硬件抽象涉及編程層的創(chuàng)建，該層允許計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)在通用級(jí)別而不是特定級(jí)別與硬件設(shè)備進(jìn)行交互。該層涉及將硬件用于任何軟件程序的邏輯代碼實(shí)現(xiàn)。而存儲(chǔ)設(shè)備的抽象為用戶訪問共享存儲(chǔ)提供了統(tǒng)一的接口，從而對(duì)操作系統(tǒng)隱藏了硬件的實(shí)現(xiàn)。這允許在用戶機(jī)器上運(yùn)行的軟件從存儲(chǔ)設(shè)備獲得盡可能高的性能。它還允許采用獨(dú)立于設(shè)備的程序，因?yàn)榇鎯?chǔ)硬件抽象使設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序能夠直接訪問每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。

Kubernetes本質(zhì)上與基礎(chǔ)設(shè)施無關(guān)，因?yàn)樗�依賴于插件和卷抽象來將存�?chǔ)硬件與應(yīng)用程序和服務(wù)進(jìn)行分離。另一方面，容器是短暫的，當(dāng)它們終止時(shí)會(huì)立即丟失數(shù)據(jù)。Kubernetes使用卷和持久卷將容器化應(yīng)用程序創(chuàng)建和處理的數(shù)據(jù)保存在物理存儲(chǔ)設(shè)備上。這些抽象通過各種類型的硬件抽象層（HAL）實(shí)現(xiàn)連接到存儲(chǔ)硬件。Kubernetes集群的兩種常用硬件抽象層（HAL）的存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)是容器附加存儲(chǔ)（CAS）和軟件定義存儲(chǔ)（SDS）。

本文深入探討了容器附加存儲(chǔ)（CAS）和軟件定義存儲(chǔ)（SDS）的根本區(qū)別、各自的優(yōu)勢以及典型硬件抽象層（HAL）存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的典型用例。

Kubernetes采用抽象存儲(chǔ)來實(shí)現(xiàn)可遷移、高可用和分布式存儲(chǔ)。Kubernetes  API支持通過CSI接口連接的各種容器附加存儲(chǔ)和軟件定義存儲(chǔ)的解決方案。以下了解一下抽象模型的功能以及每個(gè)模型在Kubernetes集群中解決存儲(chǔ)的目的。

容器附加存儲(chǔ)引入了一種為Kubernetes集群中的有狀態(tài)工作負(fù)載以持久保存數(shù)據(jù)的新方法。使用容器附加存儲(chǔ)，存儲(chǔ)控制器作為Kubernetes集群的一部分在容器中進(jìn)行管理和運(yùn)行。這保證了存儲(chǔ)的可遷移性，因此這些控制器可以在任何Kubernetes平臺(tái)上運(yùn)行，無論是在個(gè)人電腦、內(nèi)部部署數(shù)據(jù)中心還是公共云上。由于容器附加存儲(chǔ)利用微服務(wù)架構(gòu)，存儲(chǔ)解決方案與綁定到物理存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用程序保持密切關(guān)聯(lián)，從而減少了I／O時(shí)間。

（1）容器附加存儲(chǔ)的架構(gòu)

容器附加存儲(chǔ)利用Kubernetes環(huán)境來實(shí)現(xiàn)集群數(shù)據(jù)的持久性，使得存儲(chǔ)解決方案在容器中運(yùn)行存儲(chǔ)目標(biāo)。這些目標(biāo)是可以復(fù)制以進(jìn)行獨(dú)立擴(kuò)展和管理的微服務(wù)。為了增強(qiáng)自主性和敏捷性，這些基于微服務(wù)的存儲(chǔ)目標(biāo)可以使用像Kubernetes這樣的平臺(tái)進(jìn)行編排。

容器附加存儲(chǔ)集群使用控制平臺(tái)層進(jìn)行存儲(chǔ)管理，而數(shù)據(jù)平臺(tái)層可以運(yùn)行存儲(chǔ)目標(biāo)／工作負(fù)載。控制平臺(tái)中的存儲(chǔ)控制器提供卷、啟動(dòng)存儲(chǔ)目標(biāo)副本，并執(zhí)行其他管理相關(guān)任務(wù)。數(shù)據(jù)平臺(tái)組件執(zhí)行來自控制平臺(tái)元素的存儲(chǔ)策略和指令。這些指令通常包括文件路徑、存儲(chǔ)和訪問方法。數(shù)據(jù)平面還包含存儲(chǔ)引擎，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)文件存儲(chǔ)的實(shí)際輸入輸出路徑。

