“我20年來都在IBM的硬件部門工作，從沒見過硬件部門的發布會是以軟件為主的，這是頭一次。”在不久前IBM舉行的一次存儲新品發布會上，IBM大中華區硬件系統部存儲系統總經理黃永志這樣說到。而這次發布會上所介紹的新品就是IBM Spectrum Storage家族，中文的名字很閃亮——光譜存儲家族。

IBM光譜存儲的發布之所以如此的特殊，根源在于它的定位——軟件定義存儲（SDS，Software Defined Storage）。提起“軟件定義”，相信IT圈里的人都已經非常熟悉，這已經是一個公認的發展趨勢。從最早的軟件定義計算開始，人們就已經漸漸了解并熟悉了這一模式，想想服務器虛擬化就能清楚軟件定義的基本要義與后續的發展路徑。

需要強調的是，軟件定義的出現并非憑空想象，而是時代發展的必然產物。尤其是在互聯網與應用結合得越來越緊密的今天，經營于互聯網之上的企業也越來越多，基于云計算、大數據、社交、移動平臺的新形態應用已經漸成主流，也因此像互聯網那樣的超大規模、超大容量、超級彈性的IT架構也正在成為企業IT所追求的。而傳統的，圍繞具體功能性硬件（比如計算、互聯、存儲、安全等功能）的垂直僵化架構，已經越來越不能滿足這種需求，而將功能性硬件中的軟件層抽離，以服務的形態部署于通用的硬件平臺，以實現高度的靈活性（包括功能）、可擴展性與可管理性，幾乎是必然的選擇，“軟件定義”也因此而生。

而從一個綜合的企業應用的角度來說，除了服務器外，還離不開網絡與存儲，它們是軟件定義的平臺基礎，也是軟件定義的對象。也因此源自服務器的“軟件定義”，也在近幾年名正言順的進入了網絡與存儲領域，并大展身手。IBM光譜存儲家族也正是在這一背景下應運而生，可以說它是當前所涵蓋領域最為全面的SDS產品組合。

什么是軟件定義存儲？

不過在了解IBM光譜存儲及具體組成之前，我想有必要對于SDS有一個初步的定義。對于這個于2013年開始流行起來的概念，業界有著不同的認識，就像當初對于服務器虛擬化以及后續演變而來的云計算一樣，能否從一個全局的角度對其進行梳理和概括是幫助我們認清趨勢的前提。這方面，著名的存儲業界組織——網絡存儲工業協會（SNIA，Storage Network Industry Association）對SDS的特征與功能描述可能是最具權威的。

在SNIA看來，SDS的主要特征如下：

允許用戶“自主創建”，用戶可自主選擇商用硬件，并通過所提供的軟件自主創建解決方案。既支持通用硬件，也支持專用硬件的既有功能增強。適用于幾乎所有橫向擴展（存儲，而不僅僅局限于縱向擴展的典型大存儲柜。盡可能的存儲與其他資源的池化存儲和數據服務“解決方案”的遞進建設。全局自動化管理為用戶提供豐富的自助服務接口。通過允許標注元數據來驅動某類型存儲和數據服務的形式，來提供一種服等級（SLA）的管理模式。剛開始時SLA的粒度可能較大，但隨著時間推移，希望粒度更加精細。允許管理員設置存儲和數據服務的管理策略。可以允許存儲與數據服務的擁有者，通過基于“已認證存儲用戶”的退單模式（Chargeback Model）進行成本回收。支持存儲和數據服務的解聚（Dis-Aggregation）。

而SDS的必要功能需包括：

自動化（Automation）：便捷的全局自動化管理，降低存儲基礎架構運維成本。標準接口（Standard Interfaces）：豐富的API接口，用于管理、供給和維護存儲設備和服務。虛擬化數據路徑（Virtualized Data Path）：塊存儲、文件存儲和對象存儲接口支持應用寫入。擴展性（Scalability）：存儲基礎架構的無縫擴展，實現可靠性或性能的提升，（例如QoS和SLA設置）透明性（Transparency）：用戶對存儲資源及成本耗費可進行公開透明的監控和管理。

 

SNIA給出的SDS的全局愿景圖

 

在SNIA給出的SDS的全局愿景中，我們可以清楚的了解SDS的運作堆棧與流程，在底層通過存儲管理平臺接口聚合底層的物理存儲平臺（閃存、磁盤、傳統存儲柜等），提供存儲服務，在其之上，則就是數據服務，它將“提煉”為相應的功能特征通過相應的API被管理員（分云、數據中心、存儲、數據等不同管理層）所調用——面向不同的用戶需求，進行基于策略的數據服務管理。而在數據服務層內部，所有資源均被池化，并根據SLA（比如金、銀、銅級，不同和等級代表了服務質量）對外通過相應接口（比如SNIA所定義的云數據管理接口——CDMI）提供數據服務。

