軟件定義的存儲(chǔ)：功能強(qiáng)大但不簡(jiǎn)單

軟件定義的存儲(chǔ)（SDS）使存儲(chǔ)智能與底層存儲(chǔ)設(shè)備分離。環(huán)境將多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備編排到在物理存儲(chǔ)層之上運(yùn)行的軟件存儲(chǔ)管理層中。通過(guò)將智能升級(jí)，客戶可以購(gòu)買支持SDS策略驅(qū)動(dòng)的工作負(fù)載處理，負(fù)載平衡，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，復(fù)制，快照和備份的商用硬件。SDS無(wú)需購(gòu)買昂貴的專有NAS或SAN，而是在商品硬件和標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)上運(yùn)行。

就目前而言，這是事實(shí)。但是，一些SDS供應(yīng)商，尤其是僅軟件銷售商，聲稱硬件無(wú)關(guān)緊要。但是，對(duì)于軟件定義的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，硬件選擇至關(guān)重要。

確實(shí)，軟件定義的存儲(chǔ)用戶可以使用商用硬件，并避免使用具有內(nèi)置存儲(chǔ)智能功能的昂貴的SAN或NAS。但是，軟件定義的存儲(chǔ)用戶仍然需要將SDS與硬件集成，并設(shè)計(jì)物理基礎(chǔ)架構(gòu)，因此可以優(yōu)化軟件定義的存儲(chǔ)層。

優(yōu)化軟件定義的架構(gòu)

存儲(chǔ)IO路徑很復(fù)雜，并且要經(jīng)過(guò)多個(gè)階段，并且路徑問(wèn)題很容易損害服務(wù)質(zhì)量（QoS）和性能。當(dāng)管理員在已經(jīng)很復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)之上添加軟件定義的存儲(chǔ)時(shí)，復(fù)雜性會(huì)增加，性能和QoS可能會(huì)遭受更大的損失。

SDS用戶可以通過(guò)將其軟件定義的存儲(chǔ)與虛擬數(shù)據(jù)中心及其物理基礎(chǔ)架構(gòu)仔細(xì)集成來(lái)避免路徑問(wèn)題。例如，與SDN管理器協(xié)調(diào)SDS設(shè)計(jì)，以優(yōu)化虛擬路徑，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包路由和服務(wù)質(zhì)量。

但是，許多SDS管理員將大部分資源用于集成軟件定義的數(shù)據(jù)中心，而沒(méi)有將足夠的精力放在將SDS與物理層集成上。這種疏忽會(huì)嚴(yán)重影響您的SDS項(xiàng)目。

將軟件定義的存儲(chǔ)與硬件集成的好處

正確集成硬件的SDS設(shè)計(jì)的好處可能是巨大的。

·通過(guò)策略驅(qū)動(dòng)的性能和RTO / RPO設(shè)置優(yōu)化應(yīng)用程序工作負(fù)載。

· SDS從存儲(chǔ)系統(tǒng)中匯集存儲(chǔ)容量，并將其提供給在軟件定義層中運(yùn)行的應(yīng)用程序。簡(jiǎn)化了配置，并且策略驅(qū)動(dòng)的軟件管理不同應(yīng)用程序的SLA和QoS。

·管理員集中管理邏輯存儲(chǔ)池，而不是登錄和注銷設(shè)備級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)。集中管理使IT人員可以跨單個(gè)邏輯基礎(chǔ)架構(gòu)創(chuàng)建安全性和策略，而不是在設(shè)備級(jí)別創(chuàng)建不同的接口。

· SDS通過(guò)動(dòng)態(tài)配置簡(jiǎn)化了擴(kuò)展。管理員可以輕松添加服務(wù)器，而無(wú)需手動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)和負(fù)載平衡。

· SDS具有強(qiáng)大的安全性。并非所有SDS產(chǎn)品都得到同等開(kāi)發(fā)，但是這些環(huán)境至少應(yīng)啟用加密，多租戶邏輯層，并在管理界面上使用易于理解的報(bào)告進(jìn)行強(qiáng)大的日志記錄和監(jiān)視。

