無論是企業(yè)內(nèi)部部署數(shù)據(jù)中心還是高性能計(jì)算(HPC)環(huán)境，存儲都是其計(jì)算領(lǐng)域中比較棘手的問題之一。存儲系統(tǒng)必須具有足夠的容量和性能，才能滿足應(yīng)用程序和用戶的需求，而且更為復(fù)雜的是，不同的工作負(fù)載對性能的要求也不同。

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對于企業(yè)而言，這種需求通常采用存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)來滿足，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)通過高性能數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將服務(wù)器集群連接到一個(gè)或多個(gè)外部存儲陣列，而存儲陣列則提供了服務(wù)質(zhì)量、復(fù)制和快照等功能。

最近，軟件定義的存儲解決方案已被推廣為一種更具可擴(kuò)展性和更經(jīng)濟(jì)高效的替代方案，它將存儲添加到符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器機(jī)箱中，并使用軟件層(如VMware vSAN或Red Hat Gluster)從這些資源創(chuàng)建共享存儲池。

但是，軟件定義的存儲有其自身的缺點(diǎn)，尤其是如果組織在與存儲相同的服務(wù)器集群上運(yùn)行應(yīng)用程序(例如超融合基礎(chǔ)設(shè)施)，則會(huì)消耗寶貴的CPU周期。根據(jù)一些估計(jì)，這種負(fù)載最多可以占用CPU時(shí)間的25%。

Nebulon公司是一家提供存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)和軟件定義存儲替代方案的廠商，成立于2018年的Nebulon公司最近推出了一個(gè)稱之為云定義存儲平臺，因?yàn)樗迷仆泄艿目刂破脚_來配置和管理存儲硬件。該公司稱，這使IT管理人員可以管理多個(gè)站點(diǎn)中的數(shù)千臺服務(wù)器，同時(shí)降低成本和IT人員在運(yùn)營上花費(fèi)的時(shí)間。

該公司首席執(zhí)行官Siamak Nazari認(rèn)為，降低企業(yè)的存儲成本和復(fù)雜性是Nebulon公司的目標(biāo)之一，他與Nebulon公司的其他幾位員工一樣，曾是3PAR公司的高級管理人員，后來該存儲公司被HPE公司收購。他講述了自己曾經(jīng)與一位首席信息官進(jìn)行的對話。

這位首席信息官問道：“我們花費(fèi)大量費(fèi)用購買存儲，并需要設(shè)置多個(gè)層次，但是我們購買的這些服務(wù)器中都有這樣的插槽。為什么讓我購買這些額外的存儲設(shè)備?為什么不能直接使用服務(wù)器上已有的大量存儲插槽呢?”

當(dāng)然其答案是：使用服務(wù)器的內(nèi)置存儲通常需要額外的軟件層。Nazari表示，這可能會(huì)以無法預(yù)料的方式與操作系統(tǒng)交互，并導(dǎo)致兼容性問題，甚至影響關(guān)鍵應(yīng)用程序的性能。

他說：“這些人已經(jīng)嘗試過軟件定義的存儲或超融合，但由于軟件定義存儲附帶的服務(wù)級別協(xié)議或工作負(fù)載限制，他們最終將采用外部存儲陣列。”

Nebulon公司的架構(gòu)可以看作是傳統(tǒng)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)和軟件定義存儲的一種混合體，它們都借鑒了兩者的某些方面。它使用每個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)內(nèi)的PCIe適配卡來控制存儲驅(qū)動(dòng)器，就像傳統(tǒng)上安裝RAID控制器一樣，Nebulon公司將其稱為服務(wù)處理單元(SPU)。每個(gè)SPU都運(yùn)行數(shù)據(jù)服務(wù)，并且由于它直接控制存儲驅(qū)動(dòng)器，因此該公司將其比喻為在每臺服務(wù)器內(nèi)部都有一個(gè)小型化的存儲陣列控制器。

