整合式儲存是一種 Oracle 架構,可將區塊式資料儲存、檔案式資料儲存和物件式資料儲存協定整合至單一、可管理的系統。它又稱為多協定儲存或網路統一儲存 (NUS),讓組織能夠部署一個平台,透過統一的管理介面處理多個儲存協定,包括 iSCSI、fibre channel、NFS、SMB 和 S3。
合併可以降低複雜性。舉例來說,企業可能有四或五個獨立的儲存陣列,每個陣列都需要專用硬體、軟體授權和專業知識。整合式儲存系統提供單一平台,可因應不同的工作負載需求,且不需針對每個使用案例使用個別基礎架構,從而消除此分散。
隨著組織在傳統企業應用程式與雲原生工作負載之間取得平衡,基礎架構變得特別有價值。虛擬機器、資料庫和檔案分享可以共存在同一基礎架構上,系統根據實際使用模式動態分配資源,而非預先確定的儲存孤島。
2000 年代初期的儲存基礎架構迫使組織進入孤島。儲存區域網路 (SAN) 透過區塊式協定處理資料庫和虛擬機器,而網路附加儲存 (NAS) 系統則管理檔案共享。每台硬體、管理工具與支援團隊都需要個別的作業。單一應用程式需要區塊式資料儲存和檔案式資料儲存,就意味著要部署兩個完整的基礎架構堆疊。
早期的整合式儲存嘗試在 2010 年出現,因為廠商將檔案功能鎖在區塊優化陣列上。這些混合式系統減少了硬體佔用空間,但效能卻遇到困難,檔案和區塊工作負載與資源競爭,造成無法預測的延遲。
all-flash storage改變了一切。快閃消除了機械限制,實現了真正的整合平台,其中區塊和檔案工作負載並存,而不影響效能。現代系統現在可同時處理多重協定的存取作業,與管理獨立系統相比,過去五年來營運成本降低了 53%。
整合式儲存平台可同時處理多種存取方式:
區塊協定(iSCSI、fibre channel、NVMe-oF):
檔案協定(NFS、SMB):
物件協定(S3 相容 API):
系統會在儲存層的協定之間進行轉譯。虛擬機器在備份系統透過檔案協定讀取相同資訊時,會將資料寫入區塊,而不需資料複製或轉換。
傳統基礎架構預先分配容量。SAN 將 10TB 用於資料庫,5TB 用於檔案分享,從而建立人工邊界。如果資料庫僅消耗 6TB 容量,而檔案分享需要 8TB,則多餘的資料庫容量將視為未使用。
整合式儲存設備透過全球集區消除了這些界限。無論通訊協定為何,所有工作負載都能使用總容量,分配作業會根據實際使用量動態進行。如此可降低一般部署的總容量需求。
單一管理介面可處理所有儲存作業,包括配置、監控、效能最佳化和資料保護。管理員只需設定一次原則,即可在所有工作負載中套用,無論存取協定為何。此集中化功能可降低管理開銷,並盡可能減少協調跨多個系統變更時發生的配置錯誤。
整合式儲存系統整合了兩個元件:
硬體基礎架構包含高效能儲存控制器,可管理 I/O 作業、儲存媒體(一般為全快閃),以及支援區塊和檔案協定的網路介面。控制器處理協定翻譯,因此區塊和檔案請求存取相同的儲存集區時不會發生衝突。
管理層提供跨所有協定的統一管理、監控和自動化。這一層透過單一介面處理政策實施、QoS 管理、資料放置優化和容量分配。
現代化整合平台延伸到就地部署基礎架構之外。組織可以在資料中心和公有雲之間部署相同的儲存平台,無論位置為何,都能建立一致的營運。
雲端整合的主要優勢:
對於多雲環境,支援多雲供應商的整合平台可實現跨 AWS、Azure 和 Google Cloud 的一致資料服務。多雲策略受益於統一的政策管理,安全控制、備份排程和保留政策在雲端之間移動時保持一致性。