IBM的軟件定義存儲——光譜存儲

與SNIA相對應的，IBM在2013年也提出了SDS的三個階段，并在近幾年進行了新的完善與更新，而文章開頭所說的IBM光譜存儲則可以認為是第二階段的成果，并為進軍第三階段做好了準備。

IBM對SDS的三個階段的定義，從某種角度上有點像服務器從虛擬化向云計算、全自動化負載優化的演進

對于第一個階段，想必已經不用多說了，就像服務器虛擬化是云計算的重要基礎一樣，存儲虛擬化也是SDS的重要組成部分。而在第二個階段，則對SDS的功能與能力進行了極大的豐富。從基本層面上來說，可以分成控制與數據兩大部分。

目前，SDS中的控制與數據平面的概念已經廣受認可。所謂的控制平面就是指，在存儲的范疇內對數據進行的操作處理，以提供相應的功能或服務，比如快照、復制、備份、自助服務、策略管理、分析優化等。而數據平面則是保證滿足不同的數據存取的需求，比如虛擬化、橫向擴展、歸檔存儲等等。IBM光譜存儲家族的6款產品組合，也由此可以分成兩大部分。

IBM光譜存儲家族的組成與整體的應用堆棧，在IBM光譜存儲下面就是物理硬件平臺，可以是IBM自己的存儲平臺也可以是非IBM的商用服務器（即x86工業標準服務器）與存儲介質，而6款產品組合加上底層的硬件平臺

首先看控制平面，成員有兩個（按圖中從左至右的順序，下同）：

IBM Spectrum Control（監控）：它源自于IBM的數據與存儲管理解決方案，確切的說由兩種方案——基于本地的IBM SmartCloud Virtual Storage Center（虛擬存儲中心，VSC）與新近推出的，基于云的IBM Storage Insights，前者提供了強大的存儲管理平臺統一管理塊、文件與對象存儲，包括自動化的存儲供給與分層優化，支持OpenStack與VMware環境，并提供應用感知快照管理。而IBM Storage Insights只需要在本地部署一臺虛擬機，與一臺IBM存儲設備，即可獲得基于云的存儲管理方案，相當于云化的VSC，并能獲得更好的體驗，包括更好的容量規劃、更高存儲利率用、更合理的數據分布、增強的性能監控以及人性化的存儲管理報告IBM Spectrum Protect（保護）：基于原有的IBM 的備份與恢復解決方案，即著名的Tivoli Storage Manager家族。它為用戶提供了備份與恢復的單點控制，讓用戶可以進行可靠的、可伸縮的高成本效益的備份，并能快速的恢復至虛擬、物理與云環境。在具體的操作中，數據刪重與持續增量備份技術可以讓虛擬與物理環境的備份存儲需求降低95%，成本最多可節省38%。同時，基于策略的自動化數據管理解決方案，可以讓數據自動的在閃存、磁盤與磁帶介質中按需遷移以進一步達到最高的“性價比”，最后該方案還支持OpenStack Backup與VMware vCloud 集成。

在數據平臺，則有4款產品方案：

IBM Spectrum Virtualize（虛擬化）：源于著名的IBM SAN Volume Controller（SVC）。借助IBM強大的實時壓縮功能（Real-time Compression），SVC在虛擬異構傳統存儲系統進行池化，方便用戶在不同廠牌的存儲系統間進行數據遷移而不影響應用的同時，還可以將存儲容量等效提高最多5倍，并提升磁盤利用率達50%或更多。借助于IBM Spectrum Virtualize，光譜存儲完成了對原有存儲系統的“包容”，為盡可能的池化提供了有力的支撐。

IBM Spectrum Accelerate（加速）：這是光譜存儲家族中最耀眼的一員，源于大名鼎鼎的IBM XIV存儲系統，也是界業第一個基于已經被驗證過的企業級存儲技術的SDS解決方案——目前XIV技術已經穩定運行于全球超過10萬臺服務器之上。簡單來說，它將XIV存儲系統的軟件“解耦”出來，讓它可以部署在業界標準的x86服務器上，30分鐘即可實現網格級（Grid-Scale）塊存儲的快速部署，并支持與公有云相結合的混合模式。在實際的應用中，IBM Spectrum Accelerate以虛擬機的形態（基于VMwre vShpere）運行，讓用戶建立起基于服務器內部存儲的存儲局域網（SAN，Storage area network）。從某種角度上講，它相當于一個Server SAN，也因此天然具備了無熱點的性能表現，提供了良好的負載均衡的能力。而且由于源自XIV，也天然具備企業級的存儲能力，包括遠程復制、多租戶、快照、監控、安全與相關一系列的管理功能，并支持業界主流協同管理框架的上層調用，比如OpenStack與REST（表征狀態轉移）。

