三階段論中第一階段抽象(也即解耦)的程度。但更重要的控制平面(Control Plane)和數據平面(Data Plane)的逐漸分離,正是由於這個分離,才使得SDS能夠逐漸呈現出更豐富的API供Hypervisor/OS/Cloud去調用,實現更高程度的自動化。關於控制平面與數據平面,將在後面的篇章裡詳細介紹。

下面介紹一下新的分類:

一、ControlPlane

在SDS ControlPlane這一層,比較著名的有:

VMware SPBM (Storage PolicyBase Management, 基於存儲策略的管理);

OpenStack Cinder 。Cinder是OpenStack雲平臺的一個組件,用來提供塊存儲服務;

EMC ViPR。目標是實現EMC存儲、異構存儲、商用硬件本地存儲資源的存儲虛擬化(包括互操作性);備註:對互操作性不瞭解的朋友,可以查看歷史文章SDS之三);

其他

在整個SDS框架中,難度最大,但也最有價值的,是這一部分的公司,從長遠來看,也許十年後,我們回過頭會發現,得控制平面者,得SDS之天下。

二、Data Plane

在SDS DataPlane這一層,比較複雜,組成部分較多。相信也會眾說紛紜。

1)Based on Commodity Hardware (基於商用的硬件)

其實,這一部分是最難分類的,種類繁多,命名還不容易。首先,想說明的是,它包括了IDC分類中Virtual Storage Appliance(簡稱VSA,存儲控制器運行在虛機上)和Physical Storage Appliance兩類,注意在這個分類裡,後者並不包括傳統的外置磁盤陣列。正如前面所提到的,控制平面與數據平面的分離之意義大於硬件與軟件的分離。部署方式的這兩種不同,並沒有帶來本質的差異。舉例來說,VSAN FS(VSAN File System)之於EVO:RAIL,NDFS(Nutanix Distributed File System)之於Nutanix一體機,差別僅在於是否與硬件捆綁,共同點在於都是基於商用的硬件,將分佈式存儲資源池化。所以,VSAN, EVO:RAIL, Nutanix都屬於Server SAN的分類裡,而且由於它們都不僅提供存儲資源,還提供計算資源,所以還屬於超融合架構這個子類裡。

可能與其他看法不同,我們以為,Server SAN在它的原始定義裡,就應該是一個橫向擴展的分佈式存儲,它至少需要支持3個以上節點。這樣,對於那些僅支持兩個控制器做為集群的存儲,就不在Server SAN這個分類裡了。

僅支持兩個控制器做為集群的存儲,雖然不在Server SAN這個分類裡,但只要它支持商用的硬件,依然屬於軟件定義存儲這個大的分類裡。例如:Nexenta。

SDS之四:軟件定義存儲的分類

SDS之四:軟件定義存儲的分類

2)Traditional SAN/NAS(ExternalStorage)

指的是傳統的外置磁盤陣列,包括SAN存儲或者NAS存儲。例如:EMCVNX,NetApp FAS系列,HDS HUS, DELL SC系列和PS系列,HP3PAR,IBM V系列和DS系列,華為OceanStor系列等。這些存儲勁旅,不甘人後,也紛紛加入到SDS浪潮裡,採取的方式有:

SDS之四:軟件定義存儲的分類

一是與Control Plane更多的API對接,例如,支持VMware SPBM之下的Virtual Volume,再如,支持OpenStack Cinder等;

二是通過收購或自己研發,去逐步實現SDS抽象、池化、自動化的階段,典型的就有HP將LeftHand與原有硬件解耦,形成VSA版StorVirtual;NetApp推出DataONTAP的VSA版ONTAP Edge VSA;IBM推出XIV的軟件版SpectrumAccelerate;EMC推出VNX的虛擬化版本 vVNX等。

另外,DELL的FluidCache脫胎於之前收購的內存虛擬化軟件RNA,本身已經具備抽象池化的SDS基因。

3)Cloud/Object Storage

這一部分研究不多,只能簡單介紹下。它作為Data Plane的組成部分,實際上是以後端存儲的身份為VM/App提供存儲資源的。

VM/App可以通過RESTful API與對象存儲進行數據的輸入輸出,目前有三種RESTful API:亞馬遜S3、SNIA CDMI和OpenStack SWIFT。

i)作為市場領導者的亞馬遜Web服務和其簡單存儲服務(S3)已經讓S3RESTful API成為一種事實標準。絕大部分的對象存儲提供商都提供S3兼容的RESTful API;

ii) 全球網絡存儲工業協會(SNIA)創建和管理的實際定義標準,標準本身稱之為雲數據管理界面(CDMI)。CDMI是一個完整的RESTful API,遠遠超過了應用可以在對象存儲中創建、回收、升級和刪除資源的能力。它也可以讓這個應用發現對象存儲容量,管理那些資源存放的容器,以及管理資源本身。此外,它允許元數據同資源容器和所包含的的資源連接。這些加強的功能語序管理應用管理對象存儲、其容器、賬戶、多租戶、安全、訪問、賬單、回款等。CDMI是一種非常有用的綜合RESTful API。不幸的是,只有四個對象存儲產品目前提供CDMI認證和兼容的API;

iii) 另一個新出現的事實RESTful API標準時開源對象存儲OpenStackSwift RESTful API。儘管OpenStack Swift的安裝和生產環境受限,但是很多對象存儲廠商都開始增加Swift RESTful API;

從雲存儲來看,隨著混合雲的逐漸深入,用戶自然會期待在自己的私有云和公有云之間,能夠實現除了在VM/App級別,在存儲級別,也能實現如同本地數據中心之間的同構存儲之間的高級功能,例如備份、歸檔和容災。此時,運行在公有云之上的VSA,也即虛擬存儲控制器(其實與在Hypervisor之上的VSA相類似),即可與本地存儲建立數據連接。

SDS之四:軟件定義存儲的分類

4)Others

希捷的IP硬盤,IDC提出的Embedded Connector,還有未來無處不在的可穿戴設備、傳感器,裡面的存儲空間如何使用和管理,也許是未來軟件定義存儲在數據平面也要納入並考慮的事情。

我們在圖形的顏色處理上,特意選擇了從黃色經過綠色,再漸進到藍色的效果圖。因為,正如在SDS之二《什麼是軟件定義存儲》中提到的,SDS是一個過程,而不是一個目標。其實Data Plane與Control Plane之間的界限也並非涇渭分明,處於Data Plane的存儲會通過自己的不斷努力,增強互操作性,以及策略驅動異構存儲的能力,使其部分的型號或者部分的模塊逐漸上升到Control Plane層面。

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