這些都是強(qiáng)大的好處。但是，如果您的軟件定義的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)不能與基礎(chǔ)物理設(shè)備順利集成，那么對(duì)您來(lái)說(shuō)，這一切都不會(huì)很好。讓我們談?wù)勅绾未_保它能做到。

SDS設(shè)計(jì)技巧1：了解您的存儲(chǔ)要求

首先要做的是確定工作負(fù)載及其各自的應(yīng)用程序，服務(wù)器和客戶端。要查看的典型特征包括基線IOP和峰值IOP，吞吐量，等待處理的隊(duì)列深度，延遲，正在主動(dòng)更改的數(shù)據(jù)部分（工作IO），變化模式以及維護(hù)備份所需的吞吐量性能視窗。您可能還需要查看其他特征，例如是否存在加密以及順序數(shù)據(jù)與隨機(jī)數(shù)據(jù)的比率。

現(xiàn)在確定它們的性能和存儲(chǔ)容量要求，以及數(shù)據(jù)保護(hù)將如何工作。通過(guò)性能，容量和數(shù)據(jù)保護(hù)需求（包括RTO和RPO）識(shí)別應(yīng)用程序工作負(fù)載。將優(yōu)先級(jí)應(yīng)用程序分配給快速SSD和磁盤。

對(duì)輔助工作負(fù)載執(zhí)行相同的操作。確定特性，例如備份流的存儲(chǔ)位置，復(fù)制流的位置以及為備份工作負(fù)載保留的存儲(chǔ)容量。規(guī)劃備份和存檔所需的存儲(chǔ)容量。盡管可能會(huì)在磁帶上或在云中長(zhǎng)期保留數(shù)據(jù)，但您可能希望將一些高優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用程序連續(xù)備份到SDS底層的存儲(chǔ)硬件。典型的容量因素包括數(shù)據(jù)的現(xiàn)有大小及其每月，每?jī)赡昊蛎磕甑脑鲩L(zhǎng)率以及預(yù)定的保留期。

SDS設(shè)計(jì)技巧2：了解供應(yīng)商和硬件兼容性

一旦確定了工作負(fù)載，性能特征和容量需求，便可以尋找SDS供應(yīng)商并優(yōu)化物理存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)。在部署新的軟件和硬件時(shí)，請(qǐng)小心部署推薦的固件和驅(qū)動(dòng)程序。

請(qǐng)記住，直到2015年，大多數(shù)新的存儲(chǔ)硬件都無(wú)法自動(dòng)與SDS軟件配合使用。后果包括SDS無(wú)法識(shí)別新設(shè)備或新介質(zhì)，磁盤扇區(qū)和整個(gè)磁盤故障，以及使用單獨(dú)的軟件和硬件管理界面對(duì)集成問(wèn)題進(jìn)行故障排除的難度。

從那以后，還構(gòu)建硬件的SDS供應(yīng)商一直在為SDS堆棧開(kāi)發(fā)，而僅軟件的開(kāi)發(fā)人員正在改進(jìn)參考體系結(jié)構(gòu)。這就引出了使用商品硬件并避免供應(yīng)商鎖定的問(wèn)題，但是已經(jīng)有所改進(jìn)。

不過(guò)，在研究SDS系統(tǒng)的存儲(chǔ)硬件時(shí)，不要做任何假設(shè)。深入研究兼容性和最佳實(shí)踐。

SDS設(shè)計(jì)技巧3：為當(dāng)前和將來(lái)的彈性而設(shè)計(jì)

選擇了SDS和物理存儲(chǔ)供應(yīng)商后，您將需要設(shè)計(jì)SDS環(huán)境。設(shè)計(jì)彈性，以便您的環(huán)境可以經(jīng)濟(jì)高效地?cái)U(kuò)展以滿足您不斷發(fā)展的存儲(chǔ)需求。

在設(shè)計(jì)彈性時(shí)，請(qǐng)?jiān)陂_(kāi)始之前了解當(dāng)前和將來(lái)的閾值。了解您的存儲(chǔ)配置（包括群集節(jié)點(diǎn)，用于不間斷流量的冗余網(wǎng)絡(luò)連接）和性能的正常運(yùn)行時(shí)間要求和彈性目標(biāo)。

