Software-Defined Storage

WHITE PAPER |
Software-Defined Storage
Eksplozja danych to bezprecedensowe wyzwanie dla firm i instytucji publicznych niezależnie
od ich wielkości, branży, a nawet kraju, z którego pochodzą. Aby sprostać temu wyzwaniu,
działy IT już dzisiaj potrzebują nowoczesnej, efektywnej i elastycznej infrastruktury pamięci
masowej, która pozwoli organizacjom odnieść jak najwięcej korzyści z posiadanych danych,
przy najniższym koszcie i jak najmniejszym wysiłku. Kluczem do osiągnięcia tych celów jest
Software-Defined Storage.
Firma badawcza IDC definiuje Software-Defined Storage (SDS)
Z danych prezentowanych przez czołowe firmy badawcze (IDC,
jako system pamięci masowej (hardware wraz z software), który
ESG) wyłania się obraz nowych wymagań stawianych w stosun-
dostarcza pełny zestaw usług magazynowania poprzez autono-
ku do pamięci masowych. Dynamiczny wzrost ilości danych ge-
miczną warstwę (stos) oprogramowania, nazywany oprogrmo-
nerowanych przez urządzenia mobilne, analitykę i IoT, a także
waniem kontrolera SDS controller software, działający na dowol-
wzrost znaczenia chmur hybrydowych, analiz dużych zbiorów
nej platformie sprzętowej zgodnej ze standardami branżowymi,
danych oraz analiz kognitywnych (cognitive business) to tyl-
a więc zbudowanej z wykorzystaniem standardowych kompo-
ko najważniejsze wyzwania, którym muszą sprostać działy IT
nentów sprzętowych (off-the-shelf).
przedsiębiostw.
W rozwiązaniach klasy SDS można wyraźnie dostrzec rozdział
Nowego typu obciążenia i aplikacje wymuszają przejście na
warstwy programowej (software) od sprzętu (hardware), na któ-
nowy typ danych. 70% użytkowników już dzisiaj wdraża w swo-
rym ono działa. Zakłada się jednocześnie, że sprzęt zbudowany
ich rozwiązaniach obiektowe systemy przechowywania danych
jest z typowych podzespołów, bez komponentów specyficznych
lub planuje to robić najpóźniej w ciągu najbliższych 24 miesię-
dla konkretnego producenta i współpracującego wyłącznie z jed-
cy. W 2014 roku korporacje po raz pierwszy kupiły więcej prze-
nym typem oprogramowania. Pamięć masowa musi mieć kilka
strzeni dyskowej dla pamięci masowych budowanych na bazie
kluczowych atrybutów, aby móc ją nazywać pamięcią definiowa-
wydajnych serwerów (storage-rich server, SDS) niż dla klasycz-
ną programowo (Software-Defined Storage). Zasadniczo jest to
nych macierzy dyskowych. 60% klientów stawia na technologie
oprogramowanie (1), które oferuje pełny zestaw usług przecho-
Software-Defined Storage, a kolejne 23% jest zainteresowane
wywania danych (2), a jednocześnie pozwala zagregować różne
tym właśnie podejściem do pamięci masowych.
fizyczne obszary składowania wywodzące się z różnych technologii czy miejsc rozmieszczenia (3).
Odpowiedź na problemy IT
Na przestrzeni lat można zauważyć, że problemy z przechowy-
Samo hasło definiowany-programowo w odniesieniu do pamięci
waniem danych związane z kolejnymi skokami technologicznymi,
masowych znane jest na rynku od lat. Zasadnicza różnica między
nowymi trendami IT i zmieniającymi się oczekiwaniami biznesu
tradycyjnym podejściem a Software-Defined Storage polega na
pozostają niezmienne. Mowa tutaj o wzroście złożoności zarzą-
tym, że w pierwszym przypadku oprogramowanie obsługiwane
dzania pamięciami masowymi, rosnącymi kosztami oraz postępu-
było na kontrolerze macierzy, w drugim zaś oprogramowanie uru-
jącemu skomplikowaniu tychże systemów. W latach 60. królowały
chamiane jest bezpośrednio na serwerze. Taka możliwość oddzie-
systemy transakcyjne, skupione wokół rozwiązań kierowanych
lenia warstwy programowej od sprzętu pojawiła się wraz ze wzro-
i pojedynczych baz danych. Lata 90. to z kolei dominacja aplikacji
stem mocy obliczeniowej serwerów oraz przepustowości sieci.
webowych, rozwiązań e-business oraz SOA związanych z uruchamianiem wielu aplikacji współdzielących pewne zasoby dyskowe,
Zmiana wymagań przedsiębiorstw
ale realizujących też wiele operacji w trybie wsadowym (batch).
