ViPR和DJ領跑軟體定義程式儲存

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      針對軟體定義程式儲存(SDS)，各廠商基於在某一領域優勢和技術積累都有自己的定義和理解，類似雲端運算概念，眾說風雲。但個人認為，無論廠商提出怎樣差異化的定義都應該靠近SDS可程式化、策略驅動、資源集區虛擬化，資料面與控制面分離、以服務自動化等的SDS要求。實際上這些要求也是IDC對SDS的定義。

      IDC對SDS定義與ONF對軟體定義程式網路SDN (OpenFlow)思想不謀而合。SND的核心思想就是資料面和控制面分離，支援異構、業務編排和服務自動化。因為這樣才能通過軟體層服務類別目錄和策略做到儲存自動化、模板化和資料智能化。

 

      上個月我在文章大資料時代下資料重刪的考慮中做了技術興趣問卷，從僅有的反饋結果來看，大家還是比較關心儲存和雲端運算，非常感謝大家的反饋和建議，我會進行相應調整。        

      今天給大家寫一篇關於儲存的文章。文章以VMware SDDC為引線，對比分析下業界兩款已經有商業交付經驗、真正意義上實現控制資料分離的SDS純軟體儲存產品，EMC VIPR和華為OceanStor DJ。

 

SDDC參考架構

      SDDC參考架構也是採用類似控制和資料面的劃分思想，目前SDDC已經整合VIPR和NSX產品。其中管理層作為一個獨立的平面掌管整個資料中心，類似於儲存網管軟體。基礎架構層包含各種物理基礎設施，承載資料業務流。

      控制層面類似SDN控制面，向下對應計算、網路、儲存進行虛擬化(虛擬化架構)，向上提供統一的抽象層制定控制策略。應用程式層包括VMware的各種應用、其他服務以及使用者的應用程式。

 

      2013年EMC發布了ViPR，接著在ViPR2.0納入ScaleIO、並提供OpenStack的Cinder支援異構儲存、打包軟體ViPR和ECS採用商業硬體部署；今年在EMC World大會上發布ViPR3.0增強雲整合和第三方儲存接管能力。相比之下，華為DJ發布要晚一些，但是目前DJ在金融、電訊廠商和汽車製造業已經有商業應用，結合企業網管軟體eSight實現統一管理和服務自動化能力。下面我們從系統架構、生態合作、技術優勢和解決方案等方面對這兩個產品進行分析。

 

系統邏輯架構

      ViPR將所有儲存(包括第三方)整合一個儲存池中，將虛擬存放裝置陣列作為系統管理對象，同時又保留底層實體儲存體的特性。可以跨越多個地點和資料中心分布式部署，對外提供統一的Block Storage、檔案儲存體以及對象等儲存服務，同時，ViPR基於多租戶提供了統一的中繼資料服務和自助式的部署、計量和監控服務。

      控制平面負責發現、設定和管理存放裝置，包括多租戶、自助式門戶、計量和調配等。ViPR將發現的實體儲存體或儲存池劃分為多個虛擬存放裝置陣列，按需提供儲存服務。基於虛擬儲存池，實現卷、NFS/CIFS檔案系統及進階保護服務(如快照、複製和複製容災等)，並且提供介面實現了和雲平台的整合。

      資料平面負責實際資料的讀寫。控制平面只提供服務類別目錄視圖和管理，真正的資料流通過資料平面直接與底層儲存硬體互動。所以ViPR不會成為效能瓶頸，目前支援NAS和Object的轉換協議(檔案中對象資料服務，Isilon對象和檔案互連)、支援Amazon S3、OpenStack Swift、Atmos對象API、EMC VNX、Isilon、NetApp檔案儲存體訪問、HDFS資料服務等。

 

      OceanStor DJ基於X86硬體架構實現，支援檔案、塊、對象(計劃中)等儲存服務，並實現和第三方資料保護、容災等軟體和增值特性整合。架構類似於了ViPR，基於策略和可定製模板實現調度、編排和自動化。通過對企業級儲存的異構接管(呈現成華為的儲存卷)和提供OpenStack儲存標準介面實現資源集區化、統一管理儲存和SAN交換器等裝置。

      EMC VIPR和華為OceanStor DJ產品在架構上比較相似，採用資料平面和控制平面分離架構。基於虛擬儲存池，實現卷、NFS/CIFS檔案系統及進階保護服務(如快照、複製、複製容災和備份等)，並且提供OpenAPI介面實現了和雲平台的整合。

      DJ支援華為儲存、FusionStorage和第三方存放裝置(HDS、EMC和HP等)。相比ViPR區別主要在於DJ完全遵循OpenStack架構，包括對第三方儲存管理都是完全採用Cinder、Malina等介面實現，沒有類似ViPR的私人介面。

  

