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软件定义存储技术与应用场景解析随着云计算、大数据、人工智能等领域的迅速发展，存储技术也不断被推陈出新。
其中，软件定义存储技术（Software Defined Storage，SDS）作为一种基于软件的存储方案，备受关注。
本文将详细介绍软件定义存储技术的基本原理和应用场景。
一、软件定义存储技术的基本原理软件定义存储技术是一种以软件为核心的存储解决方案，将传统的硬件存储和软件存储进行了融合，在控制层面实现存储资源的统一调度和管理。
具体来说，软件定义存储技术包括以下几大核心技术：1.虚拟化技术：通过虚拟化技术，可以将物理存储抽象为虚拟化的存储池，从而实现存储资源的动态调度和管理。
2.分布式存储技术：通过分布式存储技术，可以将不同的存储设备进行协同工作，实现集群化管理和可靠性提升。
3.自动化管理技术：通过自动化管理技术，可以对存储资源进行自动化的配置、监控和维护，提高存储系统的效率和可靠性。
4.软件定义接口技术：通过软件定义接口技术，可以将存储管理接口进行虚拟化，为上层应用提供标准、高效的接口。
二、软件定义存储技术的应用场景1.云计算领域随着云计算的快速发展，越来越多的企业将存储资源移到云端，以更好地满足业务需求。
而软件定义存储技术正是为这一需求而生，它能够为云计算平台提供更加便捷、灵活、高效的存储方案，提高云计算平台的性能和可靠性。
2.大数据领域在大数据领域中，存储需求和数据量呈指数级增长。
传统的硬件存储无法满足这一需求，而软件定义存储技术可以动态扩容、高效管理多种存储设备，满足大数据处理的存储需求。
3.容器化应用场景近年来，容器技术在应用场景中越来越受到关注。
而传统的存储方案往往不适合容器化应用场景，而软件定义存储技术则可以提供针对容器化应用的存储方案，为容器化应用的存储需求提供更加便捷的解决方案。
4.物联网应用在物联网应用中，嵌入式设备的存储容量有限，传统的存储方案无法满足物联网应用的存储需求。
云计算中的软件定义存储与分布式存储随着信息技术的不断发展和进步，云计算已经成为现代企业信息管理的重要手段。
然而，随之而来的数据爆炸和对数据存储的高要求，对存储系统提出了新的挑战。
为了满足这些需求，软件定义存储（Software-Defined Storage，SDS）和分布式存储被广泛应用于云计算环境，为企业提供了高效的数据存储和管理解决方案。
一、软件定义存储（SDS）软件定义存储是一种基于软件来实现存储功能的技术，通过将存储控制器与硬件存储解耦，实现存储资源的虚拟化和集中管理。
SDS不依赖于特定的硬件设备，而是通过软件定义的方式提供存储服务，使得存储系统更加灵活和可扩展。
1. 软件定义存储的特点软件定义存储具有以下几个显著特点：a. 虚拟化：SDS通过将存储资源虚拟化，使得用户可以根据实际需求灵活配置和调整存储空间，并实现对存储资源的集中管理。
b. 弹性扩展：SDS具有良好的可扩展性，可以根据业务需求快速添加和移除存储节点，实现存储资源的弹性扩展。
c. 自动化管理：SDS可以通过自动化的管理手段，实现对存储资源的智能化管理，提高存储系统的可用性和性能。
d. 数据安全性：SDS提供了多种数据保护和备份的机制，保证数据的安全性和可靠性。
2. 软件定义存储的应用软件定义存储广泛应用于云计算环境中，主要有以下几个方面：a. 虚拟化存储：SDS可以与虚拟化平台结合，为虚拟机提供高效的存储服务，提高虚拟化环境的性能和可用性。
b. 分布式存储：SDS可以实现分布式存储的功能，将多个存储设备组合成一个逻辑存储池，提供高可用性和扩展性的存储服务。
c. 大数据存储：SDS可以通过与大数据平台的结合，提供高性能和高可扩展性的存储解决方案，满足对大数据存储和分析的需求。
