存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化的思考與實(shí)踐

　　方敏，同有科技研發(fā)中心研發(fā)總經(jīng)理。 加入同有前，曾任IBM資深存儲(chǔ)軟件架構(gòu)師，有豐富的存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，尤其是在分布式，虛擬化，分層，緩存技術(shù)等方面有多年的耕耘。

　　隨著信息安全的國(guó)家戰(zhàn)略逐步落地，存儲(chǔ)“國(guó)產(chǎn)化”成為了國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)廠商一致追求的目標(biāo)。存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化的首要是自主可控，可靠可信。這意味著國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商們需要依靠自身研發(fā)設(shè)計(jì)，全面掌握存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)從硬件到軟件的自主研發(fā)、生產(chǎn)、升級(jí)、維護(hù)的全程可控，打造一個(gè)安全可信，可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)。換言之，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商需要有自己的存儲(chǔ)介質(zhì)、芯片、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)管理系統(tǒng)等一系列國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品。

　　但存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化絕不是閉門造車，其目的是要讓中國(guó)的存儲(chǔ)產(chǎn)品能夠走向世界舞臺(tái)，使其具有世界競(jìng)爭(zhēng)力。這需要國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商能夠準(zhǔn)確把握存儲(chǔ)發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)和市場(chǎng)趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)彎道超車，進(jìn)行跨越式發(fā)展。而新技術(shù)的變革，為中國(guó)的存儲(chǔ)軟硬件國(guó)產(chǎn)化發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，讓彎道超車成為可能。

　　談及存儲(chǔ)發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)，從存儲(chǔ)介質(zhì)和設(shè)備層面的角度，NVMe SSD逐漸成為技術(shù)的主流。過(guò)去一年中，NVMe SSD產(chǎn)品增長(zhǎng)了46%。主流全閃存陣列開始向NVMe SSD轉(zhuǎn)變，服務(wù)器廠商也加快了對(duì)NVMe SSD的支持。G2M指出2016年9家服務(wù)器公司推出的共23個(gè)產(chǎn)品系列中，有39個(gè)版本支持U.2接口的NVMe SSD。而2017年，則有27個(gè)服務(wù)器產(chǎn)品系列支持U.2接口的NVMe SSD。預(yù)計(jì)2019年底，50%的企業(yè)級(jí)SSD將采用U.2接口，即SATA/SAS、M.2和PCIe板卡的SSD將共分剩下50%的市場(chǎng)(NVMeSSD過(guò)去一年里產(chǎn)品種類增長(zhǎng)46%)。其次，StorageClass Memory也將成為存儲(chǔ)發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)。其可能比閃存更具顛覆性，并會(huì)改變存儲(chǔ)和應(yīng)用程序架構(gòu)——SCM可以在字節(jié)或塊級(jí)別進(jìn)行尋址，并且是持久性的，可以想象，應(yīng)用程序可能會(huì)選擇通過(guò)內(nèi)存映射直接訪問(wèn)SCM，這導(dǎo)致內(nèi)存和存儲(chǔ)之間的界限越來(lái)越模糊。未來(lái)，元數(shù)據(jù)管理、緩存、文件系統(tǒng)等各個(gè)方面均會(huì)有新的變革。

　　站在存儲(chǔ)系統(tǒng)的角度來(lái)看，軟件定義存儲(chǔ)將會(huì)呈現(xiàn)快速的增長(zhǎng)。根據(jù)IDC預(yù)測(cè)，2017年到2021年期間，全球軟件定義存儲(chǔ)市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到13.5%，至2021年的收入將接近162億美元。而NVMeoF會(huì)是其重要的推動(dòng)力。因?yàn)橥ㄐ砰_銷的降低，將會(huì)很直接的提升系統(tǒng)的性能，使得通過(guò)scaleout的方式獲取scale up的性能成為可能。 人工智能的發(fā)展引發(fā)人們?cè)絹?lái)越多的思考——如何通過(guò)工作負(fù)載分析更好地進(jìn)行資源調(diào)度和預(yù)測(cè)，這體現(xiàn)了如何對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行智能的管理，減少運(yùn)維的開銷;如何對(duì)日志的分析，更加快速地幫助系統(tǒng)管理員診斷問(wèn)題，給出解決方案;如何對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的分層存儲(chǔ)，提供性價(jià)比高的存儲(chǔ)方案等等。

