软件定义存储的现状和发展简介
软件定义存储
数据存储方式
01 简介
03 优势
目录
02 困难 04 隐形成本
05 三种选择
07 目标
目录
06 搭建原则
软件定义存储（SDS）是一种数据存储方式，所有存储相关的控制工作都仅在相对于物理存储硬件的外部软 件中。
软件定义存储中的软件一般由各个厂商或者高校的研究人员使用C语言或者其他编程语言编写的一套软件，主 要实现的功能就是整合散落的硬盘或者磁盘阵列，提高存储服务
困难
使用软件定义存储进行长期存储充满了诸多风险，例如数据位错误、硬盘故障、络攻击、人为失误以及自然 灾害等等。然而对数据进行长期存储除了要面对以上风险，还要考虑到其他问题，例如硬件架构、软件平台、应 用以及数据格式的变化等等。
与此同时，对于数据可访问性、协同性以及大数据分析与日俱增的需求也使得问题不仅仅停留在储存时限层 面，还要考虑到其可用性。
但是软件定义装置通常也是专有的，这也是很多IT专家希望在存储技术采用中所规避的。
隐形成本
然而，业内却鲜少提及SDS相关的潜在隐性成本。SDS可能带来的硬件混合以及匹配将反转集成软硬件到终端 用户的成本或风险。
在选择SDS产品时，评估厂商是否能够提供SDS的利好十分关键。
时代和技术都发生了某种程度的改变，有些人说驱动器的标准已经改进。但我认为，新的硬件技术，像是固 态存储每一天都在演进。如果我们延伸存储软件抽象化的能力到最大，它应该能够协调任何硬件。如果这将作为 SDS部署的理想状态，那么一个系统中可能的技术组合将是无限的。在这种设想之下，验证和集成新硬件技术的 职责和成本都将归于IT。
软件定义存储的概念很大。目前存储领域内的诸多形态的存储产品，如：存储虚拟化、Server SAN、超融合 架构（HCI）都是SDS的一部分。
软件的定义存储SDS
软件定义存储SDS摘要：软件定义存储, Software Defined Storage。
出现背景：应对数据暴增, 本钱降低到普通机架式服务器硬盘的价位, 兼容各种硬件的开放性, 可在线横向扩展; 哪些新的技术显著地改变了存储架构: SSD, SDS, CPU多核技术, 高速网络, 大容量服务器和磁盘, 多副本存储方式。
最近两、三年，在IT圈里，除了云计算、大数据、人工智能之外，最火的就属“软件定义〞了，先是有软件定义网络 (SDN,Software Defined Networking)，继而有软件定义数据中心(SDDC, SoftwareDefined Data Center)和软件定义存储(SDS, Software Defined Storage)。
自百度百家或微信公众号 - 乐生活与爱IT。
1.为何出现软件定义存储？1.1为何出现软件定义存储？人类各项发明、创新，大多都是为了更加的高效、方便、灵活，并且节省本钱。
例如，从种植业、畜牧业的出现，到蒸汽机的发明，到自来水、集中供电的出现，再到互联网的出现〔信息传递更快更高效，更省本钱〕，无一不是如此。
IT也不例外，以企业级存储为例，近10年来逐渐出现的自动分级、去重、压缩也是为了更高效地使用存储资源，更节省本钱。
而最近两三年，软件定义存储的出现，依然是为了这个需求。
伴随着需求，还有两大背景：一是，随着个性化、物联网、万联网的开展，数据以前所未有的速度迅猛增长，数据的存放、管理、优化、利用成为难题，用户面临着如下挑战：存储利用率低，数据僵化在某些硬件组件里，难以提供随需动态变化的服务等级，缺乏准确的控制，部署和调整存储资源需要经过复杂的流程〔例如需要应用管理员与存储管理员等进展协调〕，自动化程度低，对请求的响应慢，……。