二、分布式存储分布式存储是一种将数据分散存储在不同节点上的存储技术，通过将数据切分成多个片段存储在不同的节点上，实现数据的分布式存储和管理。
分布式存储可以提供高可用性和可扩展性的存储服务，适用于大规模的数据存储场景。
虚拟化存储与软件定义存储的对比与选择在当今数字化时代，企业的存储需求日益增长。
为了有效管理和利用存储资源，虚拟化存储和软件定义存储成为了热门话题。
虚拟化存储是指将多个物理存储设备汇聚成一个逻辑存储池，以提高存储资源的利用率和性能。
而软件定义存储则是指通过软件定义的方式创建和管理存储资源，而不依赖于专用硬件。
虚拟化存储与软件定义存储在技术和实施上存在一些差异。
虚拟化存储通常依赖于专门的硬件设备，例如存储区域网络（SAN）和网络附加存储（NAS）等。
它利用虚拟化技术将这些物理设备汇聚起来，从而形成一个高性能、高可用性的存储环境。
虚拟化存储可以通过虚拟卷、快照和复制等功能提供高级数据管理功能，并且可以根据需求对存储资源进行动态分配和扩展。
然而，虚拟化存储也存在一些限制。
首先，由于其依赖于专用的硬件设备，它的部署和维护成本较高。
其次，虚拟化存储的性能和可靠性受到硬件设备的限制，一旦硬件设备出现故障，可能会导致存储系统不可用。
此外，虚拟化存储对网络带宽和延迟要求较高，需要进行复杂的网络规划和配置。
相比之下，软件定义存储提供了更为灵活和经济高效的存储解决方案。
它不依赖于特定的硬件设备，而是通过软件定义的方式实现存储资源的创建和管理。
软件定义存储可以利用普通的硬件设备来构建存储环境，从而降低了成本。
此外，软件定义存储可以根据需求对存储资源进行灵活分配和管理，从而提高了存储资源的利用率。
然而，软件定义存储也存在一些挑战。
首先，软件定义存储的性能和可靠性受到软件的限制，一旦软件出现故障，可能会导致存储系统不可用。
其次，软件定义存储对处理器和内存要求较高，可能会对服务器性能造成一定影响。
此外，软件定义存储的部署和管理相对复杂，需要进行详细的配置和调整。
面对虚拟化存储和软件定义存储的选择，企业应根据自身的需求和资源情况进行权衡。
如果企业已经拥有了专门的存储硬件设备，并且对性能和可靠性要求较高，那么虚拟化存储可能是一个更好的选择。
云计算下的软件定义存储研究与实现在云计算时代，软件定义存储（Software-Defined Storage，SDS）作为一种创新的存储技术，得到了广泛应用和研究。
本文将详细探讨云计算下的软件定义存储的研究与实现。
首先，我们需要了解软件定义存储的概念和特点。
软件定义存储是一种将存储功能与硬件解耦的技术，通过软件定义的方式，将存储设备抽象化为虚拟的存储资源，实现对存储资源的灵活配置和管理。
相比传统的存储架构，软件定义存储具有灵活性高、可扩展性强、成本低等优势。
在云计算环境下，软件定义存储为云存储提供了强大的技术支持。
首先，云计算场景中的大规模存储需求需要具备高度的可扩展性，软件定义存储的虚拟化特性使得云存储可以根据需求动态分配和释放存储资源。
其次，云计算的高可用性要求存储系统具备高度的容错能力，软件定义存储可以通过数据副本技术和冗余机制提供数据的备份和故障恢复功能。
最后，云计算对于存储性能和IO优化的需求较高，软件定义存储可以通过调整存储的数据分布和调度策略来实现性能的优化。
针对云计算下的软件定义存储研究与实现，首先需要考虑存储资源的虚拟化和管理。
在实现软件定义存储时，可以通过采用存储虚拟化技术，将物理存储设备抽象为虚拟的存储池，并将其划分为若干虚拟存储块。
通过对虚拟存储块的管理，可以实现存储资源的动态分配与释放，并提供灵活的存储服务。
此外，需要考虑对存储资源的QoS（Quality of Service）管理，根据不同业务的需求，为不同用户提供个性化的存储服务。
其次，需要关注软件定义存储的数据管理和保护。
在云计算环境下，数据的完整性和安全性是非常重要的。
