SNIA软件定义存储白皮书2015汉化先行版

SNIA软件定义存储白皮书

摘要

SNIA

新近发布软件定义存储白皮书2015新版，小编爱翻译，一时手痒做了汉化先行版，如有疏漏之处，欢迎大家来订正。

纲要：

引言

正文

1.概述

2.软件定义存储的特征

3.软件定义存储与传统存储的差别

4.软件定义存储的必要功能

5.用户视角的软件定义存储

6.元数据的角色

7.软件定义存储图解

8.CDMI中的元数据

9.SDS是SDDC不可缺少的组成部分

引言

时下软件定义存储(Software Defined Storage，简称SDS)是一个很火热的概念，现阶段行业内也没有确切的定义，国内外各家存储厂商根据自己的产品也纷纷提出各自的见解，而全球网络存储工业协会(Storage Network Industry Association, 简称SNIA)也于去年上半年发布过一份关于软件定义存储(Software Defined Storage，简称SDS)的白皮书草案，国内网媒曾作过零碎介绍。最近爱好翻译的小编发现SNIA推出该SDS白皮书2015新版本了(见下图封面照)，一时手痒做了汉化先行版，以供爱好存储又没时间看英文原版的朋友们参考，如有疏漏之处，欢迎大家来订正。

附：全球网络存储工业协会(Storage Network Industry Association, 简称SNIA)，其发展宗旨是发展网络存储、确保网络存储技术成为IT领域完整的、可信赖的解决方案。

正文

1概述

软件定义存储(Software Defined Storage，简称SDS)作为存储软件家族的新成员于2013年前后问世。软件定义存储不仅是软件定义数据中心(Software Defined Data Center，简称SDDC)的重要构成要素，也可单独作为一种新兴技术而存在。软件定义存储是紧随软件定义网络之后又一风靡存储市场的流行词。起初软件定义网络的提出，正是为了描述这样一种全新网络技术，将不同网络组件分离开来，并创造新的抽象层或虚拟层。同时，软件定义计算的概念也在持续发展中。这种软件定义方式将网络管理抽象简化为虚拟服务。在传统网络交换设备中，控制平面与数据平面紧密耦合，在复杂的虚拟环境里，抽象化和虚拟化更难以管理。十多年来，存储行业已有了长足发展，网络存储技术则一直扮演追赶者的角色。而今软件定义存储正代表了存储界一次全新的进化和飞跃，预示未来存储管理部署新模式。

2软件定义存储的特征

以下为软件定义存储在当前业内市场的典型特征：

?允许用户“自主创建”，用户可自主选择商用硬件，并通过所提供的软件自主创建解决方案。

?既支持通用硬件，也支持专用硬件的既有功能增强。

?适用于几乎所有横向扩展存储，而不仅仅局限于纵向扩展的典型大存储柜。

?支持异构存储资源的统一池化管理。

?支持存储和数据服务“解决方案”的渐进式建设。

?支持全局自动化管理。

?为用户提供丰富的自助服务接口。

?提供这样一种服务级别管理形式，允许标注元数据来驱动某类型的存储和数据服务。刚开始时服务级别的粒度可能较大，但随着时间推移，希望粒度更加精细。

?允许管理员设置存储和数据服务的管理策略。

?支持存储和数据服务的解聚。

某些分析师和厂商主张SDS需托管在异构块级存储上，但SNIA认为平台应是独立的，即SDS同时支持专用平台和异构平台。在SNIA的SDS定义里，平台只需满足一点：提供自助服务接口来供给和管理属于自己的虚拟实例。

3软件定义存储与传统存储的差别

SDS与传统存储的差别主要在于SDS产品的普遍部署方式，服务器和存储均可进行数据服务，打破传统存储数据服务界限壁垒。这样一来，在安全性和可靠性上就会存在潜在影响，但另一方面，也许可以促成DAS迎来“第二春”。

SDS不仅构建了数据路径的虚拟化，也将控制路径抽象成服务层。存储服务接口可接收发自应用系统的数据请求和服务级别请求。

4软件定义存储的必要功能

当前市场上有很多抽象化和虚拟化的存储产品，但要具备哪些功能才称得上是软件定义存储呢？

SDS的必要功能需包括：

?自动化：便捷的全局自动化管理，降低存储基础架构运维成本。

?标准接口：丰富的API接口，用于管理、供给和维护存储设备和服务。

?虚拟化数据路径：块级、文件级和对象级接口支持应用写入。

?扩展性：存储基础架构的无缝扩展，实现可靠性或性能的提升。(例如QoS和SLA设置)