二是，虚拟化、云计算和硬件技术的开展，使得软件定义成为可能；在此之前，存储用户也希望更加高效、简单、灵活，且本钱较低，但十年前，SSD和高速网络尚未出现或开展不够，分布式存储难以堪当重任；彼时虚拟化云计算还未出现或者尚未成熟，从存储中调用控制信息给前端应用或OS使用，去实现灵活敏捷的存储资源的部署，在那时还不是那么迫切。
云计算中的软件定义存储与分布式存储
云计算中的软件定义存储与分布式存储随着信息技术的不断发展和进步，云计算已经成为现代企业信息管理的重要手段。
然而，随之而来的数据爆炸和对数据存储的高要求，对存储系统提出了新的挑战。
为了满足这些需求，软件定义存储（Software-Defined Storage，SDS）和分布式存储被广泛应用于云计算环境，为企业提供了高效的数据存储和管理解决方案。
一、软件定义存储（SDS）软件定义存储是一种基于软件来实现存储功能的技术，通过将存储控制器与硬件存储解耦，实现存储资源的虚拟化和集中管理。
SDS不依赖于特定的硬件设备，而是通过软件定义的方式提供存储服务，使得存储系统更加灵活和可扩展。
1. 软件定义存储的特点软件定义存储具有以下几个显著特点：a. 虚拟化：SDS通过将存储资源虚拟化，使得用户可以根据实际需求灵活配置和调整存储空间，并实现对存储资源的集中管理。
b. 弹性扩展：SDS具有良好的可扩展性，可以根据业务需求快速添加和移除存储节点，实现存储资源的弹性扩展。
c. 自动化管理：SDS可以通过自动化的管理手段，实现对存储资源的智能化管理，提高存储系统的可用性和性能。
d. 数据安全性：SDS提供了多种数据保护和备份的机制，保证数据的安全性和可靠性。
2. 软件定义存储的应用软件定义存储广泛应用于云计算环境中，主要有以下几个方面：a. 虚拟化存储：SDS可以与虚拟化平台结合，为虚拟机提供高效的存储服务，提高虚拟化环境的性能和可用性。
b. 分布式存储：SDS可以实现分布式存储的功能，将多个存储设备组合成一个逻辑存储池，提供高可用性和扩展性的存储服务。
c. 大数据存储：SDS可以通过与大数据平台的结合，提供高性能和高可扩展性的存储解决方案，满足对大数据存储和分析的需求。
二、分布式存储分布式存储是一种将数据分散存储在不同节点上的存储技术，通过将数据切分成多个片段存储在不同的节点上，实现数据的分布式存储和管理。
分布式存储可以提供高可用性和可扩展性的存储服务，适用于大规模的数据存储场景。
软件定义存储技术的发展与应用
软件定义存储技术的发展与应用随着云端存储的普及和大数据应用的兴起，软件定义存储技术越来越成为存储业的重要一环。
它采用软件的方式控制存储系统的行为，把存储资源分配给不同的应用程序和用户，实现高效的存储管理和利用。
本文将从软件定义存储技术的发展历程和应用场景两个方面进行探讨。
一、软件定义存储技术的发展历程1. 传统存储方式的不足传统存储方式采用存储设备的硬件控制逻辑，存储与控制绑定在一起，难以灵活扩展和升级，并且造成存储资源的浪费。
此外，随着数据量的快速增长，存储系统的性能和可用性面临严峻挑战。
2. 软件定义存储技术的崛起为应对这些挑战，软件定义存储技术应运而生。
它采用软件化的存储控制方式，解除了存储设备与控制逻辑的绑定，实现了存储资源的灵活管理和动态分配，提高了存储系统的可扩展性和可用性。
3. 软件定义存储技术的演进软件定义存储技术从最初的存储虚拟化、存储控制器虚拟化、存储管理平台等基础技术，向着更加高级的存储服务平台和智能化管理平台方向发展。
同时，相关技术也涵盖了多种存储模式，如分布式存储、云存储、对象存储等。
二、软件定义存储技术的应用场景1. 云存储云存储是一种利用互联网实现数据存储和管理的方式，通过软件定义存储技术，实现了数据的集中管理、共享和备份。
它不仅能提高企业的数据安全性和可用性，还节省了大量存储成本。
2. 大数据处理大数据处理需要处理海量的数据，而传统的存储模式面临着数据存储、备份和传输等方面的瓶颈。