为了保护云存储中的数据，可以采用数据冗余技术，通过将数据进行多次副本备份，提高数据的可用性和可靠性。
此外，还需要采用加密技术和访问控制机制，确保数据在传输和存储过程中的安全性。
另外，云计算下的软件定义存储还需要考虑存储性能的优化。
在大规模的云计算环境下，存储性能是一个关键指标。
云计算中的软件定义存储（SDS）云计算已成为现代企业中不可或缺的一部分，它提供了高效的数据存储与管理解决方案。
其中，软件定义存储（Software-Defined Storage，简称SDS）作为一种先进的存储技术，正在在云计算领域发挥重要作用。
本文将重点介绍云计算中的SDS，探讨其特点、优势以及适用场景。
一、SDS简介软件定义存储（SDS）是一种基于软件的存储解决方案，通过将存储功能从硬件中解耦，实现存储管理的灵活性和可扩展性。
与传统存储解决方案相比，SDS更加智能化、灵活和可定制。
其核心理念是通过软件来实现对存储资源的统一管理和调度，以提升存储效率和性能。
二、SDS的特点1. 硬件无关性：SDS可以与不同厂商的硬件存储设备兼容，从而减少了对特定硬件厂商的依赖，提高了存储的灵活性和可扩展性。
2. 软件控制：SDS通过软件来实现对存储资源的控制和管理，使得存储操作更加智能、便捷。
管理员可以通过集中化的管理平台对存储资源进行监控、调度和优化。
3. 弹性扩展：SDS采用分布式架构，允许按需扩展存储容量。
当企业存储需求增加时，可以通过添加新的存储节点来扩展存储容量，而无需停机和数据迁移。
4. 数据高可用性：SDS通过数据冗余和快速恢复机制来保障数据的高可用性。
当存储节点故障时，SDS能够自动将数据迁移到其他正常节点，从而保障数据的完整性和可访问性。
三、SDS的优势1. 成本效益：SDS消除了对昂贵专有硬件的依赖，降低了存储成本。
同时，SDS的灵活性和可扩展性使得企业可以根据需求调整存储容量，避免了资源浪费。
2. 简化管理：SDS通过集中化的管理平台，简化了存储资源的管理和监控工作。
管理员可以通过可视化界面进行操作，提高了管理效率和可操作性。
3. 高性能与可靠性：SDS的分布式架构和数据冗余机制保证了数据的高可靠性和可用性。
同时，SDS可以根据负载情况自动调整数据分布和存储策略，提高了存储性能。
四、适用场景1. 云存储服务：SDS可以为云存储服务提供高效、可扩展的存储解决方案。
云计算中的软件定义存储（SDS）技术云计算作为现代信息技术的重要组成部分，在不断得到发展和应用的同时，也面临着许多挑战，其中之一就是存储技术的变革。
传统的存储架构往往受限于硬件设备的局限性，无法满足云计算中海量数据的高效存储和管理需求，因此软件定义存储（SDS）技术应运而生。
一、什么是软件定义存储（SDS）技术软件定义存储（Software Defined Storage，SDS）是一种基于软件的存储架构，它将存储设备从硬件中抽象出来，通过软件实现对存储资源的统一管理和控制。
相对于传统的存储方式，SDS技术具有更高的灵活性、可扩展性和易用性，能够为云计算提供更为先进和高效的存储解决方案。
二、软件定义存储（SDS）技术的特点1. 软件抽象：SDS技术将底层存储设备抽象成虚拟化的存储资源，使得用户可以通过软件进行统一管理和配置，而无需关注底层硬件的细节。
2. 弹性扩展：SDS技术可以根据实际需求自动扩展存储容量，无需手动调整硬件设备，大大提高了存储的灵活性和可扩展性。
3. 数据冗余：SDS技术可以通过数据冗余和快速复制等技术，保证数据的高可靠性和可用性，以防止数据丢失和故障发生。
4. 智能管理：SDS技术可以通过智能管理平台，对存储资源进行智能化的监控和管理，提供全面的存储性能分析和优化。
三、软件定义存储（SDS）技术的应用场景1. 云存储平台：SDS技术可以被广泛应用于云存储平台，为用户提供高效、安全和可靠的云存储服务，支持多租户管理和数据备份。
