存儲發(fā)展趨勢以及vSan任數(shù)據(jù)中心的應用價值

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)中心的應用價值和VSAN的優(yōu)缺點。

存儲市場的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

存儲市場的硬盤產(chǎn)品從機械硬盤到固態(tài)硬盤（SSD）一個優(yōu)勢在于價格和存儲能力，一個優(yōu)勢在于性能。現(xiàn)企業(yè)存儲策略同時應用閃存和硬盤的混合方式較多。存儲作為I/O密集型應用，機械硬盤通常利用磁盤陣列的并行讀取技術來提升I/O性能低的缺陷，雖然并行技術可以提高硬盤I/O性能，但在這個CPU和網(wǎng)絡發(fā)展速度來說仍然是系統(tǒng)的一個短板。固態(tài)硬盤SSD的特性決定了它強大的IOPS、延遲時間低和吞吐量大，固態(tài)硬盤在一定程度上解決了機械硬盤數(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。由于以往各個存儲廠商都是通過設計可靠的硬件來達到存儲的可靠性，這種專用硬件的模式導致用戶被硬件供應商綁定。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備，每個存儲設備服務于單個系統(tǒng)，不同廠商的陣列還不能跨系統(tǒng)進行存儲共享，這造成維護成本高昂的同時，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)絡存儲NAS、存儲區(qū)域網(wǎng)絡（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

不論是軟件定義計算，軟件定義存儲，軟件定義網(wǎng)絡，都是將硬件和軟件進行分離，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，從而實現(xiàn)抽象和池化存儲硬件，將之轉(zhuǎn)變成一個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：利用軟件方式實現(xiàn)存儲管理調(diào)度；基于標準的通用硬件平臺；整合存儲資源；提供更便捷的存儲服務和管理方式。

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，可實現(xiàn)利舊節(jié)約成本；資源共享，共享資源池實現(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；更優(yōu)化；總體成本的大幅下降更具性價比。

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

vSAN在數(shù)據(jù)中心的應用價值

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；用通用服務器平臺代替專用存儲設備，通過在服務器上增加硬盤，通過使用萬兆以太網(wǎng)代替FCSAN專用網(wǎng)絡，通過使用這些通用平臺，解決硬件廠商的綁定和專用硬件、維護價格高昂的問題。VSAN每臺服務器為一個節(jié)點，可以通過橫向擴展更多的節(jié)點提高IOPS，還可以通過縱向擴展增加節(jié)點硬盤擴展容量。擴展方式靈活且不需要停機。

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I/o落到盤上，要經(jīng)歷多個環(huán)節(jié)，延時在毫秒以上；而SSD內(nèi)置在服務器里，延時在亞毫秒級別。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現(xiàn)去重和壓縮，糾刪碼（RAID5/6）能在不降低數(shù)據(jù)保護等級的情況下節(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)絡和多套存儲的冗余實現(xiàn)，方案價格高。VSAN通過分布式存儲，多副本，當集群里的服務器或者硬盤故障，進行自動切換，類似虛擬服務器技術。VSAN支持存儲雙活（Stretched Cluster），5分鐘RPOvSphere Replication的容災技術，利用雙節(jié)點Direct Connect降低ROBO成本。VSAN支持關鍵應用Oracle RAC和WSFC集群技術，VSAN支持兩節(jié)點的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)控和運行狀況

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

缺點：VSAN是如此的強大，但是同樣的VSAN也是有缺點的：服務器本地RAID卡的形成的故障點也是需要考慮的問題。VSAN授權(quán)成本和購買傳統(tǒng)存儲設備和服務的成本對比，有些情況下并不一定有價格上的優(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應運而生，利用這種技術能很好的解決現(xiàn)有存儲方式弊病。