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软件定义存储在BSS中的应用展望
作者: 邱钰 杨敬巍 张立成 2018-01-29 13:02 【信息化研究】

经过多年的建设和发展,移动运营商具备了较为成熟和完善的业务运营支撑系统(BSS)等IT支撑系统。运营商在BSS IT系统建设中,不同的应用通常会采用不同的架构来实现计算和数据的存储,如:采用高性能计算集群架构解决相关应用的计算瓶颈,采用云计算架构作为应用的弹性灵活的应用配置,对于核心数据库系统,采用物理机搭载磁盘阵列的架构。

如今,随着云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术的快速发展以及高清视频、大数据、物联网等各种新业务的规模落地应用,这些业务具有大量的数据要存入运营商的IT支撑系统中,同时也要从IT系统中读取大量的数据,这使得IT系统的存储磁盘每秒钟具有大量的数据传送,这些大量数据的读写速度将受到传统存储架构I/O性能的严重掣肘;其次,随着业务的扩展,存储资源的扩容不能匹配计算资源扩容,这将严重影响业务的快速发展;各IT系统“烟囱式”建设,存在大量信息孤岛,数据资源无法共享。各IT系统各自建设存储等硬件设备,资源的总体利用效率较低,也导致运营商的IT支撑系统架构越来越复杂。现行的IT支撑系统架构已不能适应新的业务需求的矛盾日益凸显。

一、软件定义存储最新的发展趋势

图1 SDS需要具备的能力趋势

存储最新发展的一个方向,其中包括“SDS”即软件定义存储。软件定义存储的主要思路就是要将传统定制化专用硬件从存储设计中彻底抛弃,存储就是在通用服务器上的一套软件,这就是软件定义存储这个概念背后的含义。如今市场上还是有相当数量的“软件定义存储”产品。有些是基于“纯软件”的,例如ScaleIO、Ceph和VSAN。而有些则是与硬件“设施”绑定的,例如Vxrail超融合方案。如超融合解决方案通常在一套设备中整合了计算、网络、存储以及虚拟化管理程序等功能。

软件定义存储需要具备能够跨越现有BSS系统中所有厂商的阵列,跨越所有品牌的X86服务器,支持多种虚拟化操作系统,为达到软件定义数据中心的需求,提供完整的方案。存储管理服务从存储架构里剥离出来,但仍然保持并扩展每个阵列的独特价值、特点和智能。这种方法,为BSSIT建设提供了多种选择和灵活性,实现敏捷交付,简单管理,节省部署和运维成本。

二、软件定义存储的优势

图2 SDS需要支持多种OS和标准硬件

1.计算与存储融合,可以整合多个本地磁盘的资源。

2.大规模弹性扩展到数千个节点。

3.通过高速互联(InfiniBand或低延时的万兆以太网)进行互联。

4.可以利用多种存储介质,机械磁盘和闪盘和PCIE卡。

5.通过添加更多的通用硬件,存储容量可以很容易进行扩展。

6.以软件驱动的存储更容易集成到软件驱动的基础架构当中。

7.开放式的硬件平台,使得企业数据中心在与云服务提供商的竞争中取得价格优势。

8.简单的融合基础架构,可以简化管理,增进组织架构的扁平程度,提升运维效率。

三、软件定义存储在BSS中的应用部署

4G时代,中国移动实现从话音经营向流量经营和数字化经营的转型,商业模式正在发生巨大变化,原有的客户、渠道、产品、合作伙伴等商业要素内涵、外延均已不同,同时新技术的发展以及与之匹配的IT运营模式,都要求第三代业务支撑系统充分利用全新技术、匹配全新运营模式、支撑全新数字化业务,以构建数字化时代的核心竞争力。

第三代业务支撑系统必须具备新的特征:能力开放、极致体验、架构敏捷、智能运营、统一管控。借鉴云计算、大数据等互联网技术发展,可以确立第三代架构技术发展方向:云化架构,数据驱动,能力开放。云化架构就是要提升IT的灵活、弹性支撑能力;数据驱动就是要从被动运维变为主动运营;能力开放就是要实现IT资源的服务化,把过去割裂、脱节的离散资源按需调配成IT服务,应对业务的快速变化。