2. 大数据处理：SDS技术可以为大数据处理提供强大的存储基础设施，支持海量数据的高速读写和分析，为数据挖掘和商业智能提供支持。
3. 虚拟化环境：SDS技术可以为虚拟化环境提供高性能和高可用的存储资源，支持虚拟机的快速迁移和故障恢复。
4. 边缘计算：SDS技术可以被应用于边缘计算场景，为边缘设备提供低延迟、高速的存储服务，满足实时计算和物联网应用的需求。
四、软件定义存储（SDS）技术的挑战与展望尽管软件定义存储（SDS）技术在云计算中的应用前景广阔，但仍面临一些挑战。
02云计算虚拟化技术存储虚拟化技术云计算虚拟化技术和存储虚拟化技术是构建云计算基础设施的重要组成部分。
云计算虚拟化技术通过将物理资源如计算机、网络和存储进行抽象和隔离，为用户提供了一种虚拟化的资源管理和分配方式。
存储虚拟化技术则可以将分散的存储设备进行管理和整合，提供统一的存储服务。
本文将分别从云计算虚拟化技术和存储虚拟化技术两个方面进行详细介绍。
首先，云计算虚拟化技术是基于虚拟化原理和技术实现的。
虚拟化技术通过在物理硬件上创建虚拟的计算资源，将物理资源与虚拟资源进行解耦，实现资源的隔离和利用率的最大化。
通过云计算虚拟化技术，用户可以灵活地配置和管理虚拟机实例，根据实际需求对计算资源进行动态分配。
云计算虚拟化技术的核心是虚拟机监控器（Hypervisor），它负责管理和控制虚拟机的创建、销毁、状态监控和资源分配等功能。
常见的虚拟化技术有基于硬件的虚拟化技术和容器化技术。
基于硬件的虚拟化技术如VMware vSphere、Microsoft Hyper-V和Xen等，可以在同一物理服务器上运行多个虚拟机实例，提高资源利用率和灵活性。
容器化技术（如Docker）则是一种更轻量级的虚拟化技术，它将应用程序及其依赖项打包到一个独立的容器中，并在操作系统层面进行隔离，实现了更高的性能和资源利用率。
其次，存储虚拟化技术是为了解决传统存储系统的诸多问题而提出的。
传统存储系统通常由多个存储设备组成，每个设备都有独立的管理和配置，难以进行统一的管理和优化。
存储虚拟化技术通过将不同的存储设备进行抽象和整合，为用户提供了一个统一的存储系统。
存储虚拟化技术可以将物理存储设备进行虚拟化，用户可以通过逻辑卷管理器（Logical Volume Manager）创建和管理虚拟磁盘，而无需关心底层物理设备的具体配置。
存储虚拟化技术还可以提供数据备份、快照、迁移和恢复等功能，方便用户对数据进行管理和保护。
常见的存储虚拟化技术有软件定义存储（Software Defined Storage）和存储区域网络（Storage Area Network）。
从0了解云计算系列专题8—软件定义存储与存储虚拟化详解原创侵权必究在之前的文章里，我们深入学习了各项存储基础知识，包括存储设备类型，存储接口类型，RAID磁盘阵列技术，实际这些都属于传统存储系统的基础知识；在了解了传统存储设备和相关技术后，我们可以进一步深入学习激动人心的存储虚拟化技术，也就是本篇文章的重点，软件定义存储；1.传统存储系统的问题存储虚拟化（或者称为软件定义存储），是和传统存储系统相区别的，可以认为是一种新型存储系统；那么存储虚拟化的出现，就说明了传统存储系统必然存在固有弊端，才催生了存储虚拟化技术的诞生，所以我们先来看看传统存储系统有哪些问题；通过之前文章的讲解，我们知道传统的存储系统，主要包括，（1）DAS直连存储系统，（2）SAN存储区域网络系统，（3）NAS网络接入存储系统，这三类；考虑到存储系统的可靠性，性能等因素，一般企业都会选择SAN或者NAS存储系统；但是作为传统的企业级存储设备，SAN和NAS都存在着如下问题：存储弹性问题传统存储设备SAN和NAS，虽然都可以采用RAID磁盘阵列技术，灵活添加或移除磁盘，实现存储容量的弹性扩展，但是随着云计算服务的普及，当越来越多的用户使用云存储时，我们对于云存储系统的容量弹性，往