“軟件定義”是IT世界最熱的詞之一，從軟件定義網絡(SDN)、軟件定義存儲(SDS)、軟件定義數據中心(SDDC)，再到軟件定義一切(SDE)。SDS是軟件定義中相對比較具體，比較容易落地的概念，但是業界對SDS解讀和定義非常多，讓人無所適從。SDS到底是什么?我們該如何理解其本質?技術發展到什么階段，行業對SDS的態度和看法?我們存在哪些問題和挑戰，要不要向SDS轉型?如果轉型，我們準備好了么，該怎么擁抱SDS，讓IT平滑過渡?

面對一系列問題，試著從What、Where、Why、How四個方面，梳理SDS的脈絡，找出其內涵和本質，借助第三方數據判斷其發展階段，分析自身存儲的問題和面臨的挑戰。最后結合云的大趨勢，介紹統一管理面雙模數據面的雙模存儲架構如何將SDS落地實現，傳統企業存儲和SDS在數據中心應用場景，存儲服務該怎么設計，業務需求如何轉換為存儲需求。

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What

SDS是什么?

IDC、Gartner、SNIA等第三方機構都對SDS進行了定義和說明，還有很多出版發行的書籍也對SDS有一些理解，各方的視角不同、方法不同、觀點不同，但相同的是SDS核心概念和分類。

提到SDS不得不說軟件定義其它概念SDE (Software Defined Everything)、SDI(Software Defined Infrastructure)、SDDC(Software Defined Datacenter)、SDN(Software Defined Network)等，軟件定義的本質對現實世界的抽象建模和算法，以SDDC為例，其主要特點有虛擬化(標準化、易擴展的共享資源池)、可編程(API可編程設備、計算存儲網絡軟件控制器)、抽象化(分層抽象建模，應用與基礎專業之間，基礎專業相互之間并行解耦運維)、服務化(服務化封裝交付，動態分配綁定、自動化編排調度)、分布式(大規模分布式計算、存儲、網絡集群擁有獨立分離的管理控制軟件)。SDS是SDDC的組成部分，包含了幾乎所有SDDC特性，比如共享資源池、抽象建模、可編程、分布式和服務化。

SDS的核心概念比較多，IDC和Gartner對其進行分類。IDC將SDS分為SDSControllerSoftware和ServerBaseStorage，Gartner將SDS分為ManagementSDS和Infrastructure SDS，兩種分類方法通俗的講是管理面SDS和數據面SDS。OpenStack的Cinder屬于典型的管理面SDS，CEPH則屬于典型的數據面SDS。

Where

SDS當前處于什么發展階段?

大家都在熱談SDS，一大批產品出現，大批客戶或在研究或已經使用，那么SDS目前處于什么發展階段呢?從存儲技術的HypeCycle 2016和2017對比看，ManagementSDS還處于萌芽期，發展速度很慢，2017從High降低到Moderate，說明發展態勢并不太好。InfrastructureSDS即將渡過“熱情高漲”時期，說明已經有大量的技術前沿客戶部署，同時Open-SourceStorage與InfrastructureSDS趨勢趨同，略有延后。SDS熱度的“熱源”，就是來自InfrastructureSDS和Open-SourceStorage。

Why

驅動力

在云的大趨勢下，傳統數據中心遇到很多問題和挑戰，這些問題和挑戰是SDS重要的驅動力。

一、傳統數據中心往往是面向設備和技術，而不是面向服務，與云的服務化、自動化思路不符

• 用戶申請存儲資源的場景PK：

傳統數據中心DBA與存儲管理員的對話：

DBA：“我需要5塊VMAX的LUN，每塊100GB，用在AIX環境，性能越快越好，最好是雙活的，……”。

存儲管理員：“VMAX沒有資源了，VSP行不行”

DBA：“VSP怎么樣，比VMAX快不快”

存儲管理員：“兩個產品性能指標相差不大”

DBA：“以前都是VMAX，VSP到底行不行”

存儲管理員：“……”

軟件定義數據中心DBA與存儲管理員對話：

DBA：“我需要1TB SAN存儲用于聯機交易數據庫，響應時間要求<3ms，IOPS不低于5000”。

存儲管理員：“好嘞，”

存儲資源管理方式PK：

傳統數據中心：“我有2臺DS8800，2臺VMAX，1臺SVC”

軟件定義數據中心：“我有1個資源池，可用性：園區雙活99.999%，性能：<3ms，功能：Thin，分層，復制”

二、傳統數據中心運維存在效率低和風險大的問題

人工操作導致效率低下。存儲管理員從收到請求、準備變更、審批變更、實施變更，至少一周以上，無法滿足業務快速部署要求，與云的按需供應相去甚遠。

存儲的標準化程度低導致運維復雜。一個數據中心可能有N個品牌、N個型號、N個規格、N人N種操作方法。

復雜環境的人工操作是產生事故的主要原因。復雜環境下，人工操作很難執行標準化操作，變更失誤的可能性大幅提高。人執行操作，無論怎么控制都無法根本上杜絕誤操作。

三、傳統存儲的縱向擴容方式越來越不能適應云環境

在一個傳統數據中心，SAN存儲資源不夠，會考慮新購一臺或者在原有設備上擴容，兩種方式都存在一些弊端。新購一臺，意味著擴容步長就是一臺存儲的容量，對于大型數據中心尚可，對于中小型數據中心，一次擴容相當于1-2的需求，擴容的資源面臨長時間閑置。在原有設備上擴容，則意味著要接受比原有設備更高的價格，擴容還會收到容量上限約束。因此，縱向擴容的技術限制，導致容量規模受限，擴容方式成本高，擴容周期不靈活等等局限性。

