Was ist Softwaredefinierter Speicher (SDS)?

20. Februar 2024

Autoren

Josh Schneider

Senior Writer

IBM Blog

Ian Smalley

Senior Editorial Strategist

Was ist Softwaredefinierter Speicher (SDS)?

Softwaredefinierter Speicher (SDS) ist eine Datenspeicher-Methode, bei der eine Softwareschicht verwendet wird, um Speicherressourcen von einer zugrunde liegenden physischen Speicherhardware-Infrastruktur zu entkoppeln.

Tatsächlich abstrahiert SDS verfügbare Speicherressourcen innerhalb der breiten Speicherumgebung eines Unternehmens über verschiedene Arten von Speichergeräten und -systemen hinweg. Während herkömmliche Network-Attached-Storage- (NAS) oder Storage-Area-Network- (SAN) Systeme oft von proprietärer Hardware oder herstellerspezifischer Software abhängig sind, verwenden SDS-Lösungen in der Regel handelsübliche Hardware, wie z. B. jeden branchenüblichen oder x86-Server, und können ansonsten inkompatible Systeme miteinander verbinden.

Durch Abstraktion ermöglicht SDS eine richtlinienbasierte Bereitstellung und dynamische Verwaltung von Speicherressourcen, unabhängig von der verwendeten individuellen Speicherhardware. SDS verwendet Virtualisierung , um einen einheitlichen Pool von Speicherressourcen zu erstellen, die entweder automatisiert oder manuell über eine softwaregestützte Dashboard-Schnittstelle dynamisch zugewiesen werden können.

Typischerweise besteht die herkömmliche Datenspeicherinfrastruktur aus verschiedenen Teilen der Speicherhardware, die jeweils von proprietärer Software verwaltet werden. Dieser Ansatz führt oft zu einer starren Struktur, die an unflexible Anbieter- oder Herstellersysteme gebunden ist, was die Wartung, Datenmigration und Erweiterung erschwert. Datenfragmentierung und eingeschränkte Datensichtbarkeit werden ebenfalls zu größeren Problemen, da herkömmliche Speichertechniken zu einer Zunahme von Datensilos und einer höheren Systemkomplexität beitragen.

SDS befreit Unternehmen von der Abhängigkeit von proprietärer Infrastruktur und bietet die Freiheit, die Anbieter und Hardware auszuwählen, die am besten zu ihren Bedürfnissen passen. Die abstrahierte Speicherung bietet außerdem eine bessere Flexibilität, Effizienz und schnellere Skalierbarkeit, mit der Möglichkeit, bestimmte Speicherressourcen unabhängig von anderen Komponenten des Rechenzentrums, wie z. B. Rechen- und Netzwerkressourcen, zu skalieren.

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Arten von softwaredefiniertem Speicher

Die Kategorie der softwaredefinierten Speicher (Software-Defined Storage, SDS) umfasst viele einzelne Technologien, die das Speichermanagement und die Ressourcen von der zugrunde liegenden Hardware trennen, wobei jede Technologie ihre eigenen, aufgabenabhängigen Anwendungsfälle hat. Zu den gängigen Formen von SDS gehören:

  • Softwaredefinierte Speichergeräte: Virtuelle Geräte, die Hardwareanwendungen durch Software replizieren, die auf Standardservices oder Virtual Machines (VMs) ausgeführt wird, und typische Speicherservices wie Datenduplizierung, Datenreplikation und Thin Provisioning bereitstellen.
  • Virtual SAN (VSAN): Ein virtuelles Storage Area Network (SAN) fasst den lokalen Speicher mehrerer geclusterter Server zu einem gemeinsam genutzten Speicherpool zusammen, sodass Unternehmen Direct-Attached Storage (DAS) in einer virtualisierten Umgebung ohne herkömmliche gemeinsam genutzte Speicher-Arrays nutzen können. 
  • Scale-out-Dateisysteme: Eine Art verteiltes Dateisystem, das durch Hinzufügen weiterer Knoten zum Cluster horizontal skaliert werden kann und die Speicherkapazität und Leistung über mehrere Server hinweg erhöht.
  • Softwaredefinierter Objektspeicher (SDOS): Spezialisierte SDS-Systeme, die für eine Object Storage entwickelt wurden, bei der einzelne Daten als diskrete Objekte und nicht als Dateihierarchie oder segmentierte Datenblöcke behandelt werden.
  • Softwaredefinierter Speicher für Block Storage: Eine weitere Art von spezialisiertem SDS, der speziell für Block Storage entwickelt wurde und über Funktionen wie Snapshots, Thin Provisioning und Data Replication verfügt.
  • Softwaredefinierter Speicher für Storage Area Networks (SAN): SDS für das zentralisierte Speichermanagement und die Virtualisierung von SAN-Ressourcen.
  • Softwaredefinierter Speicher für die Cloud: SDS, der speziell für Cloud-Speicherumgebungen entwickelt wurde und Unternehmen flexible und skalierbare cloudbasierte Speicherlösungen bietet, indem die zugrunde liegende physische Hardware abstrahiert wird.
  • Hyperkonvergenter Speicher: Lösungen für hyperkonvergente Infrastrukturen (HCI) nutzen die Virtualisierung, um nicht nur Speicher, sondern ganze Rechenzentren, einschließlich Rechen- und Netzwerkkomponenten, zu abstrahieren. So wie HCI Virtualisierung nutzt, um Netzwerkhardware durch Softwaredefiniertes Networking (SDN) zu ersetzen, verwendet HCI auch SDS, um Speicherressourcen für eine effiziente dynamische Ressourcenzuweisung zu verwalten.
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Funktionsweise von softwaredefiniertem Speicher

Softwaredefinierter Speicher (SDS) erreicht den Prozess der Abstraktion von Speicher durch eine Softwareschicht, wie z. B. einen Hypervisor. Diese Software fungiert als zentrales Überwachungssystem, das in der Lage ist, alle verfügbaren Speicherressourcen über verschiedene Speichertypen hinweg, einschließlich SAN, SSD und mehr, effektiv zu verwalten, zu virtualisieren und zu steuern. Darüber hinaus erhöht ein Speicher-Hypervisor die Verfügbarkeit, Geschwindigkeit und Nutzung der gesamten Ressourcen über unterschiedliche Speichersysteme hinweg und bietet gleichzeitig wertvolle Services wie automatisierte Bereitstellung, Snapshots, Datenduplizierung und Replikation.

