軟體定義的儲存（SDS）突破傳統儲存架構困境，將儲存走向開放、統合的境界，讓儲存也能擁有伺服器虛擬化對運算所帶來的簡化、效率及節省成本。近年不少大廠紛紛推出自有解決方案搶攻市場，EMC也不遑多讓推出ViPR、Isilon、ECS以及ScaleIO，本文將分享ScaleIO架構與實際部署經驗。
在一般企業基礎建設中，儲存區域網路（Storage Area Network，SAN）包含網路層（Networking Layer）、運算層（Computing Layer）、儲存層（Storage Layer）三層。
伺服器會透過SAN架構（圖1）存取共享空間，但是SDS破除整個框架，可以在單一節點（Node）中同時提供運算及儲存能力，也意謂著傳統三層結構精減成一層。
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| ▲圖1 傳統SAN架構圖。（圖片來源：siemon.com.uk white_papers） |
ScaleIO功能簡介
以下介紹ScaleIO的Convergence、Scalability、Self-healing、Elasticity以及Performance等多項功能。
Convergence（Converged storage and compute）
現今虛擬技術已成為各企業主流，傳統SAN架構複雜且成本高，ScaleIO能夠化繁為簡，支援Hyper-converged架構，相容於現有Bare-metal（Linux/Windows）、Virtual（ESX、XEN、KVM、Hyper-V），同時兼具運算及儲存能力，大幅減少環境管理及營運成本。
Scalability（Scale up to thousands of servers）
橫向擴充（Scale Out）是SDS的精隨所在，可以因應系統計算規模隨需求擴增。也因為ScaleIO支援1,000個以上的節點，更加符合Hyperscale等級，又具備無縫擴增的計算能力。
反觀VMware VSAN，上限64 Node僅適用於Enterprise以下的部署。ScaleIO效能是可預期的線性成長，當所在環境有新的需求時，可以換算負載並增加相同規格的Server來承受新負載。
Self-healing（Rebuild & Rebalance）
強大的自主能力（Self-healing）透過Rebuild、Rebalance達到系統高可用性及安全性。當ScaleIO擴充Node數量，抑或硬碟增加（圖2），Rebalance就會啟動，系統會分散所有的資料，使每個儲存單元都是平均存量。
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| ▲圖2 Rebalance達成資料分散。（圖片來源：EMC） |
如果是節點變少呢？反之亦然，也會做平均的動作讓儲存量一致（圖3），依照筆者的經驗通常在1%?2%之內。
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| ▲圖3 Rebalance達成資料分散。（圖片來源：EMC） |
啟用Rebuild的情形有以下情況，例如SDS系統毀損或是硬體損壞（包括Server、Hot Drive、SSD），這意謂著ScaleIO環境中任一個節點出現問題時，系統要確保Data Protection維持資料Two-copy，因此會將故障節點內的資料全部複製一份至正常的儲存空間，如圖4所示。
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| ▲圖4 Two-copy機制示意圖。（圖片來源：EMC） |
圖4解釋了Two-copy，邏輯空間Volume 1、Volume 2實際存放在100個節點內，從SDS 1至SDS 100。仔細看SDS 1的資料E、B、F，也存放在SDS 2、SDS 3、SDS 6的空間內，這就是ScaleIO資料保護。
此外，當SDS 1發生資料損壞時，存在SDS 2、SDS 3及SDS 6內的這些E、B、F資料，則會經過Mesh Mirroring演算複製到其他SDS空間內部，並維持兩份資料在系統中。
Elasticity（Add/Remove server & capacity on-demand）
彈性（Elasticity）也是SDS重要一項特性，打破傳統Storage的框架，可以選擇任何支援x86 Server與多樣的儲存媒體，讓公司購買或維護Storage Array不再受限於固定品牌或特定的硬碟型態。
ScaleIO Self-healing能協助完成維護的工作，可以動態地調整系統，不論新增／?移除Server或任何Drive，Rebuild及Rebalance都能夠背景處理，讓服務不中斷。