云存储的核心技术有哪些

作者：天博克罗地亚  时间:2024-08-15 04:38:42

  化时代后，数据正在成为企业的核心资产，数据量呈指数型增长，若企业采用传统的存储技术，投入成本将会非常高，因此催生了新的存储方式——云存储。

  云存储即企业与个人花费一定成本租赁第三方存储空间进行存储。云存储利用互联网技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不一样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。云存储的核心技术包括虚拟化技术、分布式存储技术、软件定义存储（SoftwareDefined Storage，SDS）、超融合（HCI）存储等。

  传统的存储技术是应企业数据中心的数据库、企业应用、虚拟化整合等场景而发展起来的，能够完全满足传统企业应用对可靠性、性能、容量以及业务连续性的要求，但是面对云计算和大数据时代，扩展能力和并发处理性能就显得有些捉襟见肘。

  目前依然在全世界内提供传统存储的活跃供应商包括：DELL-EMC、NetApp、HPE、华为、HDS、IBM、Fujitsu 等。

  而大数据、云计算和虚拟化等技术的出现，使得传统 IT 架构难以满足企业的数据存储需求。因此，SDS 和 HCI 基础架构应运而生。SDS 和 HCI 已从中小企业向大规模的公司扩展。

  据 Fortune Business Insights 发布的多个方面数据显示，2021 年全球云存储市场规模达到了 702 亿美元。随着云存储方案的低成本优势进一步显现，将推动企业扩大使用云存储，估计 2022 年全球云存储市场规模将达到 834 亿美元，预计 2029 年有望达到 3,764 亿美元，年均复合增长率达到 24.0%。

  国内方面，根据IDC数据，2021 年 SDS 市场规模同比增长 45.5%，约为 21.2 亿美元，预测 SDS 市场将以五年 14.0%的复合增长率增长，2026 年市场容量将接近 45.1 亿美元；另一方面，市场对超HCI 存储系统解决方案的需求保持强劲，2021 年中国 HCI 存储系统实现同比 41.1%的增长，市场规模约 18.5 亿美元，2021-2026 年预测将保持近 12.6%的复合增长率，2026 年 HCI 市场规模将达到36.4 亿美元。

  竞争格局方面，国内 SDS 主要参与者包括华为、新华三、浪潮、曙光等大厂，及以 XSKY 星辰天合等为代表的初创公司。华为以文件存储解决方案在政府、广电和电信行业得到认可；XSKY 星辰天合、杉岩数据等勇于探索商业模式的公司以块存储、对象存储发力抢占市场。

  国内 HCI 市场参与者包括新华三、华为、浪潮、深信服等利用数据中心市场多年客户和渠道积累获取份额的玩家；SmartX、Nutanix 等通过产品差异化优势获得市场的产品型厂商；以及 EasyStack、青云等使用公有云技术满足私有云需求的公有云厂商。

  未来，软件定义存储（SDS）、分布式存储和超融合（HCI）将延续高增长势头，成为未来云存储的重要发展方向。

  首先，软件定义存储的重要发展的新趋势为闪存的应用。软件定义存储的发展依赖硬件的推动，通用硬件的快速发展奠定了软件定义存储崛起的基础。闪存的利用与优化为 SDS 产品协助企业用户处理大规模的工作负载提供可能；为满足企业用户数字化需求，以更低成本和更优性能协助用户业务，SDS 解决方案提供商将通过持续的研发技术提升产品性能，通过 NVMe-oF、3D XPoint 等创新存储。

  其次，软件定义存储将存储系统软硬件解耦。使通用硬件取代专有硬件，降低存储系统使用门槛，而开源框架的兴起使开源 SDS 项目加速扩展，以 OpenStack、RedHat 为代表的开源项目引领开源软件定义存储发展趋势。控制平面中，OpenSDS、OpenStack Cinder 等应用发展成熟；数据平面中，拥有高性能、高可靠性、高扩展性的开源软件 Ceph、GlusterFS、Swift 广泛应用于行业领域。

  面对新的存储需求，如海量非结构化数据，传统存储灵活性低、扩展性不足、成本高等弊端显露，用户逐渐倾向开源的分布式存储。开源的软件定义存储有以下优点：

  ①由开源社区驱动，社区的开发者和共享者以创新、技术实现、建立解决方案生态为目标，积极推动开源软件定义存储技术发展；

  ②开源使企业可使用相较专有系统质量、稳定性和安全性更高、成本更低的企业级技术；

  ③开源软件定义存储将存储系统与硬件独立，用户可自由部署存储平台，灵活拓展存储设备。用户使用专有存储系统意味着与单一供应商绑定，而开源软件的使用可使用户自由选择供应商，真正的完成软件定义存储潜力。

  分布式存储系统，是将数据分散存储在多立的设备上。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但能提高系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。分布式存储系统的特点包括：

  ①可扩展：分布式存储系统能扩展到几千台的集群规模，系统的整体性能线性增长；

  ②低成本：分布式存储系统的自动容错、自动负载均衡的特性，允许分布式存储系统能构建在低成本的服务器上。另外，线性的扩展能力也减少服务器成本，实现分布式存储系统的自动运维；

  ③高性能：无论是针对单台服务器，还是针对整个分布式的存储集群，都要求分布式存储系统具备高性能。

  另外，类似于 SDS 并不全是分布式的，分布式存储也不一定是软件定义的，有很大的可能是绑定硬件的，例如 IBM XIV 存储，它本质上是一个分布式存储，但实际是通过专用硬件进行交付的，因此就依然存在硬件绑定，拥有成本比较高的问题。

  超融合是将存储、计算和网络连接资源整合到一个 IT 框架系统中的过程，可降低数据中心复杂性并提高可扩展性。超融合基础架构综合了 SDS 和分布式存储的许多优良特性。超融合的本质是虚拟化环境下的一种新型部署架构，有了超融合，外置磁盘阵列回归到服务器内部，这是超融合带来的产业变革，会深刻的影响现有的 IT 格局。未来采用“超融合架构”是部署基础系统的一种合理模式。超融合架构比软件定义存储层级要更高，因为其内涵更广泛，并在某些特定的程度上涵盖了软件定义存储。

  首先，超融合尚处于发展阶段，虽然如今市场发展非常迅速，但参与厂商众多，并且对于超融合产品没有统一的标准。目前市场上的超融合产品多是新产品，在产品的稳定性和延续性方面，仍需要迭代。

  其次，超融合客户的需求可能各不相同，有的需要大容量存储，有的则需要高计算系统。但目前的超融合产品过于单一，往往并不能够满足全部客户的需求。而且，超融合系统在与传统的旧设备结合时，仍然面临很多挑战，新旧系统无法很好的集合依然是一个不容忽视的问题。

  美国市场上的超融合产品商业化程度、稳定性更高，如VMware、Nutanix 等，其技术自有且创新、技术封闭、自行虚拟化、具有自主全套 SDS、SDN 产品。中国超融合厂商现阶段仅使用原有的成熟云业务进行适配，打造超融合产品，并且使用开源架构进行产品创新，相较美国产品稳定性和商业化程度不足。

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