　　所以，從硬件到軟件，存儲(chǔ)處于一個(gè)變革的窗口。存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化發(fā)展也將迎來(lái)一個(gè)新的機(jī)遇。 “NVMe SSD/SCM”、“分布式”和“智能化”成為存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化發(fā)展的關(guān)鍵詞。而這一切導(dǎo)向的結(jié)果就是--智能的分布式閃存系統(tǒng)。 目前來(lái)看，分布式閃存系統(tǒng)會(huì)表現(xiàn)為二種主要結(jié)構(gòu)：

　　基于共享存儲(chǔ)構(gòu)建的分布式閃存：

　　其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為存儲(chǔ)和服務(wù)器使用NVMe協(xié)議，通過(guò)高速以太網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。其優(yōu)點(diǎn)在于：

　　1)  存儲(chǔ)和服務(wù)器可以單獨(dú)擴(kuò)展

　　2)  存儲(chǔ)管理軟件開發(fā)時(shí)可以認(rèn)為存儲(chǔ)端有數(shù)據(jù)保護(hù)，減少存儲(chǔ)管理軟件因?yàn)閿?shù)據(jù)一致性問(wèn)題而增加的日志開銷

　　3)  存儲(chǔ)單控失效后，不需要做數(shù)據(jù)恢復(fù)，系統(tǒng)性能相對(duì)穩(wěn)定。

　　第二種結(jié)構(gòu)則是基于服務(wù)器構(gòu)建的分布式閃存結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為服務(wù)器直接連接NVMe的盤，使用NVMe協(xié)議，通過(guò)高速以太網(wǎng)互聯(lián)。

　　新介質(zhì)，新結(jié)構(gòu)，新契機(jī)，中國(guó)現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)化的生態(tài)圈是否有能力實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展呢?從存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化目前的生態(tài)圈就可以得出答案。

　　存儲(chǔ)介質(zhì)方面，目前紫光在開荒閃存顆粒，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的勢(shì)頭也不可逆轉(zhuǎn)，大量量產(chǎn)應(yīng)該會(huì)在2020年實(shí)現(xiàn)。CPU方面，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在主要有三家廠商：申威，龍芯和飛騰。以飛騰舉例，基于國(guó)防科大積累的芯片技術(shù)，現(xiàn)在ARM圈內(nèi)，飛騰已經(jīng)做到了世界領(lǐng)先。 2014年10月飛騰成功流片了FT-1500A/16的CPU，經(jīng)過(guò)三年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)穩(wěn)定。今年3月飛騰又成功流片了64個(gè)core的FT-2000+。

　　在存儲(chǔ)管理系統(tǒng)方面，同有堅(jiān)持走自主可控的研制之路。同有科技于2012年10月成立全國(guó)產(chǎn)事業(yè)部，歷時(shí)1年完成存儲(chǔ)平臺(tái)，開發(fā)首款統(tǒng)一存儲(chǔ)產(chǎn)品;2014年7月通過(guò)多家國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)兼容認(rèn)證并啟動(dòng)雙控存儲(chǔ)開發(fā)項(xiàng)目;2015年4月參與南風(fēng)工程并中標(biāo)多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目;2016年7月國(guó)產(chǎn)自主可控存儲(chǔ)投入實(shí)際使用，全國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)支持閃存加速特性，提升性能;2017年與國(guó)內(nèi)閃存企業(yè)展開深度合作，啟動(dòng)全閃存國(guó)產(chǎn)自主可控存儲(chǔ)產(chǎn)品的研發(fā)。

　　另外，很多友商在網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、服務(wù)器、中間件、應(yīng)用軟件方面做了很多國(guó)產(chǎn)化的工作。

　　因此，有理由相信，整個(gè)國(guó)產(chǎn)化生態(tài)圈，是有準(zhǔn)備、有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)未來(lái)國(guó)產(chǎn)的智能分布式閃存。

　　為了迎接這個(gè)新機(jī)遇和挑戰(zhàn)，同有科技研發(fā)了分布式全閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)。該系統(tǒng)配置MemblazeU.2閃盤，可實(shí)現(xiàn)智能數(shù)據(jù)和工作負(fù)載管理，完美支持OpenStack平臺(tái)，完全采用開放框架、自主研發(fā)和開源軟件平臺(tái)，完全兼容麒麟操作系統(tǒng)，且可移植至飛騰平臺(tái)。

　　“雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越”，同有科技作為國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商的佼佼者，正與其他國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商們共同努力，早日迎來(lái)存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)!