【從通用儲存、到備份、物件儲存與超融合應用】觸角不斷延伸的虛擬化儲存伺服器

在8、9年前問世之初，虛擬化儲存伺服器是一種在Hypervisor上運行的軟體式SAN儲存裝置，以虛擬機器（VM）型式來提供iSCSI SAN儲存空間與相關管理服務，緊接又出現了NAS類型的虛擬化儲存伺服器，對於建置了虛擬化平臺的企業用戶來說，只要Hypervisor主機有足夠資源，無需購買專門的SAN與NAS設備，直接在Hypervisor上部署虛擬化儲存伺服器，就能滿足基本的區塊與檔案儲存需求。

繼SAN與NAS兩種基本類型的虛擬化儲存伺服器之後，接下來又出現了針對其他特定應用的虛擬化儲存伺服器產品，讓這類型產品涵蓋了更多面向的應用，並形成了幾種不同類別。

以提供的儲存服務型態作為區分，目前市場上現有的虛擬化儲存伺服器可以大致分為這4種類型：SAN與NAS、備份儲存、物件儲存與超融合基礎架構。

SAN/NAS通用儲存類型

SAN與NAS是最基本的儲存服務型式，最早的虛擬化儲存伺服器產品也是以提供這類服務為目的。

對應於實體的SAN與NAS儲存設備，這類虛擬化儲存伺服器產品也可分為SAN類型、NAS類型，與SAN+NAS通用等3種型式。

專門提供SAN儲存服務的SAN類型虛擬化儲存伺服器，最典型的產品便是HPE的StoreVirtual Storage VSA，是StoreVirtual 4000系列SAN儲存設備的虛擬化版本，源自虛擬儲存伺服器創始者LeftHand的Virtual SAN Appliance，在這個領域算是元老級產品。

至於專門提供NAS服務的虛擬化儲存伺服器產品，則有EMC早年推出的Celerra Virtual Storage Appliance，是Celerra NAS的VM版。

隨著兼用於SAN與NAS的整合式儲存設備逐漸普及，連帶也出現了可同時提供SAN與NAS服務的虛擬儲存伺服器產品。例如NetApp先後推出的ONTAP Edge與ONTAP Select，便是同時提供iSCSI SAN與NAS服務的虛擬儲存伺服器軟體，對應的是同樣搭載ONTAP作業系統的FAS系列儲存設備。

類似的，EMC Unity系列儲存設備的VM版UnityVSA，也是同時提供iSCSI SAN與NAS服務的虛擬儲存伺服器軟體。

備份儲存類型

這類產品其實就是備份專用儲存設備的VM版本，典型的產品有HPE StoreOnce備份儲存系統的VM版StoreOnce Virtual Storage Appliance，以及EMC的Data Domain備份儲存系統的VM化版本—Data Domain Virtual Edition。

StoreOnce與Data Domain的儲存設備，本質上是一種專門針對備份儲存應用的NAS設備，專用於存放備份資料，可與備份軟體緊密整合，並提供了搭配備份應用的重複資料刪除、模擬磁帶櫃等功能。

StoreOnce與Data Domain的VM版，則提供了一種利用Hypervisor資源，部署備份儲存設備的簡便方式，可以提供數十TB等級資料量的小型環境備份需求，省下購買備份硬體的麻煩。

物件儲存類型

除了SAN、NAS儲存設備能以虛擬化儲存伺服器型式部署外，物件（Object）類型的儲存設備，也能以VM型式部署到Hypervisor上。相較之下，物件儲存類型的虛擬化儲存伺服器產品相對較少，較重要的有EMC的Atmos Virtual Edition，相對於硬體式的Atmos儲存伺服器，Atmos Virtual Edition可以部署在vSphere平臺的VM上運作。

