存儲國產(chǎn)化的思考與實踐

　　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資深存儲軟件架構(gòu)師，有豐富的存儲系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)經(jīng)驗，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。

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

　　但存儲國產(chǎn)化絕不是閉門造車，其目的是要讓中國的存儲產(chǎn)品能夠走向世界舞臺，使其具有世界競爭力。這需要國產(chǎn)存儲廠商能夠準確把握存儲發(fā)展的技術(shù)趨勢和市場趨勢，實現(xiàn)彎道超車，進行跨越式發(fā)展。而新技術(shù)的變革，為中國的存儲軟硬件國產(chǎn)化發(fā)展帶來了新的機遇，讓彎道超車成為可能。

　　談及存儲發(fā)展的技術(shù)趨勢，從存儲介質(zhì)和設(shè)備層面的角度，NVMe SSD逐漸成為技術(shù)的主流。過去一年中，NVMe SSD產(chǎn)品增長了46%。主流全閃存陣列開始向NVMe SSD轉(zhuǎn)變，服務器廠商也加快了對NVMe SSD的支持。G2M指出2016年9家服務器公司推出的共23個產(chǎn)品系列中，有39個版本支持U.2接口的NVMe SSD。而2017年，則有27個服務器產(chǎn)品系列支持U.2接口的NVMe SSD。預計2019年底，50%的企業(yè)級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(NVMeSSD過去一年里產(chǎn)品種類增長46%)。其次，StorageClass Memory也將成為存儲發(fā)展的技術(shù)趨勢。其可能比閃存更具顛覆性，并會改變存儲和應用程序架構(gòu)——SCM可以在字節(jié)或塊級別進行尋址，并且是持久性的，可以想象，應用程序可能會選擇通過內(nèi)存映射直接訪問SCM，這導致內(nèi)存和存儲之間的界限越來越模糊。未來，元數(shù)據(jù)管理、緩存、文件系統(tǒng)等各個方面均會有新的變革。

　　站在存儲系統(tǒng)的角度來看，軟件定義存儲將會呈現(xiàn)快速的增長。根據(jù)IDC預測，2017年到2021年期間，全球軟件定義存儲市場的復合年增長率將達到13.5%，至2021年的收入將接近162億美元。而NVMeoF會是其重要的推動力。因為通信開銷的降低，將會很直接的提升系統(tǒng)的性能，使得通過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)人們越來越多的思考——如何通過工作負載分析更好地進行資源調(diào)度和預測，這體現(xiàn)了如何對存儲進行智能的管理，減少運維的開銷;如何對日志的分析，更加快速地幫助系統(tǒng)管理員診斷問題，給出解決方案;如何對元數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)存儲系統(tǒng)的分層存儲，提供性價比高的存儲方案等等。

　　所以，從硬件到軟件，存儲處于一個變革的窗口。存儲國產(chǎn)化發(fā)展也將迎來一個新的機遇。 “NVMe SSD/SCM”、“分布式”和“智能化”成為存儲國產(chǎn)化發(fā)展的關(guān)鍵詞。而這一切導向的結(jié)果就是--智能的分布式閃存系統(tǒng)。 目前來看，分布式閃存系統(tǒng)會表現(xiàn)為二種主要結(jié)構(gòu)：

　　基于共享存儲構(gòu)建的分布式閃存：

　　其結(jié)構(gòu)特點為存儲和服務器使用NVMe協(xié)議，通過高速以太網(wǎng)進行互聯(lián)。其優(yōu)點在于：

　　1)  存儲和服務器可以單獨擴展

　　2)  存儲管理軟件開發(fā)時可以認為存儲端有數(shù)據(jù)保護，減少存儲管理軟件因為數(shù)據(jù)一致性問題而增加的日志開銷

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

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

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

　　存儲介質(zhì)方面，目前紫光在開荒閃存顆粒，長江存儲的勢頭也不可逆轉(zhuǎn)，大量量產(chǎn)應該會在2020年實現(xiàn)。CPU方面，國內(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core的FT-2000+。

　　在存儲管理系統(tǒng)方面，同有堅持走自主可控的研制之路。同有科技于2012年10月成立全國產(chǎn)事業(yè)部，歷時1年完成存儲平臺，開發(fā)首款統(tǒng)一存儲產(chǎn)品;2014年7月通過多家國產(chǎn)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫兼容認證并啟動雙控存儲開發(fā)項目;2015年4月參與南風工程并中標多個試點項目;2016年7月國產(chǎn)自主可控存儲投入實際使用，全國產(chǎn)存儲支持閃存加速特性，提升性能;2017年與國內(nèi)閃存企業(yè)展開深度合作，啟動全閃存國產(chǎn)自主可控存儲產(chǎn)品的研發(fā)。

　　另外，很多友商在網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、服務器、中間件、應用軟件方面做了很多國產(chǎn)化的工作。

　　因此，有理由相信，整個國產(chǎn)化生態(tài)圈，是有準備、有機會實現(xiàn)跨越式的發(fā)展，實現(xiàn)未來國產(chǎn)的智能分布式閃存。

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

　　“雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越”，同有科技作為國產(chǎn)存儲廠商的佼佼者，正與其他國產(chǎn)存儲廠商們共同努力，早日迎來存儲國產(chǎn)化的實現(xiàn)!