采用软件定义存储技术，可以实现更加高效的数据存储和传输，提高大数据处理的效率和准确性。
3. 虚拟化存储虚拟化存储是一种采用虚拟化技术实现存储资源的池化和动态管理的方式，它能实现数据的高效管理和分配，提高了存储系统的可用性和利用率。
软件定义存储技术在虚拟化存储方面有着广泛应用，实现了存储资源的灵活分配和动态管理。
4. 对象存储对象存储是一种基于对象的存储方式，它通过软件定义存储技术，实现了存储资源的大规模扩展和动态管理。
云计算中的软件定义存储技术
云计算中的软件定义存储技术云计算是近年来广受欢迎的一种计算机技术，能够提供高效、灵活的计算、存储和网络服务。
而软件定义存储技术作为其关键技术之一，也越来越受到关注。
本文将介绍云计算中的软件定义存储技术，包括其定义、分类、应用及发展趋势。
一、什么是软件定义存储软件定义存储（SDS）是一种新兴的存储技术，它将控制平面和数据平面物理分离，将存储控制软件部署在虚拟机或容器中，通过逻辑卷管理器（LVM）、分布式文件系统等技术，使用集群存储节点提供分布式存储服务。
其特点是具有高可用性、易于扩展、支持各种协议等。
二、软件定义存储分类目前，软件定义存储技术主要分为三类：块存储、文件存储和对象存储。
1.块存储块存储是一种适用于虚拟化、云计算等场景的存储形式，其提供的是一种块设备，支持基于块的协议，如iSCSI、FC等。
它可以在物理服务器和虚拟服务器之间提供数据共享，同时能够实现高可用、灵活扩展、数据冗余备份等功能。
2.文件存储文件存储是一种按文件访问的存储形式，它提供的是一种共享式的存储，例如NFS、SMB、CIFS等协议。
相较于块存储，文件存储可以在不同操作系统和平台之间实现数据共享，同时还可以提供更细粒度的数据访问控制等功能。
3.对象存储对象存储是一种以对象为中心的存储形式，它存储的是一种归档数据，例如图片、视频、文档等等，支持通过API进行存取。
对象存储提供了存储可扩展性、容错性、高性能等特性，并且支持多种访问协议，如AWS S3、OpenStack Swift等。
三、软件定义存储应用软件定义存储技术应用非常广泛，主要包括以下几个方面。
1.云存储软件定义存储技术为云存储提供了良好的支持，例如OpenStack的swift和Ceph都是使用软件定义存储技术来实现云存储服务的。
2.虚拟化存储虚拟化技术发展迅速，越来越多的企业开始使用虚拟化技术来实现服务器的资源共享。
而软件定义存储技术则是实现虚拟化存储的重要手段之一。
软件定义存储技术在数据中心中的应用
软件定义存储技术在数据中心中的应用随着数据量的不断增长和业务需求的增加，数据中心的存储设备逐渐呈现出多样化、分布式和虚拟化的趋势。
传统的存储设备在应付如此复杂的业务场景时，面临着瓶颈和限制。
随着软件定义存储技术的快速发展，数据中心的存储设备正在发生着改变。
本文将介绍软件定义存储技术在数据中心中的应用，并探究这项技术的优势和对未来的影响。
软件定义存储技术简介软件定义存储（SDS）技术是一种基于软件的存储解决方案，其特点是在软件层面上对存储资源进行虚拟化管理。
SDS摆脱了传统存储的硬件依赖，而是利用通用服务器和存储设备实现了高效的数据存储和管理。
SDS还具备自动化配置、应用可见性和资源池化等特性，极大的提高了存储的灵活性、可扩展性和可管理性。
1.存储管理和调度优化。
传统的存储硬件需要手动配置，并且无法自动识别和调整工作负载。
而SDS可以自动地、动态地平衡存储资源，实现针对不同应用场景的最优化的调度。
同时，SDS可以通过统一的存储管理范式对数据进行管理，为数据的备份、多地复制、负载均衡、故障处理等功能提供了更强的支持。
2.多租户共享存储。
许多数据中心需要将存储资源共享给多个应用或租户。