ViPR架構和主要功能

       ViPR是部署在VMware虛擬機器純軟體產品，並運行在3-5個伺服器虛擬機器上組成的ESX叢集，由多個虛擬機器組成的ViPR執行個體vApp。使用者在ViPR中基於虛擬陣列建立Virtual Storage Pools(VSP)，為每一個VSP指定儲存屬性(如軟體特性、RAID、路徑數量等)，ViPR根據VSP屬性的匹配來聚集所有實體儲存體陣列，根據租戶的請求對應到VSP找到正確的陣列和Pool來滿足資源請求。

      ViPR可以自動探索實體儲存體陣列以及其中的實體儲存體池和連接埠，將這些實體儲存體池按照能力的不同分到各個虛擬儲存池。同一個實體儲存體陣列產品上的多個實體儲存體池可以配到多個虛擬儲存池。

      一個ViPR執行個體可以擴充管理位於不同城市的多個物理資料中心，處於不同地理位置並且由同一個ViPR管理的實體儲存體集合成一個虛擬儲存中心。

      ViPR可以提供儲存DR的自動化，EMCViPR(虛擬)塊控制器與 VPLEX 和 RecoverPoint(物理)塊資料節點相結合，不同位置的虛擬存放裝置陣列之間可以通過ContinuousRemote Replication(CRR)技術可以提供資料容災功能。

DJ架構和主要功能

      OceanStor DJ也是純軟體產品，支援物理部署和虛擬機器部署、單節點和多節點HA部署(3節點及以上)方式。DJ在架構上分為儲存功能虛擬化(SFV)架構和SDS架構。

      SFV架構支援通用物理硬體、X86伺服器和Hypervisor虛擬化伺服器等資源。OceanStor儲存平台和特性可以運行在虛擬機器中，基於虛擬機器提供定製化和模組化儲存服務(HDFS、NAS、SAN等)。SDS架構是DJ的核心，把底層的實體儲存體和基於SFV虛擬化儲存統一管理，最終池化、自動化和模板化按需自動分配給使用者。

      儲存功能虛擬化(SFV)類似於NFV功能，OceanStor OS儲存平台軟體類似與NFV的管道OS，提供硬體抽象和資源集區化；儲存準系統和增值特性(如NAS、對象、複製、備份、容災等)如同NFV中的網元EPC、IMS、DPI等，DJ SDS平台就如同NFV中的MANO或Amazon公用雲端中的Marketplace。

      DJ提供了資料容災功能，需要提供至少兩台主備的存放裝置陣列，分別部署到兩個網站，但兩個網站儲存可以被同一個DJ雲平台管理。

     主備複製的災備卷由DJ擴充OpenStack Cinder模組負責建立，DJ根據被保護的LUN大小、能力、AZ等資訊，建立與之對應的災備卷。DPS調用OM服務實現複製關係的建立、啟動、取消等介面轉換，把命令下發對應的Cinder介面，對應的Cinder驅動找到相應的陣列並執行的災備任務。

      OceanStor DJ提供了強大的資料保護服務模組DPS，每個租戶登陸系統提交資料保護(備份和容災等)需求之後，DPS引擎就自動匹配所需資源完成使用者請求，完全向租戶屏蔽了底層資料互動細節。

     租戶通過ManageOne服務中心提交備份服務要求，由DPS完成匹配和任務調度(選擇匹配的備份儲存、備份策略、網路等)，備份驅動調用備份軟體實現基於快照的備份。

 

業務自動化發放流程

      ViPR採用基於服務類別目錄和策略的儲存分配方式，當使用者登入ViPR portal並請求相關儲存時，首先使用者提交服務需求(如High Performance)，接著ViPR查看與該VSP關聯的策略，找到最合適的存放裝置陣列和陣列池。

      然後自動基於效能選擇儲存連接埠，按照需求建立zone；將裝置放置在一個儲存群組中並且指定FAST策略；在這個存放裝置陣列上執行輸出工作流程；確認主機到實體儲存體的串連。

     主機將這些裝置視為High Performance裝置並直接讀寫這些裝置；當使用者想要做資料保護和資料容災、擴容或刪除等操作，則可直接登入ViPR portal根據使用者選項來執行這些任務。

      OceanStor DJ採用服務類別目錄實現定義了各種儲存服務或特性（如資源集區、是否Thin分配、是否使用階層式存放區、階層式存放區的遷移策略、QoS設定等），使用者可以自訂這些資訊。

      當租戶提交儲存資源請求時，調度層根據要求的服務類型尋找合適的存放裝置提供服務。調度演算法根據底層存放裝置的能力自動匹配這些要求，並找到最合適的存放裝置。

     系統管理員根據儲存的類型、用途、容量等屬性，規劃儲存池。同時根據設計並佈建服務目錄。租戶查看OceanStor DJ系統中的儲存服務類別目錄，租戶通過目錄選取並預定所需的儲存服務。OceanStorDJ系統根據租戶選取的服務種類實現儲存資源的自動設定和發放，支援儲存掛載到主機。

 

介面開放能力

      ViPR提供了Restful API南向、北向介面，可以很好的與第三方應用（如AppSync）和管理軟體進行整合。通過OpenStack介面、SMI-S、XML、儲存接管私人介面、REST等API發現和管理實體儲存體，相容第三方陣列實現自動連接、發現陣列和主機和SAN交換器。

