Программно-определяемое хранилище

Тип хранения компьютерных данных

Программно-определяемое хранилище ( SDS ) — маркетинговый термин для программного обеспечения для хранения компьютерных данных , которое обеспечивает предоставление и управление хранилищем данных на основе политик независимо от базового оборудования. Программно-определяемое хранилище обычно включает в себя форму виртуализации хранилища для разделения оборудования хранилища от программного обеспечения, которое им управляет. ^[1] Программное обеспечение, обеспечивающее среду программно-определяемого хранилища, может также обеспечивать управление политиками для таких функций, как дедупликация данных , репликация, тонкое предоставление , моментальные снимки и резервное копирование.

Аппаратное обеспечение программно-определяемого хранилища (SDS) может также иметь или не иметь собственное программное обеспечение для абстракции, объединения или автоматизации. При реализации в качестве программного обеспечения только в сочетании с обычными серверами с внутренними дисками оно может предполагать программное обеспечение, такое как виртуальная или глобальная файловая система . Если это программное обеспечение, наложенное на сложные большие массивы хранения, оно предполагает программное обеспечение, такое как виртуализация хранения или управление ресурсами хранения , категории продуктов, которые решают отдельные и разные проблемы. Если функции политики и управления также включают форму искусственного интеллекта для автоматизации защиты и восстановления, его можно рассматривать как интеллектуальную абстракцию. ^[2] Программно-определяемое хранилище может быть реализовано с помощью устройств по традиционной сети хранения данных (SAN) или реализовано как сетевое хранилище (NAS) или с использованием объектно-ориентированного хранилища . В марте 2014 года Ассоциация индустрии сетей хранения данных (SNIA) начала отчет о программно-определяемом хранилище. ^[3]

Индустрия программно-определяемых хранилищ

VMware использовала маркетинговый термин « программно-определяемый центр обработки данных » (SDDC) для более широкой концепции, в которой все виртуальные хранилища, серверы, сетевые и защитные ресурсы, необходимые приложению, могут быть определены программным обеспечением и предоставлены автоматически. ^{[4] [5]} Затем термин «программно-определяемое хранилище» приняли и другие более мелкие компании, такие как Cleversafe (приобретенная IBM ) и OpenIO .

Основываясь на схожих концепциях программно-определяемых сетей (SDN), ^[6] интерес к SDS возрос после того, как VMware приобрела Nicira более чем за миллиард долларов в 2012 году.

Поставщики хранилищ данных использовали различные определения для программно-определяемого хранилища в зависимости от их линейки продуктов. Ассоциация индустрии сетевых технологий хранения данных (SNIA), группа стандартов, попыталась разработать многовендорное, согласованное определение с примерами. ^[7]

Ожидается, что к 2023 году объем рынка программно-определяемых хранилищ достигнет 86 миллиардов долларов. ^[8]

Основываясь на концепции VMware, esurfing cloud запустил новый программно-определяемый продукт хранения данных под названием HBlock. HBlock — это легкий контроллер кластера хранения данных, работающий в пользовательском режиме. Его можно установить на любую операционную систему Linux как обычное приложение без доступа root и развернуть вместе с другими приложениями на сервере. HBlock объединяет неиспользуемое дисковое пространство на различных серверах для создания высокопроизводительных и высокодоступных виртуальных дисков. Эти виртуальные диски можно монтировать на локальные или другие удаленные серверы с использованием стандартного протокола iSCSI, оживляя ресурсы хранения на месте, не влияя на существующие операции и не требуя дополнительных закупок оборудования. ^[9]

Характеристики

Характеристики программно-определяемого хранилища могут включать следующие особенности: ^[10]

