SDS 2.0時(shí)代進(jìn)化
達(dá)爾文的《進(jìn)化論》認(rèn)為，地球上現(xiàn)存的所有生物都是自然選擇的結(jié)果，生物只有適應(yīng)環(huán)境的變化，才能得到生存和進(jìn)化。
回望到企業(yè)存儲(chǔ)，一個(gè)常做常新的行業(yè)，從上古結(jié)繩記事到竹簡(jiǎn)刻字，從殷墟甲骨文到蔡倫造紙，從傳統(tǒng)存儲(chǔ)到軟件定義存儲(chǔ)…事實(shí)上，數(shù)據(jù)一直在進(jìn)化，存儲(chǔ)也在持續(xù)的迭代進(jìn)化。
正如同，當(dāng)我們正在談?wù)撥浖x存儲(chǔ)加速替代傳統(tǒng)存儲(chǔ)的話題時(shí)，殊不知，一場(chǎng)關(guān)于軟件定義存儲(chǔ)的2.0時(shí)代進(jìn)化早已開始。
1“江山代有才人出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年”
將時(shí)間指針撥回到2013年以前，用今天的時(shí)髦話說(shuō)，那時(shí)候的傳統(tǒng)存儲(chǔ)，尤其是高端存儲(chǔ)，那就是“高端大氣上檔次”的化身，軟硬一體，且多為定制化設(shè)備，高性能高可靠的同時(shí)，同樣少不了高昂的價(jià)格，主要應(yīng)用于核心場(chǎng)景。
傳統(tǒng)存儲(chǔ)的架構(gòu)以機(jī)頭控制器為核心，從雙控到16控，Scale-up垂直擴(kuò)展，無(wú)法線性擴(kuò)展。主存以HDD機(jī)械硬盤為主，通常使用內(nèi)存Cache+BBU進(jìn)行加速。容量多從幾十TB到幾百TB，有些高端的能到PB級(jí)。
磁盤和容量可以通過(guò)增加JBOD（Just a Bunch Of Disks，磁盤簇）來(lái)增加，但會(huì)受限于機(jī)頭的性能瓶頸。產(chǎn)品主要以SAN和NAS為主，同樣也出現(xiàn)了SAN+NAS的統(tǒng)一存儲(chǔ)方案。
圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
著互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，超大規(guī)模和“秒殺”在很多行業(yè)中成為常態(tài)，超大容量、快速變化的IO需求，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)施的彈性擴(kuò)展、簡(jiǎn)便運(yùn)維以及更低的TCO成本，都提出了更高要求。而傳統(tǒng)存儲(chǔ)的緊耦合特點(diǎn)，煙囪式架構(gòu)，以及高昂的價(jià)格，無(wú)法滿足企業(yè)的發(fā)展需要。
這一時(shí)期，基于分布式架構(gòu)的軟件定義存儲(chǔ)（Software Defined Storage，SDS）開始“登堂入室”，而且隨著萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)和SSD固態(tài)硬盤技術(shù)的逐漸成熟，進(jìn)一步為傳統(tǒng)的集中式架構(gòu)向分布式架構(gòu)演進(jìn)提供了基礎(chǔ)。
2012年，VMware首次提出了軟件定義數(shù)據(jù)中心(SDDC)的概念，作為VMware軟件定義數(shù)據(jù)中心五大組成部分(計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、管理和安全)之一，軟件定義存儲(chǔ)的概念首次被提出。
2013年，Gartner發(fā)布2014年十大戰(zhàn)略技術(shù)中，便包含了“軟件定義一切”。Gartner認(rèn)為：軟件定義一切囊括了在基礎(chǔ)設(shè)施可編程性標(biāo)準(zhǔn)提升下不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)勢(shì)頭、由云計(jì)算內(nèi)在自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)中心互通性、DevOps和快速的基礎(chǔ)設(shè)施提供等。
2015年前后，國(guó)內(nèi)一大批新興的start-up公司投身這一賽道，同時(shí)傳統(tǒng)存儲(chǔ)大廠也開始加緊在這一領(lǐng)域的研究。從技術(shù)路線來(lái)看，開源成為當(dāng)仁不讓的主流，而Ceph又是其中的絕對(duì)熱門。
Ceph最早作為加州大學(xué)圣克魯茲分校的Sage Weil的博士論文研究項(xiàng)目，是一個(gè)遵循自由開源許可（LGPLv2.1）的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。Ceph的主要目標(biāo)是提供高可擴(kuò)展性和提供對(duì)象存儲(chǔ)、塊存儲(chǔ)和文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)機(jī)制，是一個(gè)高擴(kuò)展、高容錯(cuò)、高一致的開源分布式存儲(chǔ)平臺(tái)。
