遇見未來 | 軟件定義數據中心：人類文明運行在軟件之上

互聯網及其延伸，正在導向我們走向一個新的時代，軟件技術在新一輪革命技術中毫無疑問是核心競爭力之一。C++語言發明人Biarne Stroustrup說，人類文明運行在軟件之上，也突出了軟件技術的重要地位。

什么是軟件定義？軟件定義在企業的數據中心中的表現是什么？如何發展這項技術？今天我們有幸邀請到了VMware存儲架構師Peter Ye（葉毓睿），分享他關于軟件定義存儲的深刻見解。

遇見未來 ? ??未來數據中心建設戰略之軟件定義專訪

軟件定義存儲（SoftwareDefined Storage，簡稱SDS）的首次提出是在2012年8月VMworld大會上，此次大會同時提出了軟件定義的數據中心（Software Defined Data Center，簡稱SDDC），SDS是SDDC的五大組成部分之一。

我在《軟件定義存儲:原理,實踐與生態》一書中，曾指出：軟件定義的存儲（SDS）是一個不斷進化的概念，在現階段看來，是指存儲資源由軟件自動控制，通過抽象、池化和自動化，將標準服務器內置存儲、直連存儲，外置存儲，或云存儲等存儲資源整合起來，實現應用感知，或者基于策略驅動的部署、變更和管理，最終達到存儲即服務的目標。

用戶在傳統數據中心建設中，大多是煙囪或豎井架構，也就是每上一套業務應用，需要申請和采購包括服務器、網絡和存儲在內的IT基礎架構硬件，這使得用戶在數字化轉型的時代，IT基礎架構的資源無法共享，存儲資源無法動態擴展，即刻交付。SDS是在虛擬化已經滲透到各行各業，云計算逐漸普及的大環境下，孕育而生的。

3、軟件定義經歷了哪些發展過程，目前的應用現狀以及其最佳應用場，還面臨哪些挑戰？

軟件定義為云而生，通過抽象、池化、自動化等步驟，實現IAAS（基礎架構即服務），幫助用戶共享計算網絡和存儲資源池，并能實現動態擴展，即刻交付和方便地變更資源，以動態地適應某一業務在不同時間段對于資源的SLA（服務等級協議）的要求。

目前SDS包括分布式存儲，分布式存儲有兩種部署形態，一種是計算和存儲相分離的，另一種是計算和存儲融合在同一個物理服務器節點上，也即超融合基礎架構。分離部署的方式，在大規模存儲資源池化，存放非結構化數據（如文檔，圖片，音視頻等）的場景中，應用較為廣泛。而超融合架構中，較多使用的場景包含VDI、集群管理、ROBO（遠程分支辦公室）、開發測試、備份與災難恢復。除此之外，由于VMware vSAN依托于vSphere ESXi這一穩定可靠的Hypervisor，并且自身擁有故障域、雙活（延伸集群）、而且支持vMotion/HA/FT等功能，使得越來越多的用戶將關鍵應用（如Oracle RAC、SAP、SQL Server等）放在了VMware vSAN上，根據2016年的數據統計，有64%的vSAN用戶，將其關鍵應用放在vSAN上。

在數據平面層涌現出可以采用基于標準商用硬件（如X86服務器）的分布式存儲或者HCI，降低了成本；控制平面層向上提供了存儲自動化（如存儲策略驅動）的資源部署和變更方式，使得云計算所需的存儲資源即刻交付成為可能。軟件定義存儲中的大類：HCI使得數據靠近計算，能讓SSD的性能發揮得淋漓盡致，性能更高，延時更低。

第一步是抽象，也即解耦，因為如果硬件被鎖定，存儲資源無法被靈活調用；

第二步是池化，也即虛擬化，這樣才能隨需分配，動態擴展；

第三步是自動化，存儲資源由軟件(Hypervisor或云管理軟件)來自動分配和管理。

經由抽象、池化和自動化，打破了信息孤島，也不再被供應商綁定，并支持動態擴展的。

6、軟件定義存儲如何實現數據保護，高可用和數據去重等？

在數據平面層的分布式存儲或者HCI，大多是通過類似互聯網分布式計算，也即多副本的方式來提供數據冗余，另外也有通過雙活（如vSAN 延伸集群）來提高可用性。為了解決存儲利用率，也有采用EC（糾刪碼）和去重壓縮的技術。

軟件定義存儲包含了存儲虛擬化，簡單理解，可以認為軟件定義存儲=存儲虛擬化+自動化，其實就是SDS的三步曲：抽象、池化和自動化。詳見《什么是存儲虛擬化？它與軟件定義存儲有何區別？》