往远不止添加或移除几块磁盘这种级别的容量弹性；比如今天100个用户累计申请了100TB的云存储容量，第二天用户数量激增为10000人，累计申请了20000TB的云存储容量，这种级别的容量扩展，不是添加几块磁盘就可以解决的；存储扩展问题传统存储系统的扩展性，一直是个老大难的问题，因为存储系统的扩展，涉及到前端服务器（CPU&内存），中间存储网络，后端磁盘阵列的一系列同步问题；存储系统的扩展，往往牵一发而动全身；实施成本和复杂性问题传统存储系统的构建成本较高，尤其是FC-SAN存储系统的FC存储网络，因为是专用网络，构建成本非常高，并且因为FC存储网络非常复杂，部署难度也很大；大规模集群，可靠性和容错性，以及灵活的软件定义策略问题在云计算环境下，需要面向海量用户，提供庞大的云存储服务，存储设备的集群部署，已是必然；集群部署后的存储系统，如何保证用户数据的可靠性，以及如何基于用户需求，灵活定义存储策略（比如为用户提供多大的存储容量，多少IOPS，什么程度的数据可靠性与冗余），这些都会是云计算时代下，不可回避的问题；2.存储虚拟化概述根据上一章节的描述，我们知道传统的存储系统（SAN或者NAS），因为各种各样的问题，是肯定无法直接作为云计算环境下的云存储服务，面向用户开放的；我们需要能够将存储设备虚拟化的能力，就像将服务器虚拟化（计算虚拟化）的能力一样，存储虚拟化使得我们可以将物理存储设备（包括DAS，SAN，NAS等存储设备），转化为虚拟化存储设备，统一调度管理，实现灵活的软件定义存储策略，如下为存储虚拟化框架：根据上述存储虚拟化框架，不难发现，存储虚拟化主要包括，（1）传统存储虚拟化，即集中式存储设备的虚拟化，（2）分布式存储虚拟化，即分布式存储设备的虚拟化；这两类存储虚拟化技术，是有很大区别的，现在我们来逐一讲解传统存储虚拟化和分布式存储虚拟化；3.传统存储虚拟化根据上一章节的描述，我们知道存储虚拟化，主要包括，（1）传统存储虚拟化，即集中式存储设备的虚拟化，（2）分布式存储虚拟化，即分布式存储设备的虚拟化；这两类存储虚拟化技术，还是有区别的，我们先来看下传统存储虚拟化方案，再看分布式存储虚拟化方案；传统存储虚拟化技术的实现方式，主要有如下三种：裸设备+ 逻辑卷裸设备+逻辑卷的方式，是最直接的存储虚拟化技术，即服务器将存储设备，划分为多个逻辑卷（Logical Volume），可以将不同的逻辑卷，分配给不同的虚拟机使用，从而实现存储设备的虚拟化；该实现方式，优点是I/O路径简单，读写性能最好，缺点是不支持高级存储业务；举个例子，假设服务器A连接SAN存储设备（容量1TB），服务器A可以将该存储设备，划分为两个逻辑卷（逻辑卷A和逻辑卷B），分别都是500GB容量；之后服务器A可以将逻辑卷A分配给服务器上的虚拟机1使用，将逻辑卷B分配给服务器上的虚拟机2使用；存储设备虚拟化一些专用存储设备（比如华为的FusionStorage），本身就自带虚拟化能力，并提供一系列高级存储业务（比如快照，链接克隆等）；这些专用存储设备，可以灵活创建和管理存储单元，并将这些存储单元对外提供，服务器挂载这些存储单元，最终向虚拟机提供存储服务；举个例子，假设有一款FusionStorage产品存储容量10TB，FusionStorage可以将存储空间，划分为两个存储单元（存储单元1和存储单元2），各5TB容量，然后将存储单元1提供给服务器A，存储单元2提供给服务器B；这样服务器A和B，就分别获取到了5TB存储单元；服务器A上如果有运行虚拟机，服务器A可以进一步将存储容量分配给虚拟机使用，服务器B也是一样；可以看到存储设备虚拟化，是存储设备自身就拥有的虚拟化能力，存储设备可以根据需求，灵活划分存储单元，并对外提供；所以该方式，优点是实现容易，管理方便，缺点是依赖于厂商设备的虚拟化功能模块，不一定满足客户的定制要求；主机存储虚拟化+ 文件系统主机虚拟化是指服务器通过文件系统来实现存储虚拟化的控制和管理；主机存储虚拟化的优点，是部署成本低，性价比高，此外因为该方式基于文件系统实现，所以支持很多高级存储业务（比如快照，链接克隆等），缺点是因为文件系统的运行，存储性能会有损耗；4.