SDS之四:软件定义存储的分类

Embedded Connector;

Hyper-Converged,超融合;

IDC对SDS的分类,是一个不错的参考,至少帮助大家对庞大混杂的SDS众多产品的分类有一个初步的了解。它是基于部署方式的,有不少媒体文章,也有IT厂商引用了这种分类方法。

SDS之四:软件定义存储的分类

我们尝试着构建一个相对完整SDS分类图。

一、 VMware SoftwareDefined Storage Model这个Model分为Policy-driven Control Plane和Virtual DataPlane两个层级。Control Plan由SPBM,也即Storage Policy Based Management来实现。VMwareSPBM之下,包括三大部分,一是分布式存储,也即VSAN;二是传统SAN/NAS;三是对象存储或云存储。三个部分都能被预先创建好的存储策略去驱动,其中第二部分就是由Virtual Volumes的API来实现,目前至少已经有15家公司(包括传统存储及新兴的全闪存或混合存储)支持Virtual Volume。

我们往往觉得存储虚拟化或池化,是由类似ViPR、SVC之类的存储网关来实现的,其实Hypervisor或云平台(如OpenStack)也在用户不知不觉的过程中完成了存储虚拟化或池化的工作,这是更高级的池化,能够在虚机/应用级别去全局的、统一的、灵活的分配和协调存储资源。以VMware为例,SPBM或vSphere(池化那些尚未支持Virtual Volume的外置阵列)将存储资源池化后,即可借由DRS、Replication或SRM、或是免费的VDP(Data Protection)实现虚机存储资源的动态调配,或是虚拟磁盘的备份、归档和容灾,同样实现了异构阵列的利旧。

二、EMC ViPRControl Plane and Data Plane

EMCViPR同样分为Control Plan和Data Plane,在Data Plane层,主要是其自身的存储,包括VMAX, VNX, Isilon和ScaleIO等,也试图管理并驱动第三方的异构存储,并将商用硬件的存储资源(也即分布式存储)纳入版图内。

EMCViPR的前瞻性强,以Service Catalog的方式组织并提供存储服务,在SDS领域是先行者之一。EMC ViPR野心很大,但其挑战也很大,存储的互操作性在过去十多年里都是一个难点。不过ViPR开源之后,也许受管对象向其开放API的可能性增加。

之前的文章也提到过,硬件与软件的分离,能够体现抽象、池化、自动化三阶段论中第一阶段抽象(也即解耦)的程度。但更重要的控制平面(Control Plane)和数据平面(Data Plane)的逐渐分离,正是由于这个分离,才使得SDS能够逐渐呈现出更丰富的API供Hypervisor/OS/Cloud去调用,实现更高程度的自动化。关于控制平面与数据平面,将在后面的篇章里详细介绍。

下面介绍一下新的分类:

一、ControlPlane

在SDS ControlPlane这一层,比较著名的有:

VMware SPBM (Storage PolicyBase Management, 基于存储策略的管理);

OpenStack Cinder 。Cinder是OpenStack云平台的一个组件,用来提供块存储服务;

EMC ViPR。目标是实现EMC存储、异构存储、商用硬件本地存储资源的存储虚拟化(包括互操作性);备注:对互操作性不了解的朋友,可以查看历史文章SDS之三);

其他

在整个SDS框架中,难度最大,但也最有价值的,是这一部分的公司,从长远来看,也许十年后,我们回过头会发现,得控制平面者,得SDS之天下。

二、Data Plane

在SDS DataPlane这一层,比较复杂,组成部分较多。相信也会众说纷纭。

1)Based on Commodity Hardware (基于商用的硬件)

其实,这一部分是最难分类的,种类繁多,命名还不容易。首先,想说明的是,它包括了IDC分类中Virtual Storage Appliance(简称VSA,存储控制器运行在虚机上)和Physical Storage Appliance两类,注意在这个分类里,后者并不包括传统的外置磁盘阵列。正如前面所提到的,控制平面与数据平面的分离之意义大于硬件与软件的分离。部署方式的这两种不同,并没有带来本质的差异。举例来说,VSAN FS(VSAN File System)之于EVO:RAIL,NDFS(Nutanix Distributed File System)之于Nutanix一体机,差别仅在于是否与硬件捆绑,共同点在于都是基于商用的硬件,将分布式存储资源池化。所以,VSAN, EVO:RAIL, Nutanix都属于Server SAN的分类里,而且由于它们都不仅提供存储资源,还提供计算资源,所以还属于超融合架构这个子类里。