都包含了控制平面和數據平面。軟件定義這個詞匯最早就是來源于軟件定義網絡（SDN），核心是控制平面和數據平面解耦，SDS在這一部分上收到了SDN的影響。

軟件定義的出現，是虛擬化已經滲透，云計算逐漸普及的大環境下，對于基礎架構層的迫切需求，打破了以往煙囪或豎井架構，使得資源能夠池化并自動化地被部署。迄今為止，云計算，尤其是私有云的最佳實踐方式就是軟件定義的數據中心，而且這個過程會持續很長時間，直至用戶邁向混合云。因此，毫無疑問，SDDC是數據中心的未來。

人類的文明運行在軟件和硬件結合的環境之上。實際上，正是因為硬件技術的突飛猛進地發展，才使得軟件定義有了騰挪的空間。早期，為了大規模生產，降低制造的復雜度和成本，許多功能都固化在硬件里，我們可以稱之為硬件定義。隨著日益增長的靈活性、自動化、多樣化、個性化定制的需求，由軟件來操控硬件資源的情況將越來越多、越來越廣。然而，軟件操控硬件的前提是，硬件的能力（例如性能、容量等）需要有富余。所以，硬件發展越快，軟件定義的發展才會更有潛力。另外，軟件的發展反過來也會影響硬件的發展，例如虛擬化軟件對芯片指令集的影響，分布式存儲軟件對網絡的影響。

11、軟件定義技術的發展與企業IT系統的云化有什么樣的關系，軟件定義將會給企業的云戰略，或者云戰略會給軟件定義數據中心帶來什么影響？企業該如何正確地看待未來數據中心的變革與方向？

前面提到，軟件定義為云而生。所有企業，在云戰略上，如果考慮混合云或者私有云，都必須認真思考如何利用現有的最佳實踐，也即軟件定義的數據中心來使云戰略落地。

12、VMware在軟件定義存儲方面有哪些主要的產品和解決方案，以后的戰略方向是什么樣的呢？

VMware的軟件定義存儲主要分為兩大部分，如下圖所示。

1）控制平面，即Storage Policy Based Management（基于存儲策略的管理），簡稱SPBM。

數據平面，即Virtual DataServices。分別有三個子類構成：Virtual SAN，VirtualVolumes和Cloud/Object Storage。

13、軟件定義將會給企業帶來什么樣的價值？

降低成本、提升性能、管理簡單靈活、擴展方便、即刻交付符合一定SLA標準的存儲資源。

在目前的市場上，軟件定義存儲有很多不同的解決方案，這些方案在系統架構設計和實現上有很大的不同之處，那么未來會朝著什么樣的方向發展呢？14

未來可能出現的軟件定義存儲，可大致分為如下六類：

1）與Hypervisor融為一體的SDS廠商，也即前述的VMware、Microsoft等。

2）與應用融為一體的超融合架構設備，通常俗稱一體機。

由于針對某一類特定業務，其工作負載相對固定，也比較容易在存儲曾針對這一特點進行優化，例如針對數據庫的有：云和恩墨、天璣數據、沃趣（已被華勝收購）、成都文武信息等；針對VDI的一體機；針對SAP的一體機；并行數據庫一體機 （如MonDb）, 數據分析一體機 （Greeplum），也許未來還會有針對Exchange的、針對SQL Server的一體機；從業務應用來看，也許還會有針對視頻監控，針對媒資管理等，針對某一行業的某一類應用。

3）擁有某一項或幾項出色功能的新SDS廠商。雖然沒有與Hypervisor或者應用融合。但靠著它的獨特或先進的功能，依然贏得用戶的青睞；

4）針對云平臺或者Hypervisor生態鏈，專注某垂直領域的SDS廠商，例如針對AWS的SoftNAS，針對vSphere的Tintri；現階段針對Hypervisor進行拓展和優化的，應該有不少生存空間；針對公有云的，可能在晚些年陸續出現更多的初創廠商。

5）傳統外置磁盤陣列的轉型嘗試，如HP StorVirtual、EMC vVNX、NetApp OnTap Edge等。

6）云計算公司的的轉型嘗試，如公有云提供商青云推出超融合一體機等。

7）包括冷存儲在內的對象存儲。

初期，必須圍繞著數據平面下功夫，提供穩定性和可靠性，甚至可能針對業務應用進行優化；將來，數據平面同質化后，應該開始向控制平面層對接，以更好的為存儲自動化服務。

跨界與融合、機遇與挑戰、個人與企業、現在與未來。讓各行業、企業，以及每一個向未來而努力的人，聽見時代最前沿的聲音，見證成長！

華為云

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