無(wú)論是開源版本還是基于Ceph的商業(yè)化軟件定義存儲(chǔ)版本，在中國(guó)市場(chǎng)都得到了較多應(yīng)用，尤其是與OpenStack成為了“最佳CP”。而企業(yè)存儲(chǔ)在這一時(shí)期的進(jìn)化和分布式轉(zhuǎn)型，我們可以稱之為軟件定義存儲(chǔ)的1.0時(shí)代，歸結(jié)來(lái)看有如下核心特點(diǎn)：
1、計(jì)算和容量都支持Scale-out橫向擴(kuò)展，存儲(chǔ)集群容量和性能可以隨著擴(kuò)容線性增長(zhǎng)；
2、軟硬件解耦，可以使用通用服務(wù)器作為存儲(chǔ)服務(wù)器，解除硬件綁定；
3、分布式架構(gòu)決定了存儲(chǔ)系統(tǒng)可以按照資源池化管理，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際的容量性能需求進(jìn)行部署，同時(shí)伴隨需求的變化進(jìn)行快速的部署擴(kuò)展。
2“數(shù)風(fēng)流人物，還看今朝”
今天，企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型正加速邁向“數(shù)據(jù)紅利”時(shí)代，企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的認(rèn)知和數(shù)據(jù)的利用超越了以往任何一個(gè)時(shí)代。軟件定義存儲(chǔ)1.0使得用戶從邊緣到準(zhǔn)核心再到部分核心業(yè)務(wù)，都可以得到支撐，一定程度上推動(dòng)了企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。但是，作為上一個(gè)十年的技術(shù)產(chǎn)物，由于技術(shù)架構(gòu)上的先天不足，面對(duì)企業(yè)需求的新變化，逐漸“難以招架”。
第一，混合多云正在成為企業(yè)當(dāng)下以及未來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的最佳選擇。調(diào)研顯示，超過(guò)八成的企業(yè)已經(jīng)開始在多云環(huán)境中開展運(yùn)營(yíng)，其中，超過(guò)四分之三的受訪企業(yè)表示，他們正在使用至少2-15個(gè)云平臺(tái)。存儲(chǔ)系統(tǒng)需要為用戶提供面對(duì)混合多云異構(gòu)環(huán)境下的一致性體驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)在多云環(huán)境中自由流動(dòng)，真正就緒跨越“邊緣-本地-多云”的基礎(chǔ)能力。
第二，邊緣計(jì)算的興起，意味著企業(yè)將管理更多的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)設(shè)備將要求更接近計(jì)算，并最終提供計(jì)算功能。IDC預(yù)測(cè)，到2025年，44%的數(shù)據(jù)將在核心和邊緣創(chuàng)建，屆時(shí)，全球?qū)?strong>近80%的數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)于核心和邊緣，這一數(shù)字在2015年僅有35%。邊緣將要求能夠存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，以應(yīng)對(duì)終端交易和時(shí)延敏感性的服務(wù)請(qǐng)求。
第三，目前主流的SDS產(chǎn)品架構(gòu)由于誕生的年代，決定其基于HDD或者HDD+SSD Cache來(lái)設(shè)計(jì)，整個(gè)軟件棧非常厚重且冗繁；針對(duì)目前一些新的高IOPS、低時(shí)延的存儲(chǔ)硬件比如NVMe SSD，SCM等，軟件定義存儲(chǔ)1.0的架構(gòu)無(wú)法發(fā)揮出來(lái)其性能優(yōu)勢(shì)；而從網(wǎng)絡(luò)側(cè)來(lái)看，軟件定義存儲(chǔ)1.0架構(gòu)對(duì)于目前有著更高性能的RDMA網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法將其價(jià)值完全發(fā)揮出來(lái)。整個(gè)集群的性能區(qū)間大約為：從幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)IOPS，端到端平均時(shí)延都是毫秒級(jí)別，峰值時(shí)延可能到分鐘級(jí)，完全不能覆蓋高性能業(yè)務(wù)場(chǎng)景的需求。