如果只是這樣，那么Nebulon公司提供的存儲平臺與外部存儲陣列相比就沒有什么優(yōu)勢。但是，其每個(gè)SPU適配器還具有自己的網(wǎng)絡(luò)端口，這些端口通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將其鏈接到其他服務(wù)器節(jié)點(diǎn)中的其他SPU，以及用于管理網(wǎng)絡(luò)的單獨(dú)連接。一組SPU可以通過管理層連接到一個(gè)邏輯分組中，以形成一個(gè)共享存儲池或數(shù)據(jù)域，Nebulon公司稱之為nPod。SPU就是一個(gè)全長雙寬度PCI-Express 3.0適配器，并基于運(yùn)行在3GHz的八核Arm片上系統(tǒng)(SoC)以及專用于處理加密服務(wù)的加速器芯片。每個(gè)SPU卡都有兩個(gè)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的25Gb/s以太網(wǎng)端口，以與其他SPU鏈接;還有一個(gè)用于獨(dú)立管理結(jié)構(gòu)的1Gb/s端口，用于與Nebulon控制平臺鏈接。Nebulon公司表示，該卡本身可作為系統(tǒng)的SAS主機(jī)總線適配器(HBA)，從而避免了特殊驅(qū)動(dòng)程序的需要。

一個(gè)nPod或數(shù)據(jù)共享域中最多可以鏈接32個(gè)SPU，每個(gè)SPU卡最多可以控制24個(gè)SSD硬盤。由于支持高達(dá)4TB的SSD硬盤容量，每個(gè)nPod均可擴(kuò)展以包含PB級的容量。Nebulon公司表示，目前，nPod只能擴(kuò)展到單個(gè)站點(diǎn)以外的任何地方，但是以后可能會(huì)增加對擴(kuò)展集群的支持。

Nebulon公司認(rèn)為，這種安排的優(yōu)勢在于，每個(gè)SPU適配器基本上獨(dú)立于其主機(jī)服務(wù)器，它不依賴主機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問。因此，如果主機(jī)因某種原因崩潰，只要系統(tǒng)仍在供電，SPU將繼續(xù)提供存儲服務(wù)。同樣，SPU不會(huì)占用任何CPU周期或系統(tǒng)內(nèi)存來提供存儲服務(wù)，這意味著整個(gè)主機(jī)處理能力都專用于運(yùn)行應(yīng)用程序。Nazari認(rèn)為，另一個(gè)好處是，整個(gè)解決方案最終的成本大約是企業(yè)存儲陣列部署成本的一半。

他解釋說：“這主要是因?yàn)槠髽I(yè)在利用商業(yè)化、成本較低的服務(wù)器固態(tài)硬盤，而不是存儲供應(yīng)商在其系統(tǒng)中銷售的特殊SSD硬盤，這些產(chǎn)品基本上都是由服務(wù)器供應(yīng)商提供的。”

Nebulon公司能夠利用服務(wù)器供應(yīng)商提供的成本較低的服務(wù)器SSD硬盤，因?yàn)檫@將是該公司走向市場的一條必經(jīng)之路。它已經(jīng)與HPE公司和Supermicro公司簽署了一項(xiàng)協(xié)議，該協(xié)議將在構(gòu)建時(shí)將Nebulon SPU作為其某些服務(wù)器模型的選件提供，并且顯然還有第三方供應(yīng)商加入了該協(xié)議，但尚未公開名稱，Nazari認(rèn)為，服務(wù)器供應(yīng)商還可以充當(dāng)客戶支持的聯(lián)系點(diǎn)。

他說，“正如客戶要求在其數(shù)據(jù)中心提供更少的組件一樣，他們也要求更少的供應(yīng)商，這使得客戶基本上不會(huì)以供應(yīng)商的身份與我們打交道，他們只是從OEM廠商處購買產(chǎn)品，并簽署合同協(xié)議和服務(wù)協(xié)議，所有這些事情都是通過客戶與OEM廠商簽訂的現(xiàn)有協(xié)議來完成的。”

Nebulon架構(gòu)的另一個(gè)值得注意的方面是，其控制平臺與SPU硬件分離，并作為云托管服務(wù)交付，其名稱為Nebulon ON，而SPU運(yùn)行一個(gè)名為nebOS的輕量級存儲操作系統(tǒng)?？梢哉J(rèn)為這類似于軟件定義的網(wǎng)絡(luò)將控制平臺與數(shù)據(jù)平臺分離，以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上提供基于策略的集中式控制，而不是將控制器嵌入每個(gè)物理交換機(jī)的方式。

