无论是企业内部部署数据中心还是高性能计算(HPC)环境，存储都是其计算领域中比较棘手的问题之一。存储系统必须具有足够的容量和性能，才能满足应用程序和用户的需求，而且更为复杂的是，不同的工作负载对性能的要求也不同。
对于企业而言，这种需求通常采用存储区域网络(SAN)来满足，存储区域网络(SAN)通过高性能数据结构将服务器集群连接到一个或多个外部存储阵列，而存储阵列则提供了服务质量、复制和快照等功能。
最近，软件定义的存储解决方案已被推广为一种更具可扩展性和更经济高效的替代方案，它将存储添加到符合行业标准的服务器机箱中，并使用软件层(如VMware vSAN或Red Hat Gluster)从这些资源创建共享存储池。
但是，软件定义的存储有其自身的缺点，尤其是如果组织在与存储相同的服务器集群上运行应用程序(例如超融合基础设施)，则会消耗宝贵的CPU周期。根据一些估计，这种负载最多可以占用CPU时间的25%。
Nebulon公司是一家提供存储区域网络(SAN)和软件定义存储替代方案的厂商，成立于2018年的Nebulon公司最近推出了一个称之为云定义存储平台，因为它利用云托管的控制平台来配置和管理存储硬件。该公司称，这使IT管理人员可以管理多个站点中的数千台服务器，同时降低成本和IT人员在运营上花费的时间。
该公司首席执行官Siamak Nazari认为，降低企业的存储成本和复杂性是Nebulon公司的目标之一，他与Nebulon公司的其他几位员工一样，曾是3PAR公司的高级管理人员，后来该存储公司被HPE公司收购。他讲述了自己曾经与一位首席信息官进行的对话。
这位首席信息官问道：“我们花费大量费用购买存储，并需要设置多个层次，但是我们购买的这些服务器中都有这样的插槽。为什么让我购买这些额外的存储设备?为什么不能直接使用服务器上已有的大量存储插槽呢?”
当然其答案是：使用服务器的内置存储通常需要额外的软件层。Nazari表示，这可能会以无法预料的方式与操作系统交互，并导致兼容性问题，甚至影响关键应用程序的性能。
他说：“这些人已经尝试过软件定义的存储或超融合，但由于软件定义存储附带的服务级别协议或工作负载限制，他们最终将采用外部存储阵列。”
Nebulon公司的架构可以看作是传统存储区域网络(SAN)和软件定义存储的一种混合体，它们都借鉴了两者的某些方面。它使用每个服务器节点内的PCIe适配卡来控制存储驱动器，就像传统上安装RAID控制器一样，Nebulon公司将其称为服务处理单元(SPU)。每个SPU都运行数据服务，并且由于它直接控制存储驱动器，因此该公司将其比喻为在每台服务器内部都有一个小型化的存储阵列控制器。
如果只是这样，那么Nebulon公司提供的存储平台与外部存储阵列相比就没有什么优势。但是，其每个SPU适配器还具有自己的网络端口，这些端口通过网络结构将其链接到其他服务器节点中的其他SPU，以及用于管理网络的单独连接。一组SPU可以通过管理层连接到一个逻辑分组中，以形成一个共享存储池或数据域，Nebulon公司称之为nPod。SPU就是一个全长双宽度PCI-Express 3.0适配器，并基于运行在3GHz的八核Arm片上系统(SoC)以及专用于处理加密服务的加速器芯片。每个SPU卡都有两个用于数据结构的25Gb/s以太网端口，以与其他SPU链接;还有一个用于独立管理结构的1Gb/s端口，用于与Nebulon控制平台链接。Nebulon公司表示，该卡本身可作为系统的SAS主机总线适配器(HBA)，从而避免了特殊驱动程序的需要。
一个nPod或数据共享域中最多可以链接32个SPU，每个SPU卡最多可以控制24个SSD硬盘。由于支持高达4TB的SSD硬盘容量，每个nPod均可扩展以包含PB级的容量。Nebulon公司表示，目前，nPod只能扩展到单个站点以外的任何地方，但是以后可能会增加对扩展集群的支持。
Nebulon公司认为，这种安排的优势在于，每个SPU适配器基本上独立于其主机服务器，它不依赖主机进行网络访问。因此，如果主机因某种原因崩溃，只要系统仍在供电，SPU将继续提供存储服务。同样，SPU不会占用任何CPU周期或系统内存来提供存储服务，这意味着整个主机处理能力都专用于运行应用程序。Nazari认为，另一个好处是，整个解决方案最终的成本大约是企业存储阵列部署成本的一半。
