引言安全、便捷和可拓展的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)是發(fā)揮數(shù)據(jù)價值的前提條件。海量數(shù)據(jù)增長、業(yè)務(wù)需求迫切、運維難度加大等一系列現(xiàn)實問題對企業(yè)的數(shù)據(jù)存儲帶來了巨大的挑戰(zhàn)。軟件定義存儲作為主流的云存儲架構(gòu)，其基于硬件解耦、軟件定義、彈性擴展、資源融合的核心架構(gòu)思想，具備優(yōu)于傳統(tǒng)存儲架構(gòu)的通用性、擴展性、性價比、一致性等相關(guān)特性，適用于需求快速更迭、空間收放頻繁、混合云和大數(shù)據(jù)集群等應(yīng)用場景，為企業(yè)海量數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用提供了更多的技術(shù)選擇。面對數(shù)據(jù)增長帶來的挑戰(zhàn)，很多企業(yè)現(xiàn)有的FTP、NAS、Windows共享等存儲共享方式已逐漸難以滿足企業(yè)數(shù)據(jù)存儲和管理的業(yè)務(wù)需求。據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，至2025年，全球創(chuàng)建、獲取和復(fù)制的數(shù)據(jù)量將增至175ZB，其中，企業(yè)存儲的數(shù)據(jù)量將會占據(jù)全球總數(shù)據(jù)量80%以上。這一數(shù)據(jù)表明企業(yè)正迅速成為生產(chǎn)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的主要載體，加上目前我國正處于云計算的高速發(fā)展時期，企業(yè)上云成為必然趨勢。越來越多的企業(yè)選擇將日常辦公數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)、歸檔數(shù)據(jù)、靜態(tài)歷史數(shù)據(jù)等活動性不強的海量數(shù)據(jù)移入云存儲資源池甚至直接推向云端，靈活、便捷、可拓展的軟件定義存儲得到了更多企業(yè)的關(guān)注。一、軟件定義存儲的現(xiàn)狀（一）軟件定義存儲的定義軟件定義存儲（SDS，SoftwareDefinedStorage）是指存儲資源由軟件自動控制，通過抽象、池化和自動化等一系列處理后，將標準服務(wù)器的內(nèi)置存儲、直連存儲，外置存儲，或者云存儲等資源整合起來，實現(xiàn)應(yīng)用無感知或者基于策略驅(qū)動的自動化部署、變更和管理，最終達到存儲即服務(wù)的目標。軟件定義的思想最初來源于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN），軟件定義存儲的架構(gòu)核心思想在于硬件解耦、軟件定義、彈性擴展、資源融合。1、硬件解耦。軟件定義存儲拋棄了專用定制的存儲硬件產(chǎn)品，采用標準的通用硬件平臺，使存儲的發(fā)展擺脫了硬件廠商的綁定，大大降低了存儲部署的復(fù)雜性和成本。2、軟件定義。存儲功能的實現(xiàn)完全依賴于軟件組件，而與硬件無關(guān)，這樣天然為云計算管理平臺實現(xiàn)對存儲資源的自動化調(diào)度管理和用戶自服務(wù)提供了可能性。同時在架構(gòu)上實現(xiàn)了軟件自愈性，只要系統(tǒng)可用容量具備，存儲系統(tǒng)的組件故障就可以被自主修復(fù)。3、彈性擴展。軟件定義存儲的分布式架構(gòu)決定了存儲系統(tǒng)可以按照資源池化管理，系統(tǒng)可以根據(jù)實際的容量和性能需求進行部署，同時伴隨需求的變化而靈活擴展。4、資源融合。軟件定義存儲在實際市場應(yīng)用中結(jié)合需求進一步拓展了技術(shù)外延。如超融合架構(gòu)將存儲資源與計算資源進行了融合，為客戶帶來更加靈活便捷的基礎(chǔ)服務(wù)能力。未來可能與網(wǎng)絡(luò)資源進行融合，將整個基礎(chǔ)架構(gòu)的硬件資源完全模塊化。（二）軟件定義存儲的發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)IDC發(fā)布的2020年前三個季度中國存儲市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)，SDS替代傳統(tǒng)存儲的步伐開始加速。

