超融合、軟件定義存儲、分布式存儲以及Server SAN的區別與聯系

一時讓人眼花繚亂的技術概念

存儲設備一直作為計算機系統的重要組成部分，過去很長一段時間，用戶習慣于使用 SAN 存儲作為保存企業關鍵業務數據的不二選擇?；?SAN 存儲為核心的三層式基礎架構（服務器-存儲網絡-存儲設備），成為企業中最常用的基礎架構，也稱作傳統架構?；ヂ摼W的出現，信息量呈現爆炸式增長，人類產生數據的速度超越了以往所有時代的總和，需要存儲的數據量也是急劇地增長。大數據，人工智能，物聯網等新技術出現，對存儲提出了新的需求。于是市面涌現了一系列的關于存儲的新的技術概念和名詞（包括 軟件定義存儲(SDS)、超融合(HCI)、分布式存儲、Server SAN 等等），一時間沖入用戶的眼簾；面對一些似是而非的定義，各個廠家天花亂墜的功能描述，相信大家更希望知道到底這些概念背后的本質是什么？能解決那些問題？以及是否有合適的應用場景？

基于以上的原因，本文將針對上文提到的幾個概念展開進行介紹，幫助大家更好理解這些技術或者概念，作出適合自身的選擇。

概念解釋

軟件定義存儲(SDS)是什么 

SDS 的全稱是 Software Defined Storage ，字面意思直譯就是軟件定義存儲。關于 SDS 的定義可以參考全球網絡存儲工業協會（Storage Networking Industry Association，SNIA），SINA 在 2013 正式把 軟件定義存儲(SDS) 列入研究對象。

SINA 對軟件定義存儲(SDS) 的定義是：一種具備服務管理接口的虛擬化存儲。 SDS 包括存儲池化的功能，并可通過服務管理接口定義存儲池的數據服務特征。另外 SINA 還提出 軟件定義存儲(SDS) 應該具備以下特性：

• 自動化程度高 – 通過簡化管理，降低存儲基礎架構的運維開銷 
• 標準接口 – 支持 API 管理、發布和運維存儲設備和服務
• 虛擬化數據路徑 – 支持多種標準協議，允許應用通過塊存儲，文件存儲或者對象存儲接口寫入數據
• 擴展性 – 存儲架構具備無縫擴展規模的能力，擴展過程不影響可用性以及不會導致性能下降
• 透明度 – 存儲應為用戶提供管理和監控存儲的可用資源與開銷

分布式存儲是什么

關于分布式存儲實際上并沒有一個明確的定義，甚至名稱上也沒有一個統一的說法，大多數情況下稱作 Distributed Data Store 或者 Distributed Storage System。

其中維基百科中給 Distributed data store 的定義是：分布式存儲是一種計算機網絡，它通常以數據復制的方式將信息存儲在多個節點中。

在百度百科中給出的定義是：分布式存儲系統，是將數據分散存儲在多臺 獨立的設備上。分布式網絡存儲系統采用可擴展的系統結構，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴展。

盡管各方對分布式存儲的定義并不完全相同，但有一點是統一的，就是分布式存儲將數據分散放置在多個節點中，節點通過網絡互連提供存儲服務。這一點與傳統集中式存儲將數據集中放置的方式有著明顯的區分。

Server SAN 是什么

Server SAN 這個概念，最早是由 WIKIBON （國外一個著名的存儲咨詢社區）提出，WIKIBON 對 Server SAN 的定義是：計算與池化存儲資源的組合，多個存儲介質直接掛載到多臺 獨立的服務器上使用。這些直連的存儲設備 (DAS) 通過高速網絡（InfiniBand 或者低延時以太網）互連，并通過軟件保證存儲的一致性。Server SAN 可使用混合的存儲介質，包括機械硬盤和 SSD 硬盤等。目前市場主流的認知還是將Server SAN作為SAN的架構，只是存儲不再使用專用硬件和控制器架構。但在Wikibon定義的理想情況下，企業應用運行在 Server SAN 上，可以實現高可用，甚至于將超融合產品都歸類為Server SAN，但因為這個概念在市場上并不普遍，所以不做重點介紹。

超融合是什么

參考維基百科中的超融合定義：

超融合基礎架構（hyper-converged infrastructure）是一個軟件定義的 IT 基礎架構，它可虛擬化常見“硬件定義”系統的所有元素。HCI 包含的最小集合是：虛擬化計算（hypervisor），虛擬存儲（SDS）和虛擬網絡。HCI 通常運行在標準商用服務器之上。