可能与其他看法不同,我们以为,Server SAN在它的原始定义里,就应该是一个横向扩展的分布式存储,它至少需要支持3个以上节点。这样,对于那些仅支持两个控制器做为集群的存储,就不在Server SAN这个分类里了。

仅支持两个控制器做为集群的存储,虽然不在Server SAN这个分类里,但只要它支持商用的硬件,依然属于软件定义存储这个大的分类里。例如:Nexenta。

SDS之四:软件定义存储的分类

SDS之四:软件定义存储的分类

2)Traditional SAN/NAS(ExternalStorage)

指的是传统的外置磁盘阵列,包括SAN存储或者NAS存储。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,华为OceanStor系列等。这些存储劲旅,不甘人后,也纷纷加入到SDS浪潮里,采取的方式有:

SDS之四:软件定义存储的分类

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

二是通过收购或自己研发,去逐步实现SDS抽象、池化、自动化的阶段,典型的就有HP将LeftHand与原有硬件解耦,形成VSA版StorVirtual;NetApp推出DataONTAP的VSA版ONTAP Edge VSA;IBM推出XIV的软件版SpectrumAccelerate;EMC推出VNX的虚拟化版本 vVNX等。

另外,DELL的FluidCache脱胎于之前收购的内存虚拟化软件RNA,本身已经具备抽象池化的SDS基因。

3)Cloud/Object Storage

这一部分研究不多,只能简单介绍下。它作为Data Plane的组成部分,实际上是以后端存储的身份为VM/App提供存储资源的。

VM/App可以通过RESTful API与对象存储进行数据的输入输出,目前有三种RESTful API:亚马逊S3、SNIA CDMI和OpenStack SWIFT。

i)作为市场领导者的亚马逊Web服务和其简单存储服务(S3)已经让S3RESTful API成为一种事实标准。绝大部分的对象存储提供商都提供S3兼容的RESTful API;

ii) 全球网络存储工业协会(SNIA)创建和管理的实际定义标准,标准本身称之为云数据管理界面(CDMI)。CDMI是一个完整的RESTful API,远远超过了应用可以在对象存储中创建、回收、升级和删除资源的能力。它也可以让这个应用发现对象存储容量,管理那些资源存放的容器,以及管理资源本身。此外,它允许元数据同资源容器和所包含的的资源连接。这些加强的功能语序管理应用管理对象存储、其容器、账户、多租户、安全、访问、账单、回款等。CDMI是一种非常有用的综合RESTful API。不幸的是,只有四个对象存储产品目前提供CDMI认证和兼容的API;

iii) 另一个新出现的事实RESTful API标准时开源对象存储OpenStackSwift RESTful API。尽管OpenStack Swift的安装和生产环境受限,但是很多对象存储厂商都开始增加Swift RESTful API;

从云存储来看,随着混合云的逐渐深入,用户自然会期待在自己的私有云和公有云之间,能够实现除了在VM/App级别,在存储级别,也能实现如同本地数据中心之间的同构存储之间的高级功能,例如备份、归档和容灾。此时,运行在公有云之上的VSA,也即虚拟存储控制器(其实与在Hypervisor之上的VSA相类似),即可与本地存储建立数据连接。

SDS之四:软件定义存储的分类

4)Others

希捷的IP硬盘,IDC提出的Embedded Connector,还有未来无处不在的可穿戴设备、传感器,里面的存储空间如何使用和管理,也许是未来软件定义存储在数据平面也要纳入并考虑的事情。

我们在图形的颜色处理上,特意选择了从黄色经过绿色,再渐进到蓝色的效果图。因为,正如在SDS之二《什么是软件定义存储》中提到的,SDS是一个过程,而不是一个目标。其实Data Plane与Control Plane之间的界限也并非泾渭分明,处于Data Plane的存储会通过自己的不断努力,增强互操作性,以及策略驱动异构存储的能力,使其部分的型号或者部分的模块逐渐上升到Control Plane层面。

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