在報告期間，整個中國存儲市場，各存儲類別份額變化較大。傳統(tǒng)企業(yè)存儲系統(tǒng)TESS，市場份額從65.4%下降到59.2%，失去6.2%份額；超融合HCI，市場份額從17.4%增長到18.6%，增長1.2個百分點；軟件定義存儲SDS，市場份額從17.2%增長到22.2%，增長了5個百分點。從統(tǒng)計信息看出，傳統(tǒng)存儲失去的份額，分別被SDS與HCI搶占了80%與20%。從絕對份額來看，SDS是22.2%，而HCI是18.6%，說明SDS市場空間相較HCI更大。SDS的增幅最高。SDS在2020年前三個季度的整體漲幅是47.1%，其中20Q3出現(xiàn)井噴行情，市場增幅高達62.3%。從SDS行業(yè)使用情況來看，政府、電信、金融是其使用量的TOP3行業(yè)。金融行業(yè)雖然偏保守，但采用SDS的形態(tài)企業(yè)在增多，特別是對象存儲，在幫助金融創(chuàng)新方面發(fā)揮了諸多作用。而且，2020年金融行業(yè)也超過了教育行業(yè)，進入前三。二、技術(shù)優(yōu)勢及適用場景（一）軟件定義存儲的技術(shù)優(yōu)勢基于軟件定義存儲的設(shè)計理念及其所采用的技術(shù)線路，相對傳統(tǒng)存儲架構(gòu)方案主要存在以下技術(shù)優(yōu)勢。1、硬件通用。使用X86服務(wù)器、SSD磁盤等通用硬件，消除了硬件鎖定帶來的問題，靈活性強；2、良好的擴展性。可以通過增加存儲服務(wù)器的方式便捷拓展，適應(yīng)數(shù)據(jù)量不斷增加的業(yè)務(wù)需求；3、低成本。用普通X86服務(wù)器代替了專用存儲硬件，大大降低了投入成本。4、高性能。相較于傳統(tǒng)存儲架構(gòu)，軟件定義存儲架構(gòu)由多個存儲服務(wù)器共同承擔(dān)負載，所以擁有更高的性能，能滿足高性能需求；5、多副本的一致性。多副本備份機制在讀取數(shù)據(jù)失敗的時候，能通過其他副本恢復(fù)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原副本，從而保證副本的總數(shù)固定；6、自動化程度高。通過簡化管理，降低存儲基礎(chǔ)架構(gòu)的運維開銷；7、標準接口。支持API

管理、發(fā)布和運維設(shè)備和相對應(yīng)的服務(wù)；8、虛擬化數(shù)據(jù)路徑。支持多種標準協(xié)議，允許應(yīng)用通過塊存儲，文件存儲或者對象存儲接口寫入數(shù)據(jù)；9、透明度。為用戶提供管理和監(jiān)控存儲的可用源與開銷。提供方便易用的管理界面，實現(xiàn)存儲集群的靈活部署和監(jiān)控運維。集群系統(tǒng)可以靈活的增加和刪除節(jié)點，可以自動實現(xiàn)集群的故障恢復(fù)、數(shù)據(jù)均衡等功能，減低甚至無需人工干預(yù)。軟件定義存儲既能提供塊存儲或者對象存儲服務(wù)，又可以和計算節(jié)點緊密結(jié)合，提供計算存儲的融合方案。在企業(yè)云架構(gòu)實踐中，可以提供虛擬機精確控制、與應(yīng)用高度整合高性能要求、與vSphere相同級別的應(yīng)用和數(shù)據(jù)移動性、快速調(diào)配零停機操作、按需動態(tài)擴展、支持VDI和大數(shù)據(jù)等新應(yīng)用等優(yōu)于傳統(tǒng)存儲產(chǎn)品的新特性。軟件定義存儲的興起，簡化了存儲的管理、降低了總擁有成本、實現(xiàn)了端到端的SLA交付，為解決云化數(shù)據(jù)中心當(dāng)前所面臨的問題和挑戰(zhàn)，提供了新的解決方案。（二）軟件定義存儲的適用場景在云化數(shù)據(jù)中心的管理中，軟件定義存儲可以最大程度地減少管理成本和管理工作，以滿足具有不可預(yù)測工作負載和/或動態(tài)工作負載的應(yīng)用的性能需求。結(jié)合其技術(shù)特性和優(yōu)勢可以用于企業(yè)中以下各種真實的業(yè)務(wù)場景。1、快速迭代的業(yè)務(wù)環(huán)境隨著企業(yè)越來越多的參與市場活動，交互型系統(tǒng)顯得越來越重要，當(dāng)系統(tǒng)不再僅限于后臺交易，越來越多的用戶活動加入，業(yè)務(wù)迭代的速度也將越來越快，對于存儲的靈活性要求越來越高，而且業(yè)務(wù)場景和壓力也不可預(yù)知，對于存儲的多個維度也提出了更高的要求。2、涉及到大量存儲的新分回收的環(huán)境傳統(tǒng)存儲領(lǐng)域，由于涉及到光纖布線，交換機ZONE劃分,存儲卷映射等復(fù)雜步驟操作，存儲的新分和回收流程相對復(fù)雜，且容易出現(xiàn)差錯。軟件定義存儲可以運用快速的部署和數(shù)據(jù)遷移能力，簡化了存儲的分配回收流程。3、混合云存儲環(huán)境在基礎(chǔ)設(shè)施云化的IT環(huán)境中，通用云管理平臺缺乏管理異構(gòu)存儲平臺的能力，要實現(xiàn)存儲的虛擬化和自動化管理，要求實現(xiàn)存儲與主機的融合，從性能，敏捷度和自動化管理層面，軟件定義存儲為云環(huán)境提供企業(yè)的存儲創(chuàng)造了可能。4、大數(shù)據(jù)集群如果大數(shù)據(jù)例如Map-Reduce等集群計算方案解決了計算能力瓶頸，軟件定義存儲則為數(shù)據(jù)IO瓶頸開拓了新的疆域，Hadoop等大數(shù)據(jù)結(jié)合SDF相關(guān)技術(shù)，將大大加速基于持久化大數(shù)據(jù)的處理、運算和分析。