Tradycyjne podejście do sposobu myślenia o pamięciach maso-
Obecnie świat otwiera się na nową analitykę, która wymusza
wych i metodach ich wdrażania w centrach danych nigdy dotąd nie
integrację i współpracę wielu rozwiązań w jednym środowisku,
było tak oderwane od współczesnych wymagań przedsiębiorstw
aby wyjść naprzeciw nieprawdopodobnemu wzrostowi liczby
jak dzisiaj. Złożoność rozwiązań generuje dodatkowe koszty, a brak
różnorodnych urządzeń użytkowników, nieprzewidywalnym ob-
wymaganej elastyczności sprawia, że firmy mają problem w szyb-
ciążeniom oraz rosnącym wymaganiom odnośnie do pojemności
kim reagowaniu na zmieniające się otoczenie biznesowe.
i wydajności pamięci masowych.
1/3
WHITE PAPER |
Zwiększanie pojemności pamięci masowej na ślepo nie może
Żywotność (agility) – Software-Defined Storage dopasowuje się
odbywać się w nieskończoność. Dane pozostają uwięzione
do wymagań największych przedsiębiorstw poprzez skrócenie
w silosach przechowywania i trudno do nich dotrzeć. Z kolei
czasu wdrażania infrastruktury pamięci masowej dla rozwiązań
duplikacja danych pomiędzy heterogenicznymi systemami
chmur nawet do kilku minut.
składowania danych, różnymi lokalizacjami centrów danych,
Kontrola (Control) – Software-Defined Storage poprzez anali-
a nawet chmurą prowadzi do tworzenia kolejnych silosów,
tykę zapewnia szerszy wgląd i lepszą optymalizację systemów
a więc i wzrostu kosztów oraz złożoności zarządzania tymi
przechowywania danych lokalnie (on premise) i w chmurze z per-
systemami. Nawet jeśli firmy decydują się na wykorzystanie
spektywy bezpieczeństwa, kosztów i wydajności.
chmury, wynoszenie danych na zewnątrz nierzadko ma cha-
Efektywnosć (Efficiency) – Software-Defined Storage pozwa-
rakter przypadkowy, a więc nie idzie za tym przemyślana stra-
la na automatyzację procesów składowania danych i zarządza-
tegia ani zmiana technologiczna w obszarze pamięci masowej.
nia w lokalnych systemach przechowywania danych, mediach
i chmurze, aby zapewnić wymagany poziom usług i zmniejszyć
Software-Defined Storage stanowi odpowiedź na współczesne
koszty operacyjne nawet o 90%.
wyzwania stawiane przez biznes oraz działy IT przed dostaw-
Firma badawcza IDC wprowadza kilka wymagań dla systemów
cami systemów pamięci masowych. Wiele pojedynczych rozwią-
pamięci masowej, które muszą zostać spełnione, aby można było
zań, często pochodzących od różnych dostawców, wprowadza
je sklasyfikować jako Software-Defined Storage:
dużą złożoność systemy pamięci masowych w zakresie zarzą-
 rozwiązanie nie powinno zawierać żadnych zastrzeżo-
dzania, utrzymania i licencjonowania. Brak jednolitego interfej-
nych (własnościowych) komponentów sprzętowych,
su użytkownika zmniejsza produktywność, a przy tym zwiększa
takich jak: niestandardowe moduły ASIC, chipsety, kompo-
się liczba błędów popełnianych przez administratorów. Co wię-
nenty pamięci lub CPU, a dostarczone oprogramowanie SDS
cej, kierownictwo wykazuje chęć w kierunku obniżenia i zwięk-
nie może wykorzystywać żadnego z tych komponentów do
szenia przewidywalności kosztów IT. Z danych InfoPro Storage
dostarczania usług przechowywania danych, czy też zapew-
Study za 1H12 wynika, że problemy te w większym stopniu
dotykają średniej wielkości przedsiębiorstwa niż największe
nienia wyższej wydajności tychże systemów;
 rozwiązanie powinno oferować opcję uruchamiania
korporacje. Za największą bolączkę respondenci wskazali złożo-
na dowolnych wystąpieniach sprzętowych (fizycznych
ność zarządzania pamięcią masową (62% w przypadku średnich
i wirtualnych), które nie są fabrycznie skonfigurowane przez
firm w porównaniu do 53% dla dużych korporacji) oraz wysokie
dostawcę. Kupujący powinien mieć możliwość pozyskania
koszty zarządzania pamięcią masową (33% vs. 25%).
oprogramowania SDS i wdrożenia go na dowolnym, ale kompatybilnym sprzęcie fizycznym lub w środowisku wirtualnym;
SDS – jaki rzeczywiście musi być?
 rozwiązanie jest samodzielnym lub autonomicznym sys-
Software-Defined Storage na nowo definiuje sposób składowa-
temem, co oznacza, że zapewnia on wszystkie usługi pamięci
nia danych dla obecnych i przyszłych aplikacji, zapewniając wyż-
masowej oraz funkcje przechowywania danych (northbound
szą szybkość, zwinność i efektywność pamięci masowych przy
oraz southbound) bez konieczności stosowania dodatkowego
zachowaniu wymaganego poziomu bezpieczeństwa i wiarygod-
sprzętu lub oprogramowania. Z punktu widzenia IDC oznacza
ności dla kluczowych danych biznesowych. Oto przykłady, w jaki
to, że system plikowy, czy też usługi LVM stanowią kolejne
sposób Software-Defined Storage pomaga spełnić te wymagania:
komponenty platformy SDS.
