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)在通用級別而不是特定級別與硬件設(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)。而存儲設(shè)備的抽象為用戶訪問共享存儲提供了統(tǒng)一的接口，從而對操作系統(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τ布�抽象使設(shè)備驅(qū)動程序能夠直接訪問每個存儲設(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儲硬件與應(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)它們終止時會立即丟失數(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)連接到存儲硬件。Kubernetes集群的兩種常用硬件抽象層（HAL）的存儲實(shí)現(xiàn)是容器附加存儲（CAS）和軟件定義存儲（SDS）。

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

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

容器附加存儲引入了一種為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，存儲控制器作為Kubernetes集群的一部分在容器中進(jìn)行管理和運(yùn)行。這保證了存儲的可遷移性，因此這些控制器可以在任何Kubernetes平臺上運(yùn)行，無論是在個人電腦、內(nèi)部部署數(shù)據(jù)中心還是公共云上。由于容器附加存儲利用微服務(wù)架構(gòu)，存儲解決方案與綁定到物理存儲設(shè)備的應(yīng)用程序保持密切關(guān)聯(lián)，從而減少了I／O時間。

（1）容器附加存儲的架構(gòu)

容器附加存儲利用Kubernetes環(huán)境來實(shí)現(xiàn)集群數(shù)據(jù)的持久性，使得存儲解決方案在容器中運(yùn)行存儲目標(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)的存儲目標(biāo)可以使用像Kubernetes這樣的平臺進(jìn)行編排。

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

（2）容器附加存儲的好處

容器附加存儲為有狀態(tài)的容器化應(yīng)用程序提供靈活的存儲。這是因?yàn)樗�遵循基于微服�?wù)的模式，允許無縫升級存儲控制器和目標(biāo)副本。存儲軟件的容器化意味著管理團(tuán)隊(duì)可以為每個卷動態(tài)分配和更新存儲策略。對于容器附加存儲，其低級存儲資源使用Kubernetes自定義資源定義表示。這允許存儲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。容器附加存儲還確保存儲與供應(yīng)商無關(guān)，因?yàn)橛袪顟B(tài)的工作負(fù)載可以從一個Kubernetes部署環(huán)境移動到另一個環(huán)境，而不會中斷服務(wù)。

（3）容器附加存儲的用例

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

容器附加存儲支持簡單的存儲備份和復(fù)制，非常適合需要橫向擴(kuò)展存儲的應(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）管道的讀寫時間的開發(fā)團(tuán)隊(duì)。

Kubernetes的主要容器附加存儲解決方案提供商包括：

軟件定義存儲架構(gòu)依靠數(shù)據(jù)程序?qū)⑦\(yùn)行的應(yīng)用程序與存儲硬件解耦。這通過將存儲設(shè)備抽象為虛擬分區(qū)來簡化存儲設(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）軟件定義存儲的特點(diǎn)

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

（2）軟件定義存儲的好處

使用軟件定義存儲的一些好處包括：

（3）何時使用軟件定義存儲

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

（1）相同之處

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

（2）不同之處

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

容器附加存儲和軟件定義存儲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)用程序持久化存儲數(shù)據(jù)。容器附加存儲允許使用Kubernetes進(jìn)行基于微服務(wù)的存儲編排，從而實(shí)現(xiàn)對存儲控制器的靈活管理。另一方面，軟件定義存儲允許使用可編程數(shù)據(jù)控制平面抽象存儲硬件。

容器附加存儲具有典型軟件定義存儲提供的所有功能，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