四、SDS成為解除“廠商綁定”的重要技術

被廠商綁定是數據中心普遍存在的現象，這里說的綁定不完全代表“貶義”，是相對于自主可控而言的。如果技術實力足夠強，可以自主可控，減少廠商綁定，如果技術實力不夠強，或者重心不在存儲技術，也可以選擇“被綁定”。

自主可控的程度大致可以分為集中情況：SAN或NAS，軟件和硬件都需要依賴廠商;商用的分布式存儲軟件(比如VSAN、Nutanix)，則只需要依賴軟件廠商，硬件采用標準、通用的X86服務器;開源的分布式存儲軟件(比如CEPH)，則安全自主，不依賴軟件和硬件廠商。

SDS，特別是開源的SDS成為自主可控，不再被廠商綁定的一種可選的技術路線，逐漸成為一種趨勢。

五、云的大趨勢驅動SDS發展

公有云服務商AWS、阿里云、騰訊云等，互聯網公司Facebook、新浪等幾乎全部采用自主研發的分布式存儲，從SDS定義來看，公有云的分布式存儲也屬于SDS一種，公有云的SDS已經成為一種趨勢，勢不可擋。

開源SDS的興起，CEPH是InfrastructureSDS的代表，Openstack Cinder、Manila是ManagementSDS的代表。Openstack與CEPH已經成為一種標準組合，正在各個行業應用，需要密切關注。

How

順勢而為

一、 趨勢分析

正如HypeCycle報告中預測，ManagementSDS還處于萌芽期，InfrastructureSDS剛剛渡過高漲期，接下來還需要一定時間的冷靜期，預計5-10年大規模應用。

不過我認為Gartner有點保守，在云的大趨勢下，Infrastructure SDS在3年內估計就會普及，需要密切關注，提前使用或者儲備基礎。Server SAN是ManagementSDS的主要實例化形態，今后將逐漸取代傳統存儲，詳細內容可以參考Wikibon分析報告

ManagementSDS產品Openstack的Cinder、Swift、Manila發展最好，但是受Openstack整體影響較大，Openstack屬于另一個話題，不在本文討論。無論ManagementSDS今后怎么發展，其抽象建模、自動自助、可編程、服務化的核心本質不變，現在就需要加大投入。

SDS的應用場景很多，在企業環境，SDS主要應用在VM環境，數據庫場景應用還較少;互聯網公司SDS主要應用在VM、圖片、視頻、郵件等環境;商業軟件占主導地位，開源逐漸成熟。

二、 統一管理面雙模數據面策略

InfrastructureSDS是未來趨勢，但是傳統數據中心的關鍵應用仍然依賴IOE的E，預計未來一段時間將維持兩者共存的局面，即雙模數據面。面對雙模數據面，ManagementSDS可以對兩個平面統一抽象建模、統一編程、統一資源池管理、統一服務接口，形成統一的管理面。

技術視角：傳統企業存儲與分布式軟件定義存儲共存，標準化配置和參數

服務視角：統一的存儲服務設計，按需自助服務、敏捷彈性交付存儲服務

運維視角：統一的運維體系設計，存儲資源池化、標準化的分層模型

三、 統一管理面雙模數據面架構

虛擬機、數據庫和文件是三種主要的數據存儲形式，各有各的特點，對存儲的需求各不相同，在統一管理面雙模數據面架構中的關系如下圖所示。

虛擬機構建在虛擬化平臺之上(主流的KVM、VMware等)，主要運行應用的Web和AP，當前階段大多數企業已經實現應用的集群化，具備橫向擴容能力和容錯能力。因此虛擬機環境更適合運行在SDS環境，利用SDS的分布式能力，更好的配合應用集群橫向擴展。虛擬化環境采用SDS已被很多企業采用，正成為一種趨勢。

SDS的出現，數據庫的存儲有了更多的選擇，隨著SDS在可用性、性能、成本的優勢不斷增強，非核心業務的數據庫會率先向SDS遷移。

SDS最初的應用場景是分布式文件系統和對象存儲，也是SDS最成熟的場景，AWS的S3，百度云盤、微盤等都是基于對象存儲實現。除了互聯網、公有云之外，企業中也在廣泛應用對象存儲，但是由于數據中心原有應用一般采用文件訪問接口，無法平滑移植到對象存儲，NAS存儲在一段時間內也會存在。

無論哪種應用、哪種存儲形式，都可以基于統一的管理平面進行抽象建模、編排調度、自動化和資源池管理。管理平面屬于云平臺的一部分，北向提供API接口，南向通過驅動調用各種形態的存儲，編排調度可以在管理平面實現，也可以現在放在云平臺統一調度。

四、 存儲服務和資源池化

服務化是ManagementSDS的基礎，將雙模數據面中的存儲進行抽象建模，形成標準的服務規格、SLA、計量和計費。存儲服務最核心的兩個緯度是可用性和性能，通過對可用性和性能數據統計分析建模，形成相應的級別。下圖是存儲服務級別的一個示例，可以根據自身情況進行調整。TierI、II、III是可用性的三個級別，分別代表99.999%、99.995%、99.99%可用性級別。Diamond、Platinum、Gold、Silver、Bronze是五個性能級別，每個級別表示不通的響應時間和IOPS指標。將可用性和性能級別的交叉矩陣就是可以提供的存儲服務全集，再根據自身需求和技術發展情況確定要提供的存儲服務。

五、 業務需求通過自動化編排映射到服務能力

存儲服務對外通過API暴露自身的能力，業務需求通過統一的編排調度，將業務需求“翻譯”成對應的能力，最終交付合適的存儲服務。