SDS提供了完整的虚拟化解决方案，通过对存储资源的虚拟化，实现了多租户的安全隔离、资源池化和动态分配。
对于某些不需要占用存储资源的应用程序，SDS可以通过存储资源动态分配和释放的方式实现更高的资源利用率。
3.数据可用性和易恢复性。
SDS在整个存储环境中实现了数据的高可用性和容错性，即使发生硬件故障，也能够有效地保证数据的完整性和可用性。
此外，SDS还拥有数据备份和数据恢复能力，使得数据的恢复时间更短、恢复速度更快。
升级到软件定义存储技术的意义对于数据中心来说，SDS技术带来了很多的优势。
首先，SDS可以提高存储资源的可用性和效率，最终提升整个业务系统的稳定性和可靠性；其次，SDS可以降低存储成本，提高存储的扩展性和可升级性；最后，SDS可以优化存储的使用效率，降低对存储资源的浪费。
软件定义存储(SDS)概述
软件定义存储（SDS）概述软件定义存储（Software Defined Storage，简称SDS）是一种以软件为中心的存储架构，通过将存储功能从硬件设备中解耦，实现了存储资源的虚拟化和集中管理。
SDS借助软件控制层的抽象和智能管理，为企业提供了更灵活、可伸缩和高效的存储解决方案。
本文将对软件定义存储的概念、特点以及优势进行综述。
I. 概念软件定义存储是一种将存储功能集中到控制层，通过软件实现对存储资源的管理、配置和分配的技术。
与传统存储架构相比，SDS通过软件的虚拟化和抽象层实现了存储设备间的解耦，使得存储资源可以集中管理和调度。
通过软件定义存储，企业可以将不同的物理存储设备（包括磁盘阵列、闪存、云存储等）整合为一个虚拟存储池，提供统一的数据访问接口。
II. 特点1. 虚拟化和集中管理：SDS将存储设备的物理细节隐藏，提供统一的控制接口和管理工具，实现了存储设备的虚拟化和集中管理。
管理员可以通过软件界面对存储资源进行统一管理、配置和监控，简化了存储管理的流程和操作。
2. 高度可伸缩性：SDS提供了高度可扩展的存储架构，可以根据业务需求灵活调整存储容量和性能。
通过添加或移除存储设备，管理员可以实现存储容量的无缝扩展，提升了存储系统的可伸缩性。
3. 弹性和灵活性：SDS允许管理员根据实际需求配置存储策略，如数据备份、快照、压缩和加密等。
存储策略可以基于业务需求进行调整，提供了更灵活的数据管理方式。
此外，SDS还支持数据迁移和复制等功能，可以实现数据的高效迁移和保护。
4. 高性能和可靠性：SDS通过智能的数据管理和分发策略，实现了数据的高速传输和访问。
根据业务需求和存储设备的特性，SDS可以自动将数据分发到最合适的存储设备上，提升了存储系统的性能和可靠性。
III. 优势1. 成本效益：SDS采用标准化的硬件设备，与专有的存储设备相比具有更低的成本。
同时，通过存储资源的虚拟化和集中管理，SDS可以实现存储资源的优化配置，提高存储资源的利用率，进一步降低存储成本。
网络中的软件定义存储技术
网络中的软件定义存储技术在信息化时代，数据的存储和处理已经成为各个领域不可或缺的重要环节。
而传统的存储方法已经不能满足大数据背景下的高效、灵活和安全的要求，因此软件定义存储技术应运而生。
本文将介绍网络中的软件定义存储技术，并探讨其在实际应用中的优势和挑战。
一、软件定义存储技术概述软件定义存储技术是一种将存储系统的控制平面和数据平面分离的新型存储架构。
传统的存储系统中，硬件设备与存储功能紧密耦合，而软件定义存储则将存储功能抽象为软件，通过在通用硬件平台上实现存储控制和数据处理，从而实现了存储系统的灵活性和可扩展性。
二、软件定义存储技术的优势1. 灵活性：软件定义存储技术可以根据实际需求动态调整存储系统的容量、性能和可靠性。
用户可以根据自己的存储需求对存储系统进行灵活配置，提高存储资源的利用率。