?透明性：用户对存储资源及成本耗费可进行公开透明的监控和管理。

理想的SDS产品允许应用及数据生产者通过存储基础架构管理数据处理过程，而无需管理员干涉或有明确的供给部署操作，且管理是自动化的服务级别。

除此之外，数据服务需实现动态部署，执行策略需保持服务级别并匹配需求。

元数据可用于：

?传达请求

?控制数据服务

?传达服务级别

5用户视角的软件定义存储

从用户视角看，SDS包括数据路径和控制路径。数据路径包含一系列标准化的块级、文件级和对象级接口，用于应用开发。那么控制路径呢？

传统存储部署往往离不开存储管理员亲自创建各种虚拟存储设备(块存储逻辑单元，文件系统共享，对象容器)供应用使用。

在后台，存储管理员还得为这些虚拟设备部署数据服务。通常情况下，单独数据服务需配备属于它的单独管理接口。一旦数据部署发生变更，存储在虚拟设备上的所有数据均会受到影响。数据请求通信经常发生其它存储接口带外传输。

Figure 1: 传统人工传达数据请求方式图解

如上图所示，该存储并不太“软件定义”，反而“存储管理员定义”更贴切。这种存储部署方式存在一个最大的问题，扩容艰难。由于刚性架构限制系统资源只能静态分配，这就意味着后续新部署的资源无法归入原先存储体系。该传统存储部署方式会导致较高的存储TCO(总体拥有成本)。

6元数据的角色

为实现存储基础架构的自动化机制，降低人工管理运维成本，数据请求需直接传达至自动化软件，且数据请求的粒度至少需在当前常见的个体虚拟化存储设备级别。随着后续自动化机制的进一步发展，每个数据对象需独立传达自我请求，不再依赖虚拟存储设备。数据对象经由分组和抽象后，可向 “用户”直接传达其选择，“用户”不必再是存储专家了。

为将请求传达至存储系统，应用或用户需将请求信息标记至每个文件或对象，而元数据，或称作关于数据的“数据”，正好符合这一需求。采用记录请求信息的元数据来标记数据对象，存储系统可轻易定位获取请求信息。如图所示：

Figure 2: 利用元数据传达数据请求方式图解

存储请求信息有时仍存在数据路径带外传输，但自动化机制终将消除这一现象。有了软件定义存储，存储管理员可转向定制策略这类更高阶的工作，不再将时间精力囿于即时突发问题的处理上，而降格自身的服务级别。

7软件定义存储图解

下列这张综合信息图涵盖了软件定义存储的全部要点：

Figure 3:

软件开发者通过数据管理接口(如CDMI)提出他们的数据请求。通过SDS解决方案和管理员的合作，他们也可获得期望的服务级别。

现在，SDS实现资源池化。数据服务的所有特性依然保持。一方面，资源池积极“纳新”，支持按需扩展新资源，另一方面，“利旧”也在有条不紊进行中，坏旧设备或替换或返修。

SDS更青睐标准化的存储管理接口(如SMI-S)来实现存储资源的自动化管理，可在浩瀚的资源池里迅速识别出有用存储容量。不过传统存储管理接口依然使用广泛，现在就预言其消亡言之尚早。此外，新兴的开源API也在不断涌现，实际上逐渐形成存储管理标准，OpenStack Cinder就是典型一例。

总之，有了SDS，管理员可通过抽象接口管理资源池，部署新资源，制定策略，自主决定服务级别。

8

CDMI中的元数据

云数据管理接口(CDMI)使用不同种类的元数据，包括HTTP元数据，数据系统元数据，用户元数据，以及存储系统元数据。对于企业级应用及其管理数据发出的请求，通过CDMI标准接口，使用元数据可简单快速获悉。

CDMI使用的元数据从个体数据元素扩展至数据容器。因此，处于容器中的任何数据均完美继承存放于该容器里的数据系统元数据。类似地，当在已有容器内再创建一个新容器时，该新容器将完美承袭父容器的元数据设置，当然，数据系统元数据可在数据容器级别或个体数据元素级别按意愿重写。这种从管理数据元素到管理容器的元数据扩展，减少了管理存储组件的繁琐，有效节约成本。

9SDS是SDDC不可缺少的组成部分

很多系统管理员都会问这样的一个问题：软件定义存储如何适用于我的数据中心建设呢？

一个简明的回答是，将软件定义数据中心(SDDC)看作硬件基础架构的大脑，毫无疑问，硬件基础架构更像传统意义上的旧数据中心。如果从更高阶的视角看，SDDC由下图中的三部分组成。

Figure 4:

软件定义计算创建了一个虚拟化计算环境，为SDDC提供处理层面。软件定义网络为SDDC提供去复杂化的管理环境。软件定义存储为SDDC提供便捷的存储管理方案。这3大功能部分共同创建一个优质运作的软件定义数据中心。总之，软件定义存储是软件定义数据中心不可缺少的组成部分。

来源：金网奖官方