他解释说：“这主要是因为企业在利用商业化、成本较低的服务器固态硬盘，而不是存储供应商在其系统中销售的特殊SSD硬盘，这些产品基本上都是由服务器供应商提供的。”
Nebulon公司能够利用服务器供应商提供的成本较低的服务器SSD硬盘，因为这将是该公司走向市场的一条必经之路。它已经与HPE公司和Supermicro公司签署了一项协议，该协议将在构建时将Nebulon SPU作为其某些服务器模型的选件提供，并且显然还有第三方供应商加入了该协议，但尚未公开名称，Nazari认为，服务器供应商还可以充当客户支持的联系点。
他说，“正如客户要求在其数据中心提供更少的组件一样，他们也要求更少的供应商，这使得客户基本上不会以供应商的身份与我们打交道，他们只是从OEM厂商处购买产品，并签署合同协议和服务协议，所有这些事情都是通过客户与OEM厂商签订的现有协议来完成的。”
Nebulon架构的另一个值得注意的方面是，其控制平台与SPU硬件分离，并作为云托管服务交付，其名称为Nebulon ON，而SPU运行一个名为nebOS的轻量级存储操作系统。可以认为这类似于软件定义的网络将控制平台与数据平台分离，以在整个网络上提供基于策略的集中式控制，而不是将控制器嵌入每个物理交换机的方式。
Nebulon解决方案工程高级总监Martin Cooper表示：“如果查看传统的存储软件堆栈，则该软件堆栈中约有25%是非常优化的小型软件，围绕整个存储IO进行驱动。因此，写入数据、读取数据、重复数据消除、数据压缩、加密、数据复制、快照，所有这些IO内容大约占软件堆栈的25%，而其中75%是管理报告和编排。有趣的是，当拆分这种关系时，可以从云平台中将所有管理和业务流程作为服务交付。”
Nebulon公司声称，尽管可以从基于云计算的控制台更新固件，但SPU卡上运行的那些存储平台功能(例如数据压缩和快照)往往不会频繁更改。相比之下，管理和编排资料会定期更新，因此将其作为SaaS实施是有意义的，以便Nebulon公司所有客户在推出时都会自动获得新功能和更新。
拥有一个基于云计算的控制平台来执行与存储系统一样关键的任务可能会引起许多企业的关注，但是Nebulon ON托管在AWS和谷歌的云平台上，并且地理位置分散以降低其风险。由于云计算数据中心中断而处于脱机状态。即使发生此类故障，在SPU硬件上运行的存储平台也将继续正常运行，尽管这将阻止客户更改nPods的配置或置备新的存储。
安全性可能是另一个需要考虑的问题，但是Cooper表示，Nebulon公司支持基于角色的访问控制，并在用户、云计算服务和目标SPU之间实现所谓的三角安全关系。这归结为Nebulon ON在检查试图访问管理控制台的用户是否与他们管理的系统位于同一防火墙或同一网络之后。Cooper声称这与从本地管理设备提供相同服务一样安全。
为了简化存储nPods的管理和配置，Nebulon公司使用了可感知工作负载的模板，该公司将其描述为类似于配方的模板，这些模板定义了特定应用程序或服务的配置外观，无论是交付nPod集群来支持MongoDB、Kubernetes或VMware部署。
Cooper解释说，“如果考虑要定义为应用程序服务的所有基本原语，那么逻辑单元号(LUN)的大小是多少?要在这些逻辑单元号(LUN)上运行的快照计划是什么?想要什么保留政策?它是什么样的应用程序，因此要实现高可用性，需要什么样的数据布局?是否有启动卷，如果有启动卷，要放入该启动卷的操作系统是什么?所有这些信息都包含在我们所谓的模板中。”
当云定义的存储普遍可用时，Nebulon公司计划在平台上附带一些预定义的应用程序模板，以允许客户开始使用，而更多的正在开发中，企业IT部门也将能够定义自己的模板来达到自己的目的。此外，通过使用反馈给Nebulon分析的系统指标，配置将不断优化。
Nebulon表示，模板将使组织更容易为员工启用自助服务，其中许多人对高可用性或快照一无所知。
此外，Nebulon ON还支持API驱动的自动化，使企业客户可以构建配置脚本或将其与其他管理工具连接。该公司表示，将在启动时为此提供一组SDK。Nebulon的云定义存储计划于今年9月全面上市。