請(qǐng)注意SDS，存儲(chǔ)介質(zhì)，處理器和RAM上的可伸縮性和增長(zhǎng)特性。并且確保知道更新固件和驅(qū)動(dòng)程序有多容易（或沒(méi)有）。您需要做的最后一件事是使您的整個(gè)管理團(tuán)隊(duì)保持警惕，并在每次需要升級(jí)固件時(shí)關(guān)閉SDS系統(tǒng)幾個(gè)小時(shí)。

SDS設(shè)計(jì)技巧4：完成設(shè)計(jì)

請(qǐng)記住，您的SDS在物理存儲(chǔ)之上運(yùn)行。仔細(xì)設(shè)計(jì)性能和容量，以便物理層將正確支持您的軟件定義的存儲(chǔ)環(huán)境。

確定要部署的存儲(chǔ)池群集數(shù)量，并了解配置和添加新池的過(guò)程。沒(méi)有正確或錯(cuò)誤的方法：大型存儲(chǔ)池可進(jìn)行集中管理和故障排除，但存儲(chǔ)介質(zhì)故障會(huì)在整個(gè)SDS中蔓延。在這種情況下，如果管理員的管理時(shí)間不多，您可能更希望維護(hù)較小的存儲(chǔ)池。

通過(guò)將高性能應(yīng)用程序鏡像到池中或多個(gè)池中的不同存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)構(gòu)建冗余，或?qū)⑵媾夹ｒ?yàn)用于歸檔等低寫應(yīng)用程序。奇偶校驗(yàn)和鏡像均可讓您復(fù)制數(shù)據(jù)集，并考慮在SSD或HDD發(fā)生故障時(shí)為重新分配的數(shù)據(jù)保留池容量。

確定所需的存儲(chǔ)介質(zhì)大小以及RAM和CPU要求。您希望有足夠的大小來(lái)容納當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)器，并且具有輕松的可伸縮性，因此您可以簡(jiǎn)單地添加更多機(jī)箱并根據(jù)需要重新分配磁盤驅(qū)動(dòng)器。

性能和容量至關(guān)重要。請(qǐng)記住，計(jì)算SSD性能具有兩個(gè)維度：數(shù)據(jù)可以同時(shí)訪問(wèn)的SSD數(shù)量，以及SSD能夠同時(shí)處理多少數(shù)據(jù)的能力。還請(qǐng)考慮您的SSD和HDD的類型和大小。存儲(chǔ)分層在這里發(fā)揮了作用，許多管理員選擇了Tier 0的SSD和SSD以及Tier 1的快速磁盤。

處理器和RAM不一定與媒體性能和容量一樣重要，但取決于數(shù)據(jù)流量的處理點(diǎn)，它們可能非常重要。如果是在物理網(wǎng)絡(luò)層（例如RDMA網(wǎng)卡）上處理的，則您的存儲(chǔ)處理器不必承擔(dān)所有繁重的工作。如果存儲(chǔ)處理器確實(shí)處理流量，那么您將需要高性能處理器來(lái)處理高優(yōu)先級(jí)流量。如果要執(zhí)行諸如在群集節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行重復(fù)數(shù)據(jù)刪除等操作，RAM會(huì)有所不同。

現(xiàn)在您已經(jīng)計(jì)劃了基礎(chǔ)存儲(chǔ)基礎(chǔ)，請(qǐng)同樣仔細(xì)地規(guī)劃虛擬基礎(chǔ)。知道您計(jì)劃從多少虛擬磁盤開(kāi)始，并了解如何隨著時(shí)間擴(kuò)展它們。請(qǐng)記住，您在群集節(jié)點(diǎn)中創(chuàng)建的虛擬磁盤越多，管理和負(fù)載平衡所花費(fèi)的時(shí)間就越多。SDS為虛擬磁盤管理提供的智能越多，您的工作就越容易。還要記住，您使用的虛擬磁盤越多，為回寫緩存保留的容量就越大。