2. 可扩展性：软件定义存储技术采用分布式架构，可以根据业务需求无缝扩展存储容量和性能。
通过添加更多的存储节点，可以实现存储资源的弹性扩展，满足大规模数据处理的需求。
3. 高性能：软件定义存储技术通过利用多核处理器和高速网络等硬件资源，实现存储系统的并行计算和数据传输，从而提高系统的性能和响应速度。
4. 数据保护：软件定义存储技术具备数据冗余、快照和备份等功能，可以提供数据的高可靠性和安全性。
在存储系统发生故障时，可以通过数据冗余和备份，实现数据的快速恢复，降低数据丢失的风险。
三、软件定义存储技术的应用领域1. 云存储：软件定义存储技术为云存储提供了灵活的架构和高性能的数据处理能力。
通过软件定义的方式，可以实现云存储的动态配置和资源管理，提高存储资源的利用率。
2. 大数据分析：软件定义存储技术能够满足大数据分析对存储容量和计算能力的需求。
通过分布式存储和并行计算，可以提高大数据处理的效率和可靠性。
3. 虚拟化存储：软件定义存储技术可以实现虚拟化环境下的存储资源管理和数据流动控制。
通过对存储功能的抽象和集中管理，可以简化虚拟化存储的配置和维护。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
GB 时代 1996
2006Biblioteka TB 时代 2016PB 时代 2026
未来
把通用Server变成Server SAN
Server + SDS = Server SAN
SDS 软件定义存储
x86 标准化服务器
Server SAN 标准存储架构
SDS 软件定义存储以及分布式架构的出现，让x86标准化服务器化身为存储，企业级用户基于Intel 标 准化的x86服务器体系，就可以灵活构建弹性扩展与软硬件解耦的存储解决方案。
(Hyperconvergence)
*参考资料 • IDC: Worldwide Software-Defined Storage, 2014–2019 Forecast Report
▪ Licensed Software ▪ Commercial systems TB & $ ▪ Architectures
140
Ceph 2011年1月 - 2016年2月 每月“作者”数量
105
70
35
0 2011.012011.082012.032012.102013.052013.122014.07 2015.022015.09
351 3365
9.6X
8
111
13.9X
Ceph的CRUSH算法——均衡一致的智能数据分布
✓ 丰富的API体系 ✓ 监控/审计等管理API ✓ 增删改查等资源使用
API ✓ 扩容/换盘等运维API ✓ OpenStack/Docker
等云计算生态系统 API
统一存储
✓ 块设备存储 ✓ 对象存储 ✓ 文件存储 ✓ NFS/CIFS文件系统 ✓ Hadoop 大数据存
储 ✓ iSCSI/FC
Hyperscale Server SAN Storage
Overall Growth of Hyperscale Server SAN Storage is assumed to be (CAGR) 22.7%
发展 大潮流，Ceph块存储的发展速度远远超出文件存储的发展速度。 • 必然
Ceph还会继续火下去，因为它契合SDS的发展潮流——开源+通用平台。
Ceph，活跃的开源软件定义存储
4000
Ceph 2011年1月 - 2016年2月 每月commits数量
3000
2000
1000
0 2011.012011.082012.032012.102013.052013.122014.072015.022015.09
SNIA 对 SDS 包涵特征的完整描述