根據 Gartner 的研究,全球終端使用者在公有雲服務上的支出預計到 2028 年將超過 1 兆美元,這強化了就地部署和雲端環境橋接的儲存架構日益重要。
醫療:醫院同時管理各種資料,包括資料庫、DICOM 醫療影像和管理檔案中的 EHR。整合式儲存系統整合了此基礎架構。資料庫伺服器透過區塊式協定存取病患記錄,而放射科醫師則透過檔案或物件式協定擷取影像,所有這些都來自單一平台。單一備份政策涵蓋所有內容。
虛擬化:VM 需要區塊式資料儲存來提升效能,但管理員需要共用檔案才能進行範本和配置。整合式儲存設備既不妥協,也不浪費容量。
科學研究:運算工作負載在分析期間需要區塊效能,但研究人員需要檔案式存取才能分享與歸檔。隨著資料集在研究生命週期的過渡,整合式儲存可消除系統之間耗時的資料移動。
媒體製作:編輯人員需要框架精確的隨機存取(封鎖協定),而資產管理則需要階層式檔案組織。相同的內容、不同的存取方式、零資料複製。
AI/ML 訓練:訓練管道可存取數百萬個小型檔案,但需要區塊級效能,以避免 GPU 使用率出現瓶頸。整合式儲存提供檔案結構化資料與區塊效能。
DevOps 與容器:Kubernetes 等容器調度器使用持久性磁碟區(區塊),搭配共享檔案系統與物件儲存庫,進行配置與記錄,是統一平台的天生契合。
從工作負載評估開始。盤點現有的儲存系統、文件容量需求,以及地圖應用程式相依性。如此可發現整合機會,具有類似效能需求的應用程式可以共用儲存層,而相關資料集可以共用容量集區。
效能調校至關重要。區塊和檔案工作負載具有不同的特性(區塊強調 IOPS/延遲;檔案優先處理)。現代化平台可自動最佳化,但在遷移生產應用程式前,先驗證效能與代表性工作負載。
分階段遷移:
學習曲線:團隊習慣分開區塊和檔案系統,需要接受整合管理模式的訓練。在過渡期間規劃暫時性的效率低下。
極致效能案例:某些要求絕對最大 IOPS 的應用程式,仍可能受益於專用儲存系統。在工作負載評估期間識別這些項目,通常只有一小部分的企業工作負載。
長期承諾:選擇統一的平台非常重要。承諾前,先評估廠商藍圖,了解雲端整合、協定進化,以及前瞻性功能。
了解區塊、檔案和統一儲存之間的差異,有助於釐清統一儲存在企業資料中心的適用位置:
整合式儲存支援許多與獨立區塊和檔案系統相同的協定和功能,但它提供了單一面板配置、配置和管理的附加優勢。
AI 將自動處理儲存最佳化。系統不會進行手動調校,而是預測工作負載模式、找出效率不彰之處,並主動調整參數。
雲端整合將能深化。本地儲存與雲端儲存之間的區別變得無關,資料存在於最符合成本、效能與可用性需求之處。
NVMe over Fabrics (NVMe-oF) 等協定將與容器原生儲存協定整合為整合式平台。相同的平台提供傳統應用程式和雲原生架構。
雖然有些傳統廠商將檔案協定改造至區塊優化系統,但 Everpure® FlashArray 能夠從頭開始為區塊和檔案提供原生支援。
關鍵差異性:
整合式儲存已從入侵演變為策略性架構。現代化實作可消除妨礙早期嘗試的效能取捨,提供真正的整合,同時不犧牲應用程式所需的功能。
實施統一儲存系統的組織報告了重大的營運改善:降低管理開銷、改善容量利用率,以及簡化Disaster Recovery。
隨著資料管理的複雜性增加,統一的儲存系統讓組織能夠適應,而無需為每種工作負載類型部署新的基礎架構。該平台成為了隨著組織需求成長的基礎,而不是需要定期更換的限制。