Nebulon解決方案工程高級總監(jiān)Martin Cooper表示：“如果查看傳統(tǒng)的存儲軟件堆棧，則該軟件堆棧中約有25%是非常優(yōu)化的小型軟件，圍繞整個(gè)存儲IO進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，寫入數(shù)據(jù)、讀取數(shù)據(jù)、重復(fù)數(shù)據(jù)消除、數(shù)據(jù)壓縮、加密、數(shù)據(jù)復(fù)制、快照，所有這些IO內(nèi)容大約占軟件堆棧的25%，而其中75%是管理報(bào)告和編排。有趣的是，當(dāng)拆分這種關(guān)系時(shí)，可以從云平臺中將所有管理和業(yè)務(wù)流程作為服務(wù)交付。”

Nebulon公司聲稱，盡管可以從基于云計(jì)算的控制臺更新固件，但SPU卡上運(yùn)行的那些存儲平臺功能(例如數(shù)據(jù)壓縮和快照)往往不會(huì)頻繁更改。相比之下，管理和編排資料會(huì)定期更新，因此將其作為SaaS實(shí)施是有意義的，以便Nebulon公司所有客戶在推出時(shí)都會(huì)自動(dòng)獲得新功能和更新。

擁有一個(gè)基于云計(jì)算的控制平臺來執(zhí)行與存儲系統(tǒng)一樣關(guān)鍵的任務(wù)可能會(huì)引起許多企業(yè)的關(guān)注，但是Nebulon ON托管在AWS和谷歌的云平臺上，并且地理位置分散以降低其風(fēng)險(xiǎn)。由于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心中斷而處于脫機(jī)狀態(tài)。即使發(fā)生此類故障，在SPU硬件上運(yùn)行的存儲平臺也將繼續(xù)正常運(yùn)行，盡管這將阻止客戶更改nPods的配置或置備新的存儲。

安全性可能是另一個(gè)需要考慮的問題，但是Cooper表示，Nebulon公司支持基于角色的訪問控制，并在用戶、云計(jì)算服務(wù)和目標(biāo)SPU之間實(shí)現(xiàn)所謂的三角安全關(guān)系。這歸結(jié)為Nebulon ON在檢查試圖訪問管理控制臺的用戶是否與他們管理的系統(tǒng)位于同一防火墻或同一網(wǎng)絡(luò)之后。Cooper聲稱這與從本地管理設(shè)備提供相同服務(wù)一樣安全。

為了簡化存儲nPods的管理和配置，Nebulon公司使用了可感知工作負(fù)載的模板，該公司將其描述為類似于配方的模板，這些模板定義了特定應(yīng)用程序或服務(wù)的配置外觀，無論是交付nPod集群來支持MongoDB、Kubernetes或VMware部署。

Cooper解釋說，“如果考慮要定義為應(yīng)用程序服務(wù)的所有基本原語，那么邏輯單元號(LUN)的大小是多少?要在這些邏輯單元號(LUN)上運(yùn)行的快照計(jì)劃是什么?想要什么保留政策?它是什么樣的應(yīng)用程序，因此要實(shí)現(xiàn)高可用性，需要什么樣的數(shù)據(jù)布局?是否有啟動(dòng)卷，如果有啟動(dòng)卷，要放入該啟動(dòng)卷的操作系統(tǒng)是什么?所有這些信息都包含在我們所謂的模板中。”

當(dāng)云定義的存儲普遍可用時(shí)，Nebulon公司計(jì)劃在平臺上附帶一些預(yù)定義的應(yīng)用程序模板，以允許客戶開始使用，而更多的正在開發(fā)中，企業(yè)IT部門也將能夠定義自己的模板來達(dá)到自己的目的。此外，通過使用反饋給Nebulon分析的系統(tǒng)指標(biāo)，配置將不斷優(yōu)化。

Nebulon表示，模板將使組織更容易為員工啟用自助服務(wù)，其中許多人對高可用性或快照一無所知。

此外，Nebulon ON還支持API驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化，使企業(yè)客戶可以構(gòu)建配置腳本或?qū)⑵渑c其他管理工具連接。該公司表示，將在啟動(dòng)時(shí)為此提供一組SDK。Nebulon的云定義存儲計(jì)劃于今年9月全面上市。