第四，目前大部分SDS產(chǎn)品采用開源平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建，在自主可控方面存在風(fēng)險(xiǎn)，而且過(guò)時(shí)、復(fù)雜的技術(shù)棧設(shè)計(jì)，讓系統(tǒng)的整體效率和性能受到限制，不能最大化發(fā)揮分布式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。另外，由于架構(gòu)和工程實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了橫向擴(kuò)展的瓶頸，全系統(tǒng)并不能真正做到無(wú)限的Scale-out。
第五，“云原生”技術(shù)正在加速企業(yè)數(shù)據(jù)中心變革。IDC預(yù)計(jì)，到2022年，90%的新應(yīng)用將采用微服務(wù)架構(gòu)，35%的生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)用是云原生。企業(yè)存儲(chǔ)需要適應(yīng)全面云化的IT基礎(chǔ)設(shè)施的特征和要求，利用云的彈性敏捷的特點(diǎn)，讓企業(yè)業(yè)務(wù)的迭代、交付和創(chuàng)新變得更快。
第六，現(xiàn)代企業(yè)組織的CIO們逐漸意識(shí)到，必須擺脫過(guò)去“以流程為中心”，轉(zhuǎn)向“以數(shù)據(jù)和應(yīng)用為中心”構(gòu)建下一代數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)，讓數(shù)據(jù)真正服務(wù)于企業(yè)創(chuàng)新和創(chuàng)造利潤(rùn)。對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)施而言，不僅需要考慮如何存好的問(wèn)題，對(duì)數(shù)據(jù)的全生命周期管理都需要通盤的考量，數(shù)據(jù)從何來(lái)、去何處、怎么管、什么類型、如何用、什么價(jià)值，都會(huì)成為企業(yè)存儲(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)技術(shù)棧與能力。
基于上述，下一代SDS呼之欲出。并且，關(guān)于理想中的下一代SDS，業(yè)界開始形成了一些共識(shí)：
1、迫切需要設(shè)計(jì)新一代分布式存儲(chǔ)引擎，在TCO成本可控的前提下，性能、可靠性、自動(dòng)化運(yùn)維等達(dá)到量級(jí)飛躍。例如，在性能輸出上可提供微秒級(jí)延遲以及百萬(wàn)甚至千萬(wàn)級(jí)的IOPS能力。
2、具備面向高IOPS、低時(shí)延的新一代存儲(chǔ)介質(zhì)的擴(kuò)展能力，能夠與硬件技術(shù)革新保持同頻。
3、支持跨越本地?cái)?shù)據(jù)中心到邊緣以及多公有云的數(shù)據(jù)自由流動(dòng)，全面擁抱云原生，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“生于云上，長(zhǎng)于云上”。
4、支持全系統(tǒng)幾乎無(wú)限的Scale-out橫向擴(kuò)展，以及支持完整的訪問(wèn)協(xié)議和對(duì)全業(yè)務(wù)場(chǎng)景的覆蓋。
5、能夠站在數(shù)據(jù)的“第一視角”，通盤考量南向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和北向數(shù)據(jù)服務(wù)。
3“柳暗花明又一村”
第三方分析機(jī)構(gòu)Wikibon認(rèn)為“面對(duì)傳統(tǒng)企業(yè)級(jí)客戶的下一步云化，最終主導(dǎo)模式是將云移動(dòng)到數(shù)據(jù)上，而非將海量數(shù)據(jù)移動(dòng)到中心云上。”也就是說(shuō)，將云的能力推送到企業(yè)將變得至關(guān)重要。
從傳統(tǒng)存儲(chǔ)到軟件定義存儲(chǔ)1.0再到下一代SDS，我們看到云的體驗(yàn)和技術(shù)能力正加速落地到企業(yè)。
事實(shí)上，目前我們已經(jīng)觀察到了一些接近下一代SDS特征的產(chǎn)品和服務(wù)，例如阿里云pangu2.0同期推出的第二代存儲(chǔ)引擎，也正基于類似的設(shè)計(jì)思想完成了產(chǎn)品的整體迭代。
領(lǐng)先的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施整體解決方案提供商——ExponTech公司（華瑞指數(shù)云科技）目前正基于自研的全新一代分布式存儲(chǔ)引擎，推出了混合多云數(shù)據(jù)平臺(tái)（Hybrid and Multi-Cloud Data Platform），其與下一代SDS的特征高度契合，目前產(chǎn)品已經(jīng)開始投放市場(chǎng)，并在多家客戶處進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，更多的技術(shù)細(xì)節(jié)后續(xù)將對(duì)外披露。