分布式存储概述上一章节讲述了传统存储虚拟化方案，那么现在继续深入探讨另外一种存储虚拟化方案，即分布式存储虚拟化方案，并进一步横向比较这两种存储虚拟化方案的区别，和各自的优缺点；根据上一章节的内容，不难发现传统存储虚拟化，主要是针对集中式存储设备（存储系统）的虚拟化，比如针对一个SAN存储系统的虚拟化，或者一个NAS存储系统的虚拟化；这种存储虚拟化方式，在计算虚拟化方案里，是有用处的，因为计算虚拟化（即服务器虚拟化）时，需要将一台物理服务器，划分为多台虚拟机，每台虚拟机都需要分配虚拟CPU，虚拟内存，以及虚拟存储资源，这时传统存储虚拟化方案就解决了为虚拟机分配虚拟存储的问题；举个例子，一台物理服务器（10核CPU，20G 内存，外接500GB容量的NAS存储设备），使用计算虚拟化（比如XEN虚拟化方案），可以将该物理服务器划分为两台虚拟机（虚拟机1和虚拟机2），这时可以为虚拟机1分配资源（5核CPU，10G内存，200G存储容量）；其中CPU和内存的虚拟化分配方案，之前有讲解，不再赘述；而针对外接500G容量的NAS存储设备的虚拟化分配，就可以用到这里所说的传统存储虚拟化方案了；综上，传统存储虚拟化技术，主要应用于计算虚拟化（服务器虚拟化）方案里的存储虚拟化分配；但是针对云计算场景下的云存储服务，就显得力不从心了；云存储服务，需要提供海量的存储空间，这么大空间的存储容量，如果仍然采用集中式存储系统（比如SAN，或者NAS存储系统），将会有如下问题：集中式存储设备（比如NAS存储设备，或者SAN存储设备），设备价格贵，成本高，部署和维护都很复杂，一般需要专业的运维人员操作，普通IT人员操作SAN或NAS存储系统，极易产生误操作，引起业务中断，风险极高；因为需要超大的存储空间容量，如果一味的增加SAN或者NAS磁盘阵列里的磁盘数量，那么SAN存储系统的控制机头，极易成为性能瓶颈；而如果采用多个SAN存储系统，或者多个NAS存储系统，来扩展存储容量，各个独立存储系统之间的存储共享，又会是一大难题；最后，就像是计算资源经历了合久必分，分久必合的过程（大型机集中计算，到个人计算机分布式计算，再到集群服务器集中计算），存储资源也经历了合久必分，分久必合的过程（服务器内置存储设备DAS，到服务器外置存储设备SAN或者NAS，再到服务器内置存储设备DAS）；所以，考虑到上述集中式存储的种种问题，基于服务器集群环境下（即数据中心环境下），整合所有服务器直连存储设备（DAS）的资源池化和虚拟化方案，也就诞生了，这就是分布式存储；虽然单台服务器的DAS直连存储设备的容量有限（比如只有1TB容量），但是在服务器集群环境下（即数据中心环境下），可能存在成千上万台服务器，整合这成千上万台服务器的直连存储设备，将会获得非常庞大的存储空间（几千，几万TB容量），这成千上台服务器的直连存储设备，也就构成了一个庞大的存储资源池，并基于分布式存储控制，灵活实现各种存储策略；5.分层的分布式存储架构到这里，我们知道分布式存储虚拟化，才是云计算时代，我们想要的存储虚拟化方案，它有着传统存储虚拟化无可比拟的优点，并且分布式存储虚拟化，可以进一步实现分层的分布式存储架构；分布式存储可以构建一体化分层的存储架构，如下所示：一体化分层存储架构，将不同存储介质分层，同时横向拉通集群内所有服务器，相同层级的存储资源，比如拉通集群内所有服务器的内存资源，构建出一个超大内存资源池；这种一体化分层架构，可以实现数据I/O吞吐量和系统整体性能的大幅提升，其中各层存储讲解如下：Layer 1 Storage（内存）：该层速度快&时延低，但是成本高，因此只能作Cache用；Layer 2 Storage（SSD）：该层既可以作Cache用（因为SSD固态硬盘的速度也很快），也可以作最终存储用（因为现在的SSD固态硬盘容量也不小）；同时，SSD固态硬盘不存在机械损坏故障风险，因此该层主要用于中高端数据库等业务；Layer 3 Storage（DAS）& Layer 4 Storage（SAN & NAS）：这两层速度都要慢很多，但是存储容量充足，所以这两层不作Cache用，一般作为最终存储用；6.