两大主流存储架构介绍：软件定义存储与超融合

大数据、云计算和虚拟化等技术的出现，使得传统的 IT 架构难以满足企业日益增长的数据存储需求。为应对这一挑战，软件定义存储（SDS，Software Defined Storage）和超融合基础架构（HCI，Hyper-Converged Infrastructure）应运而生，打破了传统 IT 系统复杂和繁冗的现状，优化了网络的可扩展性和管理方式。

企业对数据服务的需求变得更加复杂、精细和个性化，对数据存储的高可靠性、高性能、高扩展以及面向云架构的延伸能力等层面提出了更高的要求。虚拟化和云技术的发展和成熟转变了数据中心的设计、建造、管理和运维方式，这种变革使软件定义存储越来越有吸引力。

一、软件定义存储

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。这个软件不是作为存储设备中的固件，而是在一个服务器上或者作为操作系统（OS）或hypervisor的一部分。

软件定义存储是一个较大的行业发展趋势，这个行业还包括软件定义网络（SDN）和软件定义数据中心（SDDC）。和SDN情况类似，软件定义存储可以保证系统的存储访问能在一个精准的水平上更灵活地管理。软件定义存储是从硬件存储中抽象出来的，这也意味着它可以变成一个不受物理系统限制的共享池，以便于最有效地利用资源。它还可以通过软件和管理进行部署和供应，也可以通过基于策略的自动化管理来进一步简化。

软硬解耦、易于扩展、自动化、基于策略或者应用的驱动是软件定义存储的特征。就业务应用来说，即不限制上层应用，不绑定下层硬件；除了提供块存储，也可以在同一平台提供文件、对象、HDFS 等存储服务，实现非结构化数据的协议互通；同时应具备完善的监控能力，实现应用感知。

开放化和水平扩展是软件定义存储的两大特点。开放化意味着接口标准化、服务原子化，保证客户的应用系统能够以最顺畅的方式对接基础存储设施，可微调解决方案细节，达成高质量的服务。水平扩展则是云计算弹性环境的必然要求，在移动互联网环境下，业务应用的负载量是突发式、潮汐式、难以精确预测的，应用要求存储的容量和性能都必须能够线性扩展以满足上层应用需求。

软件定义存储产品在提供高可靠和高可用服务能力的同时，集成了数据智能处理和分析能力，简化了海量数据处理所需的基础设施，帮助客户实现数据互通、资源共享、弹性扩展、多云协作，有效降低用户的使用成本。

二、超融合基础架构

超融合基础架构（Hyper Converged Infrastructure，或简称“HCI”）是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素，而多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池。超融合（甚至超超融合）在本地很容易实现：将计算、网络和存储都集成在一个设备内，并且通过它由供应商预先配置好且差不多到手就可以使用。HCI是实现“软件定义数据中心”（SDDC）的终极技术途径。HCI类似Google、Facebook后台的大规模基础架构模式，可以为数据中心带来最优的效率、灵活性、规模、成本和数据保护。

超融合基础架构是一种软件定义的 IT 基础架构，它可虚拟化常见 “硬件定义” 系统的所有元素。超融合基础架构包含的最小集合是：虚拟化计算、虚拟存储和虚拟网络；超融合系统通常运行在标准商用服务器上。

超融合基础架构除对计算、存储、网络等基础元素进行虚拟化外，通常还会包含诸多 IT 架构管理功能，多个单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块的无缝横向扩展，形成统一资源池。

超融合基础架构通过为企业客户提供一种基于通用硬件平台的计算存储融合解决方案，为用户实现可扩展的 IT 基础架构，提供高效、灵活、可靠的存储服务。

超融合基础架构继承了融合式架构的一些特性，同样都是使用通用硬件服务器为基础，将多台服务器组成含有跨节点统一储存池的群集，来获得整个虚拟化环境需要的效能、容量扩展性与数据可用性，可透过增加群集中的节点数量，来扩充整个群集的运算效能与储存空间，并透过群集各节点间的彼此数据复制与备份，提供服务高可用性与数据保护能力。而为能灵活地调配资源，超融合架构也采用了以虚拟机(VM)为核心，软件定义方式来规画与运用底层硬件资源，然后向终端用户交付需要的资源。

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参考资料：

CAICT 中国信通院. 下一代数据存储技术研究报告

孙振正，龚靖，段勇，雷俊智. 面向下一代数据中心的软件定义存储技术研究

钱朝阳，陆明胜. 浅谈超融合基础架构