當(dāng)然，虛擬磁盤的總大小將取決于存儲(chǔ)層的實(shí)際大小。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分配和回寫緩存的保留容量中的因素。虛擬磁盤的大小可以達(dá)到TB，但峰值工作負(fù)載不應(yīng)超過(guò)閾值性能或容量設(shè)置。運(yùn)行較大的工作負(fù)載時(shí)，較小的磁盤大小可能更可靠。

購(gòu)買之前，請(qǐng)先了解磁盤扇區(qū)的大小。例如，如果您的虛擬OS和應(yīng)用程序支持本機(jī)4KB扇區(qū)磁盤，那么您將獲得更好的寫入性能，并在可靠性和容量方面獲得一些好處。當(dāng)然，您可以使用具有512字節(jié)仿真功能的4K磁盤來(lái)實(shí)現(xiàn)向后兼容性，但這不會(huì)為您帶來(lái)與本機(jī)4KB相同級(jí)別的好處。

SDS設(shè)計(jì)技巧5：管理軟件和物理層

監(jiān)控SDS體系結(jié)構(gòu)的軟件和硬件方面是兩個(gè)不同的接口，如果您要分別管理多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，則需要更多接口。SDS管理將存儲(chǔ)從其物理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中抽象出來(lái)，并在邏輯層進(jìn)行管理。它管理硬件存儲(chǔ)設(shè)備的策略，但不管理硬件。諸如互連模塊和磁盤故障之類的常見(jiàn)事件可能會(huì)破壞整個(gè)軟件定義的存儲(chǔ)環(huán)境。

缺點(diǎn)是管理員必須單獨(dú)對(duì)物理層進(jìn)行故障排除和管理，而不是集中管理存儲(chǔ)堆棧。部署SDS不一定會(huì)破壞交易。SAN和NAS硬件已經(jīng)非常復(fù)雜，并且嘗試更改應(yīng)用程序路徑和配置非常耗費(fèi)時(shí)間和資源。SDS當(dāng)然可以簡(jiǎn)化這些更改，從而減少了管理磁盤設(shè)備和SDS所需的資源。

通過(guò)使用具有冗余群集，動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和自我修復(fù)機(jī)制的強(qiáng)大硬件體系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化硬件故障排除。還要查找專門為運(yùn)行SDS堆棧而設(shè)計(jì)的參考體系結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)設(shè)備。投資于其他軟件，例如驅(qū)動(dòng)器監(jiān)視實(shí)用程序。

軟件定義的存儲(chǔ)：功能強(qiáng)大但不簡(jiǎn)單

SDS體系結(jié)構(gòu)可以節(jié)省金錢和時(shí)間。當(dāng)管理員成功集成存儲(chǔ)軟件和硬件并根據(jù)其存儲(chǔ)需求自定義它們時(shí)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)顯著的改進(jìn)并節(jié)省成本。

沒(méi)有人說(shuō)這很容易。虛擬化環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)之一是它們可以在各種存儲(chǔ)，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)組件上運(yùn)行。但是，當(dāng)管理員希望將這些平臺(tái)組合到單個(gè)虛擬SDS中時(shí)，他們不能簡(jiǎn)單地期望它們能夠自動(dòng)無(wú)縫地工作。

這就是為什么存儲(chǔ)管理員需要花費(fèi)時(shí)間和精力來(lái)確保其硬件可靠且具有容錯(cuò)能力，并且能夠與軟件定義的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)很好地集成在一起。只有這種級(jí)別的集成，SDS才能使用靈活和動(dòng)態(tài)的策略正確管理存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

為此，您可以為SDS和硬件集成創(chuàng)建清晰的知識(shí)和實(shí)施計(jì)劃，并從一開(kāi)始就給您的團(tuán)隊(duì)足夠的時(shí)間來(lái)優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而做到這一點(diǎn)。在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)花費(fèi)正確的資源將有助于確保SDS部署將成為現(xiàn)在和將來(lái)所需的一切。

原文標(biāo)題：軟件定義存儲(chǔ)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：5個(gè)關(guān)鍵提示

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