分布式存储架构的优点虽然在之前章节里，已有提到分布式存储虚拟化方案的优点，这里不妨就分布式存储架构的优点，作进一步梳理总结，看看分布式存储架构到底具备了哪些优点，成为了云计算时代的存储虚拟化方案；分布式存储技术及对应产品，目前已经日趋成熟，比如在互联网搜索引擎中使用的分布式文件存储，在商业化公有云中使用的分布式块存储等；究其原因，主要是分布式存储架构拥有如下优点：高性能：分布式存储架构，实现数据分散存取，全局负载均衡；高可靠：分布式存储架构，数据副本灵活存放在不同服务器，不同硬盘上，保障业务的平稳运行；高扩展：分布式存储架构，采用Scale Out，横向扩展，几乎没有任何扩展限制，整合100台服务器的直连存储资源，和整合10000台服务器的直连存储资源，并无本质区别；易管理：分布式存储结构，通过云计算管理工具（比如OpenStack），提供简洁直观的Web UI操作界面，方便对于存储资源的管理，以及存储策略的灵活配置；7.分布式存储的三种形态到这里为止，我们对于分布式存储，应该已经很了解了，就像计算虚拟化有多种类型，分布式存储虚拟化也有多种类型，以提供不同的云存储（存储虚拟化）服务；目前业界主要提供三种形态的分布式存储服务，包括（1）分布式块存储，（2）分布式文件存储，（3）分布式对象存储；所以这里有必要，先了解下，块存储，文件存储，和对象存储的区别，如下：文件存储：该数据存储方式，采用层次化格式（文件夹）保存信息，通过路径信息（文件路径）来定位文件，文件属性（比如所有者，读写权限，修改时间等）存储在元数据中，并由文件系统来管理；该存储方式适合本地存储，或局域网存储；因为元数据空间有限，基于文件系统的存储方式，扩展性较差，不适用于大量文件的存储场景；块存储：块存储将数据保存在大小相同的块（Block）中，可以将一个文件切割成多个块，这些块中没有任何文件相关联的元数据，必须由应用程序来追踪文件所分发的块，并在需要时组合这些块以提取文件内容；该存储方式，因为没有文件系统，所以提供了非常高的存储性能（接近于原生磁盘的物理性能），通常用于数据库或事物型数据挖掘；对象存储：对象存储，将完整的数据或文件，及其元数据都作为单个实体进行保存，这个实体就被成为对象；和块存储相比，对象存储不会将文件，拆分为块；和文件存储相比，对象存储并不采用层次化格式进行组织，所有对象都放在相同层次，形成平面式结构；服务器或应用程序，可以基于URL（统一资源定位符），基于Web服务，通过HTTP协议，访问对象；分布式存储架构，结合上述三种存储形态，也就产生了如下储存形式：分布式块存储：主要用于企业应用存储资源池，公有云存储服务（比如Amazon EBS服务）等；分布式文件存储：主要用于企业应用文件存储，公有云文件存储服务（比如Amazon EFS服务）等；分布式对象存储：主要用于虚拟机的镜像存储，租户应用数据的存储（比如Amazon S3服务）等；8.