• Абстрагирование логических служб хранения и возможностей от базовых физических систем хранения, а в некоторых случаях и объединение в пулы по нескольким различным реализациям. Поскольку перемещение данных относительно дорого и медленно по сравнению с вычислениями и услугами, подходы к объединению иногда предлагают оставить его на месте и создать для него слой сопоставления, который охватывает массивы. Вот некоторые примеры:
  • Виртуализация хранения , обобщенная категория подходов и исторических продуктов. Массивы на основе внешнего контроллера включают виртуализацию хранения для управления использованием и доступом по дискам в пределах их собственных пулов. Другие продукты существуют независимо для управления по массивам и/или серверному DAS-хранилищу.
  • Виртуальные тома (VVols), предложение от VMware для более прозрачного сопоставления между большими томами и образами дисков виртуальных машин внутри них, чтобы обеспечить лучшую производительность и оптимизацию управления данными. Это не отражает новые возможности для администраторов виртуальной инфраструктуры (которые уже могут использовать, например, NFS), но оно предлагает массивам, использующим iSCSI или Fibre Channel, путь к более высокому административному рычагу для приложений управления кросс-массивами, написанных для виртуальной инфраструктуры.
  • Параллельный NFS (pNFS) — конкретная реализация, которая развивалась в сообществе NFS, но расширилась до множества реализаций.
  • OpenStack и его API Swift, Ceph и Cinder для взаимодействия с хранилищами, которые были применены ^{[ кем? ]} как к проектам с открытым исходным кодом, так и к продуктам поставщиков.
  • Ряд платформ объектного хранения также являются примерами реализаций программно-определяемого хранилища, например, Scality RING и проект с открытым исходным кодом Swift.
  • Ряд распределенных решений для хранения данных, таких как Gluster, являются хорошими примерами программно-определяемого хранилища.
• Автоматизация с политикой предоставления хранилища с соглашениями об уровне обслуживания, заменяющими технологические детали. Это требует интерфейсов управления, которые охватывают традиционные продукты массива хранения, как особое определение разделения «плоскости управления» от «плоскости данных» в духе OpenFlow . Предшествующие усилия по стандартизации в отрасли включали Инициативу по управлению хранилищем – Спецификация (SMI-S), которая началась в 2000 году.
• Аппаратное обеспечение общего пользования с логикой хранения, абстрагированной в программный слой. Это также описывается ^{[ кем? ]} как кластерная файловая система для конвергентного хранения .

Гипервизор хранения

В вычислительной технике гипервизор хранения — это программное обеспечение, которое может работать на физической серверной аппаратной платформе, на виртуальной машине , внутри ОС гипервизора или в сети хранения. Он может совместно размещаться с супервизорами виртуальных машин или иметь исключительный контроль над своей платформой. Подобно гипервизорам виртуальных серверов гипервизор хранения может работать на определенной аппаратной платформе, определенной аппаратной архитектуре или быть аппаратно-независимым. ^[11]

Программное обеспечение гипервизора хранилища виртуализирует отдельные ресурсы хранения, которые оно контролирует, и создает один или несколько гибких пулов емкости хранилища. Таким образом, оно разделяет прямую связь между физическими и логическими ресурсами параллельно с виртуальными гипервизорами сервера. Перемещение управления хранилищем на изолированный уровень также помогает увеличить время безотказной работы системы и высокую доступность . «Аналогичным образом гипервизор хранилища может использоваться для управления виртуализированными ресурсами хранения, чтобы повысить коэффициент использования диска, сохраняя при этом высокую надежность». ^[12]

Гипервизор хранения данных — централизованно управляемая программа контроля и управления — предоставляет полный набор функций управления и мониторинга хранения данных, которые работают как прозрачный виртуальный уровень в консолидированных дисковых пулах, повышая их доступность , скорость и использование.

Гипервизоры хранения данных повышают совокупную ценность нескольких дисковых систем хранения данных, включая разнородные и несовместимые модели, дополняя их индивидуальные возможности расширенными службами выделения ресурсов, защиты данных, репликации и ускорения производительности.

В отличие от встроенного программного обеспечения или прошивки контроллера диска , ограниченного упакованной системой хранения или устройством, гипервизор хранения и его функциональность охватывают различные модели, бренды и типы хранилищ [включая SSD ( твердотельные диски ), SAN ( сеть хранения данных ) и DAS ( прямо подключенное хранилище ) и унифицированное хранилище (SAN и NAS)], охватывая широкий диапазон ценовых и эксплуатационных характеристик или уровней. Базовые устройства не должны быть явно интегрированы друг с другом или связаны вместе.

Гипервизор хранения обеспечивает взаимозаменяемость оборудования. Аппаратное обеспечение хранения, лежащее в основе гипервизора хранения, имеет значение только в общем смысле с точки зрения производительности и емкости. Хотя базовые «функции» могут передаваться через гипервизор, преимущества гипервизора хранения подчеркивают его способность представлять единообразные виртуальные устройства и службы из разнородного и несовместимого оборудования, тем самым делая эти устройства взаимозаменяемыми. Непрерывная замена и подстановка базового физического хранилища может происходить без изменения или прерывания представленной виртуальной среды хранения.

Гипервизор хранения управляет, виртуализирует и контролирует все ресурсы хранения, выделяя и предоставляя необходимые атрибуты (производительность, доступность) и услуги (автоматизированное предоставление , моментальные снимки , репликация ) либо напрямую, либо через сеть хранения, в зависимости от потребностей каждой отдельной среды.

Термин «гипервизор» в термине «гипервизор хранения» так назван, потому что он выходит за рамки супервизора ^[13]; концептуально он на уровень выше супервизора и, следовательно, действует как следующий более высокий уровень управления и интеллекта, который находится выше и охватывает своим контролем контроллеры хранения на уровне устройств, дисковые массивы и промежуточное программное обеспечение виртуализации.