IBM Spectrum Storage
IBM Spectrum Storage jest pierwszym
 uproszczenie i integrację systemów
oprogramowaniem w rodzinie, które
pamięci masowych oraz mechanizmów
zmniejsza złożoność systemów prze-
ochrony danych dla obecnych i przy-
chowywania danych, skaluje sie wraz
ze wzrostem danych oraz pozwala
szłych aplikacji,
miejsce, w którym są one składowane,
także w chmurach hybrydowych,
 optymalizację kosztów przechowywania danych i inteligentne przenoszenie
 dostarczanie elastycznego, skalowane-
danych między warstwami składowa-
optymalizować koszty pamięci masowej.
go i wysoce wydajnego środowiska dla
nia (tiering) z nośników typu flash na
IBM Spectrum Storage wzmacnia szyb-
analityki, big data, mediów społeczno-
taśmy i do chmury,
kość I efektywność pamięci masowych
i upraszcza migrację do nowych obciążeń
poprzez:
ściowych oraz rozwiązań mobilnych,
 ujednolicenie silosów danych, aby uzyskać dostęp do danych bez względu na
 budowanie otwartej architektury rozumianej jako wsparcie dla standardów branżowych, włączając w to OpenStack i Hadoop.
2/3
WHITE PAPER |
Klasyfikacje SDS
Usług przechowywania i dostępu do danych. SDS powinien
SDS wykazuje niezwykły potencjał w dostarczaniu użytkownikom
oferować pełny zestaw usług przechowywania i dostępu do da-
końcowym wielu nowych wartości, choć hasło to samo w sobie
nych poprzez oprogramowanie. Usługi te obejmują orchiestrację
nie odnosi się do jednego konkretnego rozwiązania. Platformy
i automatyzację, standardowe i niestandardowe interfejsy dostę-
SDS można kategoryzować w wielu przenikających się płaszczy-
pu do danych oraz metadanych, federację i mobilność oraz funk-
znach. IDC wymienia tutaj sześć podstawowych klasyfikacji, we-
cję control path management. Niektórzy dostawcy mogą imple-
dług których dostawcy pozycjonują swoje rozwiązania na rynku.
mentować komponenty kontrolera sieciowego Software-Defined
Są to kolejno: sposób organizacji danych (data organization/ar-
Networking (SDN) w oprogramowaniu SDS.
chitecture), miejsca składowania danych (persistent data stores),
usługi przechowywania i dostępu do danych (data services and
Tryb pracy. SDS może działać na samodzielnej platformie (stan-
access), tryb pracy (operating mode), model dostarczania (pac-
dalone), na której uruchamiane są wyłączenie obciążenia związa-
kaging/deployment, delivery model) oraz model wykorzystania
ne z magazynowaniem danych oraz dostępem do nich za pośred-
(consumption model).
nictwem interfejsów sieciowych. W innym wariancie SDS może
być częścią platformy konwergentnej (converged), która oprócz
Sposób organizacji danych. SDS składuje (organizuje) dane
przechowywania danych obsługuje także inne obciążenia lub
w formie blokowej (najniższy poziom usług), plików (zgodnie
może być hostowana w formie maszyny wirtulanej lub kontene-
z POSIX) lub obiektowej. Rozwiązanie SDS powinno oferować peł-
ra na potrzeby trwałego przechowywania danych w środowisku
ny zestaw interfejsów dostępu, składowania i usług zarządzania
wirtualnym.
danymi. Niektórzy dostawcy próbują uzupełnić schemat organizacji danych o dodatkową warstwę abstrakcji, która pozwala na
Model dostarczania. Platforma SDS może być dostarczana jako
jednoczesny dostęp do danych na wiele sposobów, np. system
fizyczne rozwiazanie (appliance), które łączy w sobie programo-
blokowy na pliku, pliki w systemie obiektowym, system blokowy
wy kontroler oraz sprzęt oparty na serwerach, jako oprogramowa-
na obiektowym itd.
nie do zainstalowania na dowolnym sprzęcie klienta lub wirtualne rozwiązanie przechowywania danych, w których programowy
Miejsca składowania danych. SDS może korzystać z różnorod-
kontroler hostowany jest jako maszyna wirtualna, kontener lub
nych miejsc trwałego przechowywania danych, takich jak: pamię-
instancja wirtualna.▪
ci masowe oparte na serwerze (karty pamięci Flash, dyski twarde,
dyski SSD), zewnętrznych macierzy dyskowych (JBOD lub RAID),
napędów taśmowych, a nawet usług wyższego poziomu: baz danych NoSQL, obiektowych pamięci masowe czy zasobów dyskowych w chmurze.
Tomas Baksa,
Phone:+ 48 71 378 8151;
E-mail: [email protected]
Sebastian Kokocinski
Phone: +48 22 609 3035;
E-mail: [email protected]
3/3