5、數(shù)據(jù)庫集群環(huán)境（例如MySQL）開源生態(tài)下的數(shù)據(jù)庫環(huán)境，可以架設(shè)在軟件定義存儲環(huán)境之上，并有望通過定制優(yōu)化數(shù)據(jù)庫代碼，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫集群的低成本和高效訪問。6、鍵值數(shù)據(jù)的分布式存儲業(yè)務(wù)對于推薦系統(tǒng)，搜索引擎等來說，分布式鍵值存儲的意義越來越重要，對存儲效率也提出了極高的要求。7、災(zāi)難備份/恢復(fù)環(huán)境目前部分廠商的軟件定義存儲產(chǎn)品已經(jīng)逐漸開始兼容與傳統(tǒng)存儲的災(zāi)備連通，通過創(chuàng)建SDF與傳統(tǒng)存儲之間的容災(zāi)關(guān)系實現(xiàn)，借助存儲虛擬化工具，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)級的災(zāi)備。同時也可以用來充當(dāng)數(shù)據(jù)備份介質(zhì)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速備份和恢復(fù)。三、軟件定義存儲賦能業(yè)務(wù)發(fā)展軟件定義存儲通過近幾年的快速發(fā)展，特別是在當(dāng)前企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和云化建設(shè)的趨勢之下，其使用范圍不斷擴大，進一步賦能業(yè)務(wù)發(fā)展。以下將以某保險企業(yè)實際案例為例，介紹軟件定義存儲對現(xiàn)有存儲架構(gòu)的優(yōu)化和提升。（一）項目背景保險企業(yè)對云對象存儲的需求主要來自業(yè)務(wù)系統(tǒng)和存儲運維管理。其中業(yè)務(wù)系統(tǒng)方面的需求主要包括影像系統(tǒng)后端存儲的升級改造、雙錄系統(tǒng)存儲建設(shè)。而運維對云對象存儲的需求則更傾向于存儲安全性、容量和性能擴展性以及存儲管理便捷性等方面。（二）業(yè)務(wù)需求在線票據(jù)影像場景主要處理小文件，實時性能要求較高，目前以集中式NAS建設(shè)為主。票據(jù)影像系統(tǒng)壓力場景在于處理海量文件歸檔，性能要求不高但容量增長較快。系統(tǒng)需存儲海量非結(jié)構(gòu)化小文件，在線存儲成本高，容量有限，備份和恢復(fù)效率要求很高。在業(yè)務(wù)特性方面，業(yè)務(wù)主要發(fā)生在白天6-8小時，上傳和查詢比為1:3；平均每交易產(chǎn)生10個文件，文件平均大小100-200KB；要求批量查詢耗時小于3秒；上傳業(yè)務(wù)以突發(fā)性（有一定周期性）寫為主（文件寫操作，有一定量的寫合并），4K和128K占較大比例；下載業(yè)務(wù)以持續(xù)較隨機讀為主，IO大小4K-32K。在功能特性需求方面，需具備WORM、一體化備份、快照及遠程復(fù)制功能。（三）解決方案采用軟件定義存儲架構(gòu)方案，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行遷移整合，實現(xiàn)了項目預(yù)期目標。解決方案的物理架構(gòu)如下：邏輯架構(gòu)如下：（四）項目成效軟件定義存儲的實施給企業(yè)現(xiàn)有的集中式SAN和NAS存儲帶來了更多的活力，是對傳統(tǒng)存儲架構(gòu)的有效補充，增強了企業(yè)存儲系統(tǒng)應(yīng)對日益變化的前端業(yè)務(wù)需求的靈活性。由于軟件定義存儲產(chǎn)品普遍采用了商用x86硬件的分布式架構(gòu)，因此較之于傳統(tǒng)集中式的存儲解決方案，這種新的平臺可以有更靈活的橫向在線擴展能力，從而可以輕松應(yīng)對業(yè)務(wù)規(guī)模、數(shù)據(jù)量驟增帶來的后端存儲壓力。另外在軟件定義存儲平臺解決了企業(yè)海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲需求的同時，通過其分布式架構(gòu)天然具有的容災(zāi)特性可以輕松構(gòu)建跨多站點的災(zāi)備方案。再者，借助軟件定義存儲對文件多版本的支持以及比傳統(tǒng)存儲更高的可用性、可靠性和可維護性指標，同時也成為了一個免備份的數(shù)據(jù)保護平臺，從而可以進一步降低企業(yè)IT系統(tǒng)的TCO。結(jié)語隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的應(yīng)用和部署，海量的數(shù)據(jù)以前所未有的增長趨勢沖擊著現(xiàn)有存儲技術(shù)架構(gòu)。存儲設(shè)備技術(shù)不僅要應(yīng)對