      ViPR可以與VMware、Hyper-V以及OpenStack進行整合。此外ViPR對VASA，vCenterOrchestrator和vCenter Operations都提供了良好支援。例如vCenter 管理員可以獲得從虛擬機器到實體儲存體的端到端可見度。

      DJ完全融入OpenStack架構，無縫對接OpenStack雲平台，對原來的儲存能力進行了增強。在技術上完全可以替換OpenStack的儲存模組，並提供更強的儲存能力、業務自動化能力和資料保護能力。

      DJ提供了Restful/Open API北向介面實現和OpenStack、VMware VASA、ManageOne、eSight和第三方管理軟體(CA、vCenter等)對接，提供Restful(OpenStack API)、SMI-S南向介面實現和第三方儲存對接。

     DJ和Veritas、CV等主流備份廠商合作，實現了Data Protection Engine(Smaug)資料保護服務模組，通過Restful介面與第三方備份軟體整合，租戶可以實現資料自助備份和恢複。

可視化管理能力

      ViPR版本整合了SRM(Storage Resource Management)和SAS(ServiceAssurance Suites)軟體管理整個ViPR資料中心。

     SRM提供資源使用率和容量規劃，變更管理和效能分析和報告等功能。支援VNXE3200, XtremIO, HDS, HP, IBM XIV以及NetApp等儲存管理。SAS提供端到端的服務等級保障；ViPR管理虛擬儲存。

      DJ主要用於儲存資源管理、調度，它在資料中心是被資料中心ManageOne服務中心調度的。eSight則是作為營運中心的組件被整合。ManageOne是雲資料中心管理軟體，包括服務自動化SC組件，服務保障OC組件、裝置管理eSight組件。

       eSight完成資料中心統一管理和監控，相容異構裝置，提供統一營運。作為監控組件被ManageOne整合。OceanStorDJ專註於儲存虛擬化和服務化，可獨立銷售，也可被華為雲管理平台整合在FusionSphere雲端運算平台裡。

 

簡單總結：

      目前雖有不少廠商把儲存軟硬體解耦、平台X86化、新硬體、儲存異構接管能力等同於SDS，但是真正基於控制平面和資料平面的SDS才更貼近軟體定義程式的思想，直接接入而不需改動現網結構，基於非網關形態從而避免成為效能瓶頸。向上通過北向介面開放儲存能力，在整體SDS方案中保留異構儲存的進階特性。下面簡單對ViPR和DJ進行總結。

架構對比

      ViPR和DJ都是資料和控制平面分離架構，實現了服務類別目錄和業務自動化發放；但是部署方式和架構實現還是儲存在很大區別。ViPR採用一般虛擬化部署，採用OpenStack(Cinder、Malina、Swift等)和私人介面實現對第三方儲存進行管理；DJ支援單節點和HA物理部署和虛擬化部署，對部署虛擬化平台沒要求，比較靈活。對第三方儲存管理全部採用OpenStack介面，所以主要異構儲存支援OpenStack介面就可以實現和DJ對接，但是支援度依賴於第三方儲存對介面的實現程度。

第三方陣列管理

      ViPR和NetApp合作通過私人介面實現對FAS儲存管理，私人介面在通訊效率和特性展示上具有優勢，但是產品升級和換代需要重新定製適配，成本比較高。DJ依賴OpenStack和陣列異構接管第三方儲存(當作華為裝置管理)，技術比較開放，但是目前支援的異構陣列還沒有ViPR多。

資料保護能力

      ViPR整合VPLEX，AppSync、RecoveryPoint和儲存增值特性，在雙活和DCP方面優勢比較明顯。DJ基礎資料保護套件，如eBackup、儲存複製、第三方備份軟體(CV)和儲存增值特性，所以在資料備份領域具有一定優勢，尤其是整合並增強FusionSphere OpenStack版本儲存能力，可以實現雲平台的資料備份和容災等能力。

自動化能力

      ViPR和DJ在業務模板、服務類別目錄和資源管理方面能力基本差不多，但是ViPR在資源自動掛載上具有優勢，目前支援AIX、AIX VIO、Linux、Windows、ESXi等伺服器自動掛載，但是DJ目前只限於Linux和ESXi伺服器。

開放能力

      ViPR和DJ都是比較開放的平台，開放介面支援第三方營運、管理平台。但是ViPR目前主要還是與VMware一起提供方案和功能增強，目前以支援VASA、vCenter、微軟SystemCenter等。DJ基於OpenStack開發、天然相容OpenStack，另外也支援VASA、vCenter、ManageOne等，所以在開放能力上DJ具有些一定優勢。

服務和營運能力

      ViPR對外主要提供NAS、SAN、HDFS、物件服務和災備服務等。DJ主要提供SAN、NAS和資料災備服務能力，對象應該處於開發階段。關於管理和營運，ViPR整合了SRM和SAS實現業務發放、資源管理和品質保證；DJ則可以靈活整合OpenStack、ManageOne、eSight實現業務自動化、雲備份、雲容災和資源監控和管理。

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