隨著數據的不斷增長，以前的存儲架構已經不能在滿足于現在的需求，當前存儲架構還只是發展到第三個存儲架構，那就是組合式存儲，它可以提供縱向擴展存儲的性能和效率，同時實現橫向擴展存儲的簡單操作。本文將圍繞這個話展開描述。

　　目前存在什么問題？

　　大多數數據中心的應用都在環境中混合使用。一些傳統孤島應用需要極高的性能，這些應用程序在性能和可用性方面通常必須具有非常具體的保證。縱向擴展存儲系統是這些工作負載的理想選擇，但隨著周圍環境的增長和工作負載的變化，它們變得越來越有挑戰性。

　　這些數據中心還擁有新一代的應用程序，環境或數據集，這些應用程序和數據集迅速擴展，更適合橫向擴展存儲設計。雖然性能對某些應用程序很重要，但更重要的是能夠快速靈活地擴展（在四個方向），以映射到不可預測的即服務應用程序模型的需求。可能不需要具體一致的保證。在很多情況下需要足夠緊密和足夠好。

　　橫向擴展存儲設計中的另一個挑戰是計算和存儲資源規模良好，節點間通信通常并不好。支持橫向擴展設計（通常是基礎IP）的網絡變得復雜，可能最終會出現瓶頸，為存儲IO增加了大量的延遲。

　　為了應對這種二分法，許多組織擁有多達五到六個存儲系統，其中包括縱向擴展架構和橫向擴展架構，此外還有一種混合存儲模式來解決超融合基礎設施，私有或混合IaaS等特定的業務挑戰。這些混合使得存儲環境非常復雜，同時也變得脆弱。

　　什么是組合式存儲？

　　組合式存儲是第三種存儲架構。它充分利用了縱向擴展架構和橫向擴展存儲的優點。就像縱向擴展架構一樣，組合式存儲系統可以從單個節點開始。可以在IO性能和容量方面充分利用該節點。但是，與縱向擴展設計不同，還可以將另外的節點添加到可組合的存儲中，因此在不引入另一個管理點的情況下，獲得更多的容量或計算性能用于環境。組合式存儲還可以分解存儲計算和存儲容量，這使得這些資源可以動態地分配或使用它們的應用程序釋放。

　　這種設計的早期迭代稱為scale-right架構。雖然縱向擴展和橫向擴展架有了巨大的改進，但一旦增加節點，這些scale-right的設計就會變得規模龐大，因此繼承了許多橫向擴展的負面特性。換句話說，scale-right實際上并不是一個新架構，只是兩個現有架構之間的橋梁。

　　實際上，組合式存儲并不是縱向擴展和橫向擴展架構之間的橋梁，實際上是一個適合的架構。實現了從縱向擴展到橫向擴展的轉換，它解決了橫向擴展架構的局限性。也就是說能夠將具體的性能和特征專門用于特定的應用，并克服了節點間通信在環境規模上潛在的網絡瓶頸。

　　針對專門的性能限制，組合式存儲在存儲集群中創建動態可組合的虛擬專用存儲系統。這種專用的虛擬存儲陣列可以根據IOPS，帶寬和容量來硬性分配特定的性能和屬性。虛擬存儲陣列可以與傳統應用程序結合使用，因此需要非常具體的性能要求。

　　為了解決網絡問題，組合式存儲系統也需要更好的網絡，而更好的網絡不僅能夠實現規模化，而且還提供更復雜的功能，如虛擬專用存儲陣列。高級網絡的問題是成本高昂，并且通常是專用網絡。NVMeoverFabrics可以為組合式存儲系統供應商提供一種提供高級網絡的方式，而不會被鎖定在專有或比較小眾的的網絡中。NMVe使可組合的存儲能夠提供4種縮放功能，分別是：縱向擴展，橫向擴展，橫向縮小（每節點的容量更小）和縱向縮小（每個集群的控制器更少）。

　　NVMe是一個專門用于與基于內存的存儲設備通信的新協議。其設計是通過PCIe總線進行通信，并顯著增加命令數量和IO隊列深度。NVMeoverFabrics是該標準的網絡，可以使其網絡性能與本地連接相媲美。

　　將Fabrics網絡上的NVMe集成到組合式的存儲架構中是一個合乎邏輯的步驟。集群內的節點現在通信性能和延遲水平幾乎與直接連接一樣好。其結果是有效的規模，并進一步擴大了能力。

　　軟件定義存儲是關鍵

　　數據中心現在需要組合式存儲的能力。他們期望存儲供應商能夠更快地設計定制硬件并修改其軟件，特別是考慮到硬件現在可用。如今，部署了下一代的英特爾處理器，PCIe總線，以及完全支持NVMe協議的服務器不斷上市，而NVMe閃存設備也將同時推出，這意味著延遲將創新低，而IOPS將創新高。隨著新一代處理器和存儲設備的到來，采用NVMe協議的Fabric網卡的設備也即將推出。

　　如果所有硬件組件都可用，那么所欠缺的一環就是存儲軟件。軟件定義的存儲供應商應能夠快速將其軟件適應高性能NVMe驅動硬件的新現實，并為數據中心提供解決方案，可以顯著減少存儲系統的數量。

　　結語

　　未來的數據中心可以將其存儲系統數量減少到兩個。一個可能部署在內部數據中心的系統，將是基于第三個存儲架構的全閃存陣列。第二個可能在云端，該系統是可以存檔，保存和保留活動數據的對象存儲系統。