借助 IBM Hyper-Scale Manager，IBM Spectrum Accelerate可擴展到多達 144 個虛擬陣列和超過 40 PB 的可用容量——每個虛擬陣列最多15個節點（服務器）x12塊硬盤，可以最多擴展出144個虛擬陣列，按目前每塊硬盤最大4TB計算，總可用容量將接近46.8PB（單個虛擬陣列的最高可用容量為325TB）

IBM Spectrum Scale（擴展）：源于IBM的經驗證、可擴展且高性能的數據及文件管理解決方案——通用并行文件系統（GPFS，General Parallel File System），在IBM內部的代號則是“彈性存儲”（ Elastic Storage）。它是數據平面可實現高度橫向擴展的重要基礎，它支持數據的全局共享訪問，擁有極致的可擴展性，可管理超過10億PB級的非結構化數據，并具有閃存加速特性，確保極低的延遲。與此同時，IBM Spectrum Scale 還提供了強大的存儲管理功能，配合基于策略的自動化管理，用戶無需人工介入，即可完成對數據在不同層級存儲間的遷移，從而可減少90%的存儲成本，同時提高云、大數據和分析環境中的安全性和管理效率。 而且，IBM Spectrum Scale 還支持OpenStack Swift對象存儲，可以讓后者更女孩的管理圖片、視頻等對象。

IBM Spectrum Archive（歸檔）：已經不常用，但需要長期保留備案的數據，就需要歸檔處理了，這也是數據生命周期的最后階段（再往后就是刪除了），這些數據不需占用寶貴的閃存與磁盤存儲的空間，此時最合適的介質就是磁帶。IBM Spectrum Archive 源自于經典的IBM Linear Tape File System（線性磁帶文件系統，LTFS），它能夠自動將不常用的受訪數據從磁盤移動到磁帶，在保留易用性的同時減少成本，且無需專用的磁帶應用。整體的操作均在一個易用的GUI界面下完成。IBM 提供了四個選件用于通過 LTFS 管理用戶的數字文件：Single Drive Edition、Library Edition、Storage Manager 和 Enterprise Edition。其中，最高級的Enterprise Edition（企業版）支持全局的分層存儲，可降低超過 50%的存儲 TCO。

軟件定義存儲之“光”

從上文的介紹中，不難看出IBM的光譜存儲正是沿著權威的SDS的概念前進的，與SNIA的愿景不謀而合。

說到這里，不能不提光譜存儲這個名字，IBM起這個名字顯然是有深意的。通常來說，光譜（Spectrum）意指可見光的頻譜組成，常見的彩虹即是一種典型的光譜展示，但它是由7種顏色的光組成（按波長從長到短分別是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫），從上文的光譜存儲的完整堆棧中，可以看出6個光譜存儲的產品組合，再加下底層的物理硬件平臺，正好是7個元素，與可見光譜的7種顏色遙相呼應，從中也可以看出它們彼此之間緊密的邏輯關系。事實上，通過上文的介紹，我們應該能深刻感覺到這一點——雖然SDS分為控制與數據平面，但每款產品其實都有自己的“控制能力”并按照內在的邏輯彼此貫通、相互間有著緊密的聯系，最終構成了基本的SDS平臺。

當然這種看似巧合的7對7的分析并不嚴謹，不過如果從光的角度延伸，則打開了廣闊的想象空間——人類是不能離開光的，很難想象沒有光的世界是怎樣，因此光造就了人類的世界，如果我們把這個世界比做存儲，如果它必然要向軟件定義時代邁進，那么Spectrum Storage家族無疑就是IBM希望帶給這個世界的一束光。

然而，這遠不是終點，就像現實中的世界，除了可見光之外，還有其他的光，就如浩瀚的宇宙一樣，用光學天文望遠鏡只有看到冰山一角，這里還有γ射線、X射線、紫外線、紅外線等等留給人們探測，只有完整的頻譜，才能勾勒出真實的宇宙。事實上，從嚴謹的科學定義，所謂的光譜其實是包含了所有波長光的頻譜。因此，可見的“光”只是我們認知SDS世界的開始而遠未結束，我想這可能也IBM發布Spectrum Storage家族的深遠用意吧……

而IBM未來又將如何探索、認知未來的SDS世界，光譜存儲家族又有著怎樣的具體表現，就讓我們靜候即將在5月22日到來的“數據無界 存儲無疆—2015 IBM為大數據再造存儲盛典”！