（2）容器附加存儲(chǔ)的好處

容器附加存儲(chǔ)為有狀態(tài)的容器化應(yīng)用程序提供靈活的存儲(chǔ)。這是因?yàn)樗�遵循基于微服�?wù)的模式，允許無縫升級(jí)存儲(chǔ)控制器和目標(biāo)副本。存儲(chǔ)軟件的容器化意味著管理團(tuán)隊(duì)可以為每個(gè)卷動(dòng)態(tài)分配和更新存儲(chǔ)策略。對(duì)于容器附加存儲(chǔ)，其低級(jí)存儲(chǔ)資源使用Kubernetes自定義資源定義表示。這允許存儲(chǔ)和云原生工具之間的無縫集成，從而實(shí)現(xiàn)更輕松的管理和監(jiān)控。容器附加存儲(chǔ)還確保存儲(chǔ)與供應(yīng)商無關(guān)，因?yàn)橛袪顟B(tài)的工作負(fù)載可以從一個(gè)Kubernetes部署環(huán)境移動(dòng)到另一個(gè)環(huán)境，而不會(huì)中斷服務(wù)。

（3）容器附加存儲(chǔ)的用例

容器附加存儲(chǔ)使用存儲(chǔ)目標(biāo)復(fù)制來保證高可用性，避免傳統(tǒng)分布式存儲(chǔ)架構(gòu)的一些限制。這使得容器附加存儲(chǔ)成為云原生應(yīng)用程序的首選存儲(chǔ)選擇。容器附加存儲(chǔ)也適用于希望在多個(gè)云平臺(tái)中協(xié)調(diào)存儲(chǔ)的組織。這是因?yàn)槿萜鞲郊哟鎯?chǔ)可以部署在任何Kubernetes平臺(tái)上。

容器附加存儲(chǔ)支持簡單的存儲(chǔ)備份和復(fù)制，非常適合需要橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)的應(yīng)用程序。它也非常適合希望改善持續(xù)集成（CI）和持續(xù)交付（CD）管道的讀寫時(shí)間的開發(fā)團(tuán)隊(duì)。

Kubernetes的主要容器附加存儲(chǔ)解決方案提供商包括：

軟件定義存儲(chǔ)架構(gòu)依靠數(shù)據(jù)程序?qū)⑦\(yùn)行的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)硬件解耦。這通過將存儲(chǔ)設(shè)備抽象為虛擬分區(qū)來簡化存儲(chǔ)設(shè)備的管理，然后在承載命令和控制功能的數(shù)據(jù)管理接口（DMI）上啟用管理。

（1）軟件定義存儲(chǔ)的特點(diǎn)

采用軟件定義存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)／服務(wù)管理界面托管在主服務(wù)器上，主服務(wù)器控制由共享存儲(chǔ)池組成的存儲(chǔ)層。這使得存儲(chǔ)的配置和分配變得簡單而靈活。以下是軟件定義存儲(chǔ)的一些主要功能：

（2）軟件定義存儲(chǔ)的好處

使用軟件定義存儲(chǔ)的一些好處包括：

（3）何時(shí)使用軟件定義存儲(chǔ)

軟件定義存儲(chǔ)為希望以更低的成本提高存儲(chǔ)靈活性的團(tuán)隊(duì)提供了多種好處。軟件定義存儲(chǔ)的一些常見用例包括：

（1）相同之處

容器附加存儲(chǔ)和軟件定義存儲(chǔ)都支持物理存儲(chǔ)硬件和正在運(yùn)行的應(yīng)用程序之間的解耦。在這樣做的同時(shí)，這兩種技術(shù)都從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源中抽象了數(shù)據(jù)管理。這兩個(gè)硬件抽象層（HAL）實(shí)現(xiàn)共享一些共同的功能，其中包括：

（2）不同之處

軟件定義存儲(chǔ)支持分布式存儲(chǔ)管理并減少硬件依賴性，而容器附加存儲(chǔ)允許使用任何容器編排平臺(tái)運(yùn)行的分解存儲(chǔ)。這就帶來了軟件定義存儲(chǔ)和容器附加存儲(chǔ)之間的各種差異，包括：

容器附加存儲(chǔ)和軟件定義存儲(chǔ)都允許集群管理員利用硬件抽象的優(yōu)勢為Kubernetes中的有狀態(tài)應(yīng)用程序持久化存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。容器附加存儲(chǔ)允許使用Kubernetes進(jìn)行基于微服務(wù)的存儲(chǔ)編排，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)控制器的靈活管理。另一方面，軟件定義存儲(chǔ)允許使用可編程數(shù)據(jù)控制平面抽象存儲(chǔ)硬件。

容器附加存儲(chǔ)具有典型軟件定義存儲(chǔ)提供的所有功能，盡管是為容器工作負(fù)載量身定制的，并使用最新的軟件和硬件原語構(gòu)建。

原文標(biāo)題：Container Attached Storage （CAS） vs． Software－Defined Storage － Which  One to Choose？，作者：Sudip Sengupta

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來源：51CTO李睿