超融合基礎架構（hyper-converged infrastructure）與 融合基礎架構（converged infrastructure） 最大的區別在于，在 HCI 里面，無論是存儲底層抽象還是存儲網絡都是在軟件層面實現的（或者通過 hypervisor 層面實現），而不是基于物理硬件實現的。由于所有軟件定義的元素都圍繞 hypervisor 實現，因此在超融合基礎架構上的所有實例可以聯合共享所有受管理的資源。

區別與聯系

軟件定義存儲(SDS) 的著重點在于存儲資源虛擬化和軟件定義，首先在形態上，軟件定義存儲(SDS)區別于傳統的“硬件定義”存儲，它不依賴專屬的硬件，可以讓存儲軟件運行在通用服務器上，可避免硬件綁定以及有效降低硬件采購成本；擁有標準 API 接口和自動化工具，有效降低運維難度。存儲資源虛擬化，支持多種存儲協議，可整合企業存儲資源，提升存儲資源利用率。但從定義上來說，但 軟件定義存儲(SDS) 從部署形式上來看，并不一定是分布式或者是集中式的，也就是說 SDS 不一定是分布式存儲（雖然常見的 軟件定義存儲(SDS) 更多的是分布式的），SDS 存儲內部有可能是單機運行的，不通過網絡分散存放數據的，這種形式的軟件定義存儲(SDS) 的擴展性就可能有比較大的局限。

分布式存儲，它的最大特點是多節點部署， 數據通過網絡分散放置。分布式存儲的特點是擴展性強，通過多節點平衡負載，提高存儲系統的可靠性與可用性。與 軟件定義存儲(SDS)相反，分布式存儲不一定是軟件定義的，有可能是綁定硬件的，例如 IBM XIV 存儲，它本質上是一個分布式存儲，但實際是通過專用硬件進行交付的。那么就依然存在硬件綁定，擁有成本較高的問題。

從 Server SAN 的定義來看其存儲部分定義儼然是分布式存儲的定義，但 Server SAN 強調計算與存儲的資源組合，也就是說與軟件定義存儲(SDS)和 分布式存儲不一樣的地方，后期的定義已經具備了超融合概念的雛形，只是這個概念并沒有成為主流。

超融合基礎架構從定義中明確提出包含軟件定義存儲(SDS)，具備硬件解耦的能力，可運行在通用服務器之上。超融合基礎架構與 Server SAN 提倡的理念類似，計算與存儲融合，通過全分布式的架構，有效提升系統可靠性與可用性，并具備易于擴展的特性。

SMTX OS 產品架構

由于很多讀者對超融合構成還比較混淆，以下以 SmartX 的超融合軟件 SMTX OS 為例說明分布式存儲和其他模塊的關系。

其中分布式塊存儲，SMTX ZBS 是SMTX OS超融合軟件最核心的組件。它采用全分布式架構并且是完全符合軟件定義理念的。

SMTX ZBS 分布式存儲架構

除此之外，超融合基礎架構有更進一步的擴展，它強調以虛擬化計算（hypervisor）為核心，以軟件定義的方式整合包括虛擬化計算， 軟件定義存儲以及虛擬網絡資源。從筆者來看超融合基礎架構未來的可能性更多，可促進計算，存儲，網絡，安全，容災等等 IT 服務大融合，降低IT 基礎架構的復雜性，重新塑造”軟件定義的數據中心”。

超融合基礎架構的技術核心

超融合基礎架構可以說綜合了軟件定義存儲(SDS)，分布式存儲，甚至是 Server SAN 的許多優良特性，并且不難看出這些概念中都離不開一個關鍵詞——存儲。很明顯，超融合基礎架構的技術核心是存儲，存儲承載用戶數據，重要性不言而喻，另外超融合的各種高級功能（HA、在線遷移等等）都極度依賴存儲能力，存儲的擴展能力直接限制了超融合產品的擴展規模；存儲的自身的可管理性也制約了平臺的靈活性；考慮到超融合形態中，計算與存儲是同一軟件堆棧運行在服務器中的，它們之間是資源競爭的關系，因此在保障存儲軟件的穩定性和性能前提下，開銷越少越好了。

最后，總結一下超融合基礎架構對存儲的要求，可作為考察超融合中存儲能力的一些參考：

• 軟件定義 – 解除硬件綁定，可通過升級拓展更豐富的功能，自動化能力高
• 全分布式架構 – 擴展性好，消除單點故障風險
• 高可靠性 – 智能的故障恢復功能，豐富的數據保護手段
• 高性能 – 支持多種存儲介質，充分挖掘和利用新式硬件的性能
• 高度融合 – 架構簡單并易于管理