文/刘新民

随着数据中心从最初的孤立系统企业级应用，发展到互联网化阶段的大规模云计算服务，其存储架构也不断发展（如图所示）。从满足关键系统的性能与容量需求，到以虚拟化架构来整合数据中心存储资源，提供按需的存储服务和自动化运维，并进一步向存储系统的智能化、敏捷化演进，应用需求的变化是存储架构不断改进提升的驱动力，竖井式、虚拟化、云存储三种架构并存是当前现状，软件定义存储架构的出现则是后云计算时代的存储发展阶段。

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图 存储系统系统架构和管理演进

竖井式架构

对于早期的系统，在主机架构下，数据和逻辑是一体的，采用面向过程的设计方法，每个应用是一个孤立的系统，维护相对容易，难于相互集成；客户机/服务器架构将逻辑与数据进行了分离（不论C/S还是B/S模式，本质都是客户机/服务器架构），同样采用面向对象的设计方法，每个应用是一个孤立的系统，提供了一定后台集成的能力。这种架构的存储也随着系统的建设形成了自身的独立性，业务平台的硬件设备按照规划期内最大用户数来配置，而在业务初期和业务发展情况难预测的情况下，无法真实评估存储的规模与性能要求，这往往会浪费不少硬件设备资源和空间、动力等资源，并且硬件资源不能灵活调度。 每个业务上线都需要经过软件选型、评估资源、硬件选型、采购和实施等环节，业务上线流程长、时间跨度大，不利于业务发展。

即使是企业数据中心进入云计算时代，大量的应用逐步向云的环境迁移，但因为某些系统独特的技术要求，这种竖井式架构也会长期存在。

存储虚拟化

随着业务发展，数据中心存储不可避免形成大量的异构环境，标准化的管理流程难以实施。存储虚拟化架构实现对不同结构的存储设备进行集中化管理，统一整合形成一个存储池，向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性，虚拟化出统一的逻辑特性，从而实现了存储系统集中、统一而又方便的管理。使得存储池中的所有存储卷都拥有相同的属性，如性能、冗余特性、备份需求或成本，并实现自动化（如LUN管理）以及基于策略的集中存储管理。

同时，存储资源的自动化管理为用户提供更高层次策略的选择。在存储池中可以定义多种存储工具来代表不同业务领域或存储用户的不同服务等级。另外，还允许用户以单元的方式管理每一存储池内部的存储资源，根据需要添加、删除或改变，同时保持对应用服务器业务系统的透明性。基于策略的存储虚拟化能够管理整个存储基础机构，保持合理分配存储资源，高优先级的应用有更高的存储优先级，使用性能最好的存储，低优先级的应用使用便宜的存储。

云存储架构

云存储架构伴随着大规模云计算的数据时代的到来，将存储作为云的服务提供，不论是企业私有云还是公有云的存储，都着重于大量存储数据的创建和分布，并关注快速通过云获得数据的访问。云存储架构需要支持大规模的数据负载的存储、备份、迁移、传输，同时要求巨大的成本、性能和管理优势。

云存储的技术部署，通过集群应用或分布式文件系统等功能，网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统，保证数据的安全性，并节约存储空间。

在大规模系统支撑上，分布式文件系统、分布式对象存储等技术，为云存储的各种应用提供了高度可伸缩、可扩展和极大的弹性支撑和强大的数据访问性能，并且因为这些分布式技术对标准化硬件的支持，使得大规模云存储得以低成本的建设和运维。

云存储不是要取代现有的盘阵，而是为了应付高速成长的数据量与带宽而产生的新形态存储系统，因此云存储在构建时重点考虑的三点：扩容简便、性能易于增长、管理简易。

软件定义存储

软件定义存储当前还未有确切的定义，但软件定义存储代表了一种趋势，即存储架构中软件和硬件的分离，也就是数据层和控制层的分离。对于数据中心用户而言，通过软件来实现对存储资源的管理和调度，如灵活的卷迁移等而无需考虑硬件设备本身。

通过软件定义存储实现存储资源的虚拟化 、抽象化、自动化，能够完整的实现数据中心存储系统的部署、管理、监控、调整等多个要求，使得存储系统具备灵活、自由和高可用等特点。

传统存储的虚拟化、自动化都是由专用的存储设备来实现，许多厂商虚拟化存储都要使用自己定制的设备，或者是在特定服务器上加载的一款软件来支持。软件定义存储将存储服务从存储系统中抽象出来，且可同时向机械硬盘及固态硬盘提供存储服务，软件定义存储消除硬件设备的限制，采用开放的存储架构，提供存储的性能、可管理性，增强存储系统的智能性和敏捷的服务能力，同时软件定义存储也以分布式技术如分布式文件存储、对象存储等大规模可扩展架构为数据基础，对上支持灵活的控制管理，这将是存储领域发展的大趋势。