超融合基礎架構類型

虛擬儲存伺服器嵌在Hypervisor內的部署方式，很容易便能與超融合架構整合，為其建構叢集儲存空間。

超融合架構是以VM為核心、藉由Hypervisor以軟體定義式的型式，來運用硬體資源，講求快速部署、且能以堆疊伺服器節點的型式來擴充資源。而虛擬化儲存伺服器亦是部署在Hypervisor上，具備分散式儲存架構的虛擬化儲存伺服器，可以跨多臺伺服器節點，將底層磁碟空間建構為供Hypervisor使用的儲存叢集，並能配合超融合架構，提供需要Scale-Out擴展能力。

許多超融合架構產品，在儲存部分都是透過虛擬化儲存伺服器來提供，例如HPE的超融合架構產品Hyper Converged 250 System，底層的儲存服務便是由StoreVirtual Storage VSA虛擬化儲存伺服器軟體來提供。另外超融合架構的兩大領導廠商Nutauix與SimpliVity，也都是透過部署在Hypervisor中、功能類似虛擬化儲存伺服器的控制器VM，來建構各自的分散式檔案系統環境。

隨著超融合架構的風行，也使得虛擬化儲存伺服器成為日漸普及的一種儲存部署架構。

 超融合架構中的虛擬儲存伺服器應用 

在虛擬化儲存伺服器的幾種主要應用面向中，大多數是對應於實體儲存設備應用的虛擬化型式，例如SAN/NAS類型的虛擬化儲存伺服器，對應的是硬體式的SAN/NAS設備，備份儲存用的虛擬化儲存伺服器，則是對應於硬體式的備份儲存裝置。只有超融合架構中的虛擬儲存伺服器，是唯有這類採虛擬型式部署的儲存系統，才能提供的應用面向。

超融合架構的目的，是提供一種以VM為基礎來運用硬體資源、預先完成系統整合、且能以叢集節點方式堆疊擴充的IT基礎設施，為了實現這樣的架構，虛擬化儲存伺服器扮演了一個關鍵的角色。

首先，超融合架構是以Hypervisor與VM為基礎，來統一運用資源，所以負責為超融合架構提供儲存空間的儲存系統，必須直接向Hypervisor與VM提供儲存服務。

其次，超融合架構要求提供Web-scale的擴充能力，可以節點為單位逐步堆疊擴充，這要求底層的儲存單元必須分散部署在每一臺節點上，並具備叢集架構與Scale-Out擴展能力，以便將不同節點的儲存空間結合為一個統一管理的環境，並跟隨節點數量的擴充，同步擴展儲存空間。

基於這樣的條件，超融合架構需要的儲存系統，是部署在Hypervisor上、且能支援叢集架構的虛擬化儲存伺服器。在當前主要的超融合架構產品中，除了基於VMware VSAN架構的產品外，其餘產品大都是以叢集架構的虛擬化儲存伺服器，來提供底層儲存服務。

以超融合架構產品龍頭廠商Nutanix為例，每一臺節點的Hypervisor上都部署了1臺稱作控制器虛擬機（Controller VM，CVM）的VM，透過這臺CVM來來控制底層的磁碟控制器與磁碟裝置，並向Hypervisor提供其他VM使用的儲存空間，還與其他節點上的CVM互相連結，組成一個稱作Nutanix分散式檔案系統（NDFS）的儲存叢集，在節點間複製資料以提供保護能力。

所以Nutanix的CVM，其實就等同於一種虛擬化儲存伺服器，負責將底層磁碟建構為NDFS儲存叢集，並將儲存空間透過iSCSI掛載給Hypervisor的VM使用，同時還能提供許多資料服務功能。

在超融合架構市占僅次於Nutanix的SimpliVity，也採用了類似架構。SimpliVity在每一臺節點的Hypervisor上都部署了1臺稱作OVC（OmniStack Virtual Controller）的VM，由OVC負責控制底層磁碟、與其他節點上的OVC連結組成叢集，並透過NFS協定向Hypervisor上的其它VM提供儲存空間。

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