分布式存储技术详解最后，我们就分布式存储技术，进行一个全面的深入分析，详细探讨到底是哪些技术协同合作，使得分布式存储成为可能，首先了解下分布式存储池的概念；分布式存储池分布式存储系统，把所有服务器内的本地磁盘，整合成了一个或多个庞大的存储资源池，基于该存储资源池，进行统一的创建/删除卷（Volume），创建/删除快照等操作，为上层软件提供卷设备功能；这个庞大的存储资源池，结构如下：这样的存储资源池结构的好处，在于尽量保证不同的数据副本，存放于不同的服务器硬盘上，如果有服务器故障，导致有数据丢失，还可以基于其它服务器硬盘上的数据副本，进行数据恢复；同时这样的存储资源池，为上层应用提供卷设备（Volume），没有逻辑存储单元（LUN）的概念，使用简单；分布式存储系统框架如下是分布式存储系统的框架图，主要包括，（1）存储接口层，通过SCSI驱动接口向上层应用，提供卷设备，（2）数据服务层，提供各种高级存储功能，包括快照，链接克隆等功能，（3）存储引擎层，提供各种基本存储功能，包括状态控制，分布式数据路由等功能，（4）存储管理层，实现分布式存储系统的安装部署，自动配置，在线升级等功能；分布式存储关键技术现在逐一看下实现分布式存储的关键技术，如下：性能提升技术分布式存储支持使用SSD替代HDD作为高速存储设备，支持使用InfiniBand网络替代传统千兆以太网络，为性能要求高的场景提供了完美支持；此外，分布式操作系统可以保证上层应用的数据存取操作，可以均匀分布在不同服务器硬盘上，不会存在局部热点，实现全局负载均衡；如下所示，为全面使用PCIe卡形式的SSD，替代HDD作为存储设备的分布式存储系统，如果使用的是PCIe 2.0 x8的接口，可以提供高达3GBps的读写带宽，高达600K的持续随机读IOPS，和高达220K的持续随机写IOPS；简化管理技术分布式存储系统，采用DHT（Distributed Hash Table）路由数据算法，实现存储数据的均衡性（即数据尽可能分散的存储在多个服务器硬盘中），和存储数据的单调性（即当有新服务器加入集群，虽然存储数据需要重新分配，但尽量保证原存储数据，不需要太大的调整）；数据的均衡性，可以确保分布式存储系统的高可靠性，因为数据的多个副本是尽可能分散在多个服务器硬盘上，如果有服务器故障，可以借助其它服务器硬盘上的数据副本，恢复数据；数据的单调性，可以确保分布式存储系统的快速负载均衡，因为当有新服务器加入集群，DHT算法会重新分配存储数据（同时保证数据迁移量很小），使得快速达到全局负载均衡的状态；也正是因为数据的单调性，当有新服务器加入集群，使得数据迁移量很小，就可以达到快速负载均衡，这也使得我们可以平滑升级节点设备，如下：分布式存储系统还提供了精简配置机制，相较于厚配置（即预先将用户需要的所有存储空间都分配给用户），精简配置可以在一开始只分配很少的存储空间给用户，后续用户存储数据越来越多时，再越来越多的为用户分配存储空间，如下：厚配置的存储空间利用率较低，如上图所示，用户一开始可能没有那么多的数据要存储，但是一直占用所有的存储空间（一直占用2TB存储空间），空余的存储空间，就得不得利用；精简配置，可以一开始为用户分配300GB存储空间，其余存储空间可以给其他用户使用，后续用户的数据越来越多，再灵活增加用户的存储空间（300GB->600GB->900GB）；安全可靠性增强技术分布式存储系统，采用了多种措施，保证数据的安全可靠性，如下：多数据副本分布式存储系统，没有采用RAID磁盘阵列保护机制，而是采用多副本数据保护机制，即可以为一份数据，创建多个数据副本，不同的副本数据，存放于不同的服务器硬盘，如下：根据上图所示，可以看到数据P1存放于服务器1的磁盘1，而其副本P1‘存放于服务器2的磁盘2；这样如果有服务器故障，引起数据丢失，可以根据其它服务器磁盘上的副本数据，进行数据恢复；集群管理：该技术确保集群内有服务器添加或移除，均不影响整个系统业务的平稳运行；到这里，存储专题系列文章也就全部结束了，在该系列文章里，我们先是讲解了存储的基本知识，包括存储设备类型，存储接口类型，RAID技术，最后我们重点讲解了存储虚拟化技术方案，包括最为重要的分布式存储虚拟化方案；毫无疑问，现代的云计算中心，除了计算虚拟化外，存储虚拟化是最重要的，现代的云计算服务，也主要是计算和存储服务，比如华为云的ECS（弹性云计算服务）和EVS（弹性云存储服务）。