SNIA （Storage Networking Industry Association的简称，也即全球网络存储工业协会）
自动化
✓ 应用感知存储 ✓ 策略驱动存储 ✓ 冷热数据自动分层 ✓ 损坏数据自动重构 ✓ 扩容数据自动平衡 ✓ 故障自动检测自动恢
复
标准化
footprint
▪ Commercial systems TB & $
▪ Internal and DAS
▪ Open-source
▪ ODM/VAI
Software-Defined
Convergence
▪ Packaging ▪ Licensed software ▪ Mgmt. & Provisioning ▪ New Architectures
❖ 比如根据输入的物理逻辑拓扑，CRUSH可以选择性地进行 主机内部迁移，或者同一个机架/核心交换机迁移，大大减 小了迁移造成的资源损耗。同时根据集群状态进行数据分 布，能够充分兼容不同的存储设备。
IDC：企业存储的四大颠覆性技术
Flash
▪ HDD TB & $ ▪ Controller designs ▪ Internal and DAS
Cloud
存储体系的发展历程
块/文件 单机/DAS
SCSI SCSI/IDE
RAID HDD
计算虚拟化 块/文件
SAN/NAS iSCSI/FC/SAS
SAS/SATA RAID 2.0 HDD/SSD
分布式
存储与计算的界限开始融合 数据中心虚拟化 对象将在未来占据半壁江山 x86 Server 逐步替代专有存储 速度更快，接口标准更加统一 3D XPoint，基于内存接口 更分散/跨服务器/更安全 更快速度/更大容量/更高IOPS
软件定义存储的现状和发展
Ceph是开源SDS的明星
• Ceph确实很火 超过100位社区主要贡献者，来自Red Hat，Dreamhost，Mirantis，Suse，
Deutsch Telekom，巴特云。每月3000余次代码提交。 • 偶然 Ceph从最开始设计初衷的超算分布式文件系统，到无心插柳柳成荫，碰上云计算
扩展性
✓ 横向扩容 ✓ 数据资源分布式 ✓ 性能/容量线性增长 ✓ 可靠性随扩展提升 ✓ 存储基础设施无缝扩
容
透明性
✓ 通用硬件 ✓ 存储资源透明管理 ✓ 成本审计公开透明 ✓ 对SLA可控可管理
SNIA认为，存储服务的接口需要允许数据拥有者(存储用户)同时表达，对于数据和所需服务水准的需求。数据的需求，就是SDS建立在数据 路径(Data Path)的虚拟化，而控制路径(Control Path)也需要被抽象化成为存储服务。云、数据中心和存储系统，或者数据管理员能够被用于部 署这个服务(指Control Path)。
❖ 传统数据分布策略采用一致性哈希(DHT)算法决定数据分 布的策略，其将整个存储空间划分成虚拟的 N 个部分，然 后将这些虚拟节点平均分给 M 个物理节点。一致性哈希部 分解决了扩容导致的毁灭性数据迁移问题。但是随着集群 几何级增加导致的数据不均衡问题仍然存在。
❖ 而 Ceph使用的 CRUSH 算法通过增加多维参数来解决原来 的一致性哈希问题。简单而言，CRUSH 算法在原来的哈希 算法之上增加了物理部署逻辑和集群状态参数，使得在发 生集群数据迁移变化时，根据物理部署情况最小化数据迁 移量。
Wikibon Server SAN 下一个10年的市场预测 （2012-2027）
$70,000 $60,000 $50,000 $40,000
Overall Growth of Enterprise (Server SAN & Traditional) & Hyperscale Storage is assumed to be (CAGR) 4.2%