图3 传统存储和SDS使用架构对比

软件定义存储实际的部署方式是对已经虚拟化的BSS应用系统的存储资源,更适合向软件定义存储迁移。首先要采用虚拟化的技术,将服务器和磁盘虚拟化后,将应用平均分布在各个服务器之内,利用万兆以太网组网,使用万兆以太网技术做为存储通道,将服务器变为超融合节点,使用内置存储变为分布式虚拟化存储池,按需分配使用,为各节点提供存储空间。这种部署方式部署,可以利用X86中的计算、存储、网络的最大资源减少对硬件的投资。

其次,对于采用私有云架构建设的BSS应用系统更适合使用软件定义存储。这种架构已经有计算资源池、存储资源池及网络资源池,但各资源相对独立,当系统规模扩大时,存储容量和性能的水平扩展成为主要性能瓶颈,可以利用和原私有云系统兼容的虚拟化技术,将现有架构向软件定义存储架构演进。这种软件定义的数据中心本身就是一种软件定义的架构,可用集成系统,弹性可用全面的集成计算、网络、存储等IT系统。

对于运营商的大数据系统、高清视频、物联网、医疗系统等有大量数据存储及交换的系统,建议优先采用软件定义存储架构构建,可实现数据的快速存储、读取,能有效提升用户的业务体验效果。

最后,不适合采用软件定义存储的系统。软件定义存储不能适应所有的BSS支撑系统,如:运行在有些小型机中的核心数据库OLTP系统,主要考虑到稳定性和可维护性,还有运行在有些小型机中的应用,因其软件系统与硬件有密切的关系,不可贸然的向软件定义存储迁移,还有的如:特殊的加密设备等这些应用对物理硬件有特殊的需求,也不适合向软件定义存储迁移。

四、软件定义存储在运营商的使用前景

如今传统存储行业正在迎来变革,以往过于依赖专有硬件的存储服务交付模式已逐渐无法满足新的IT业务需求,随着运营规模不断扩大,企业现在更需要构建一个灵活的的IT基础架构,可以在即时交付新服务,项目和容量的同时,并降低成本。而这就是现在的软件定义数据中心的概念。

相比较于服务器以及网络中间件,软件定义这个概念对于存储产品仍还处于较为滞后的阶段,因为存储产品具有较高的异构性,众多的存储厂商提供的是多样性的存储硬件和操作平台,即使是同一厂商所提供的不同阵列也会有可能采用不用的操作系统,专有API等。所以对于存储管理员来说,他们将花费更大的精力投入到管理阵列上,而无法更多专注于如何优化业务信息,将IT被动管理模式转变为主动盈利模式。

利用软件定义的存储将扭转这一现状,企业将大幅降低管理和运营复杂性,实现存储设备的自动化和按需部署。客户将不再依赖专有硬件、操作系统、应用基础架构等提供商。而传统设备提供商也将转变为软件定义服务提供商。

从技术上来说,互联网的架构是比较先进的,归根到底是因为有一个基于云的基础架构,采用通用、标准化的IT硬件,所以业务的推陈出新非常迅速且成本很低。以Scale-out方式提升业务处理能力,扩容非常简单。所以才支撑了互联网的快速发展,获得了成功。而传统的电信行业采用的还是原来的烟囱式、僵硬的IT架构,业务的更新非常缓慢,单一的业务(语音、短信、宽带)自然敌不过的丰富多样的互联网业务。师夷长技以制夷,因此,要改变现状,要转型,首先就要打造一个标准、灵活的基础设施平台,实现软件定义,这样开展各种适应市场的数字化业务、才能把各种各样的新业务快速部署起来和灵活扩展,提升10倍的运营效率。

五、软件定义存储会为移动客户带来价值

(一)软件定义形态

基于标准商用X86硬件,将存储设备管理抽象到软件层。客户可根据自身需求自己选择硬件设备的搭载,避免超额配置、最大程度提高硬件利用率并能大大削减整体IT运营成本,实现存储架构形态的软件定义。

(二)软件定义资源

实现资源的融合与改善,解决现有资源的异构复杂性,并提供资源池的自动部署和策略性分发,根据数据中心的切身需求打造最适合的软件定义存储基础架构,真正帮助移动客户简化、快速的完成应用部署。

运营商IT支撑系统经过长期的建设、变革,功能繁多、结构复杂,各个系统数据量成几何级增长,数据交互量日益增大,如果采用软件定义技术,特别是软件定义存储架构来建设,可现实业务快速上线、弹性部署、存储灵活扩展,系统化的统一管理,能有效降低TCO,快速提升SLA质量。


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