Гипервизор хранения также был определен как более высокий уровень программного обеспечения виртуализации хранения ^[14] , обеспечивающий «Консолидацию и стоимость: Объединение хранилищ увеличивает использование и снижает затраты. Доступность бизнеса: Мобильность данных виртуальных томов может улучшить доступность. Поддержка приложений: Оптимизация многоуровневого хранения согласует затраты на хранение с требуемыми уровнями обслуживания приложений». ^[15] Этот термин также использовался в отношении вариантов использования, включая ссылку на его роль с виртуализацией хранения при аварийном восстановлении ^[16] и, в более ограниченном смысле, определялся как возможность миграции томов между сетями хранения данных. ^[17]

Сервер против гипервизора хранилища

Можно провести аналогию между концепцией гипервизора сервера и концепцией гипервизора хранилища. Виртуализируя серверы, гипервизоры сервера ( VMware ESX , Microsoft Hyper-V , Citrix Hypervisor, Linux KVM , Xen , z/VM ) увеличили коэффициенты использования ресурсов сервера и обеспечили гибкость управления за счет отделения серверов от оборудования. Это привело к экономии средств на инфраструктуре сервера, поскольку для обработки той же рабочей нагрузки требовалось меньше физических серверов, а также обеспечило гибкость в административных операциях, таких как резервное копирование, отказоустойчивость и аварийное восстановление.

Гипервизор хранилища делает для ресурсов хранилища то же, что гипервизор сервера делал для ресурсов сервера. Гипервизор хранилища изменяет способ обработки гипервизором сервера ввода-вывода хранилища для получения большей производительности от существующих ресурсов хранилища и повышает эффективность потребления емкости хранилища, предоставления хранилища и технологии моментальных снимков/клонов. Гипервизор хранилища, как и гипервизор сервера, повышает производительность и гибкость управления для улучшения использования ресурсов.

Смотрите также

• Гипервизор
• Программно-определяемые сети
• Программно-определяемый центр обработки данных

Ссылки

1. Маргарет Рауз. «Определение: программно-определяемое хранилище». SearchSDN . Tech Target . Получено 7 ноября 2013 г. .
2. Крис Поелкер (12 марта 2014 г.). «Основа облаков: интеллектуальная абстракция».
3. SNIA (март 2014 г.). «Технический документ: Программно-определяемое хранилище».
4. Арчана Венкатраман. "Software-defined datacenters demystified". Computer Weekly . TechTarget . Получено 7 ноября 2013 г. Термин software-defined datacenter (SDDC) приобрел известность в этом году во время ежегодной конференции по виртуализации VMworld 2012 [...] Software-defined datacenter — это ИТ-объект, в котором элементы инфраструктуры — сетевое взаимодействие, хранение, ЦП и безопасность — виртуализированы и предоставляются как услуга. Предоставление и эксплуатация всей инфраструктуры полностью автоматизированы программным обеспечением.
5. "Программно-определяемый центр обработки данных". Веб-сайт компании . VMware . Получено 7 ноября 2013 г.
6. Маргарет Рауз. «Определение: программно-определяемое хранилище». SearchSDN . Tech Target . Получено 7 ноября 2013 г. .
7. «Области технологического фокуса | SNIA».
8. "Процветающий рынок программно-определяемых хранилищ данных вырастет до 86 млрд долларов к 2023 году: отчет". FierceTelecom . 20 марта 2020 г. Получено 23.03.2020 г.
9. ​ www.infoq.cn . Проверено 16 апреля 2024 г.
10. Саймон Робинсон (12 марта 2013 г.). «Программно-определяемое хранилище: реальность, скрывающаяся за шумихой». Computer Weekly . Получено 7 ноября 2013 г.
11. «Сравнение технологий виртуализации».
12. Снайдер, Бретт; Рингенберг, Джордан; Грин, Роберт; Девабхактуни, Виджай; Алам, Мансур (9 июня 2014 г.). «Оценка и проектирование высоконадежных и высокоиспользуемых облачных вычислительных систем». Журнал облачных вычислений . 4 : 12. doi : 10.1186/s13677-015-0036-6 . S2CID  17909593.
13. "Определение глоссария гипервизора" (PDF) . Руководство пользователя Xen v2.0 для x86 (PDF) . Xen.org 20 августа 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 5 октября 2011 г. Получено 4 октября 2017 г.
14. "SearchStorage.com definition". Что такое виртуализация хранения? Определение на SearchStorage.com.
15. IBM SmartCloud Virtual Storage Center. IBM Redbooks. 6 марта 2015 г. ISBN 9780738440439.
16. Эриксон, Тодд (23 июня 2011 г.). "Статья SearchDisasterRecovery". SearchDisasterRecovery.com . Архивировано из оригинала 4 октября 2017 г. . Получено 4 октября 2017 г. .
17. Mearian, Lucas (23 ноября 2010 г.). "ComputerWorld Article". Архивировано из оригинала 4 октября 2017 г. Получено 4 октября 2017 г.