Als virtuelle Schicht kann ein Speicherhypervisor einen zentralisierten und optimierten Speicherzugriff bieten, wodurch IT-Abläufe erheblich vereinfacht und die reibungslose Integration unterschiedlicher oder inkompatibler Speichermodelle, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind, erleichtert werden.

Hauptmerkmale von softwaredefiniertem Speicher

Lösungen für softwaredefinierten Speicher (SDS) bestehen aus mehreren Hauptmerkmalen.

Softwareschicht

Ein entscheidendes Merkmal von SDS ist die Software-Schicht, eine Speicherverwaltungsanwendung, die alle Speicherressourcen bereitstellen, verwalten und optimieren kann.

Speichervirtualisierung

Durch Virtualisierung entkoppeln SDS-Lösungen den Speicher von der zugrunde liegenden Hardware und bieten systemweiten Zugriff auf alle Speicherressourcen.

Speicherpool

Durch Virtualisierung wird ein aggregierter, einheitlicher und zentraler Pool aller verfügbaren Speicher erstellt, der eine dynamische Ressourcenzuweisung und eine optimierte Nutzung der Speicherkapazität ermöglicht.

Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs)

Ein gemeinsames Merkmal von SDS-Lösungen: APIs ermöglichen die Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen, Software und Hardware.

Datenmanagement

Eine einheitliche und zentralisierte Speicherung erleichtert eine Reihe von Funktionen zur Datenverwaltung, darunter Datenschutz, Replikation, Deduplizierung (das Löschen unerwünschter Dateikopien und Redundanzen) und Notfallwiederherstellung.

Vorteile von softwaredefiniertem Speicher

Neben einer verbesserten Effizienz und Leistung bietet SDS Unternehmen mehrere überzeugende Vorteile.

Kosteneinsparungen

SDS ist eine kostengünstige Methode, um den Wert vorhandener Speicherressourcen zu maximieren und die Kapazität des eigenen Speichers zu verbessern, ohne neue Hardware anzuschaffen. Durch die Entlastung der zugrunde liegenden Hardware von Speicherressourcen ermöglicht SDS Unternehmen auch die Nutzung kostengünstiger Speicheralternativen anstelle teurer proprietärer Hardware.

Verbesserte Kompatibilität

Da virtualisierte Speicher nicht von proprietären Hardware- oder Softwareeinschränkungen abhängig sind, ist SDS eine effektive Möglichkeit, Unternehmen von der Bindung an einen Anbieter zu befreien und eine größere Flexibilität bei der Hardwareauswahl zu ermöglichen.

Einfachere betriebliche Abläufe

SDS kann viele Aufgaben im Zusammenhang mit der Speicherverwaltung erheblich optimieren und die IT-Kosten senken, indem komplizierte Workloads im Zusammenhang mit der Speicherverwaltung, -überwachung und -fehlerbehebung entweder automatisiert oder vereinfacht werden.

Skalierbarkeit

SDS eignet sich gut für Unternehmen, die nicht nur nach oben, sondern auch nach außen skalieren möchten. SDS unterstützt die lineare Skalierbarkeit, indem es Organisationen ermöglicht, zusätzliche Speicherknoten – einschließlich SAN-Festplatten, SSD und andere – einfach hinzuzufügen, ohne dass zusätzliche Rechen- und Netzwerkknoten hinzugefügt werden müssen.

Anwendungsfälle für softwaredefinierte Speicher

Softwaredefinierter Speicher (SDS) ist eine wertvolle Lösung für Unternehmen, die ihre Speicherarchitektur entweder aus Gründen der Effizienz, Kompatibilität oder Flexibilität optimieren möchten. Er kann sich für viele spezifische Anwendungsfälle, die in der heutigen digitalen Landschaft üblich sind, als noch wertvoller erweisen, darunter die folgenden.

Virtualisierte Umgebungen

SDS-Lösungen werden häufig bei der Verwaltung virtualisierter Umgebungen eingesetzt, in denen eine dynamische Speicherneuzuweisung besonders wertvoll für die Optimierung von Virtual Machines (VMs) auf der Grundlage von Workload-Anforderungen ist.

Cloud-Computing

Für Unternehmen, die Cloud Computing und seine Private Cloud, Public Cloud und Hybrid Cloud Umgebungen bietet SDS ein kostengünstiges und flexibles Framework, das den Transfer zwischen der On-Premises-Datenverwaltung und der cloudbasierten Datenverwaltung erleichtert.

High-Performance-Computing (HPC)

Unternehmen, die an datenintensiven Projekten arbeiten, die Hochleistungs-Computing erfordern, wie z. B. wissenschaftliche Modellierung und maschinelles Lernen, profitieren oft von SDS für eine optimierte und dynamische Speicherzuweisung und -verwaltung.

Big-Data-Analyse

SDS ist von Natur aus skalierbar und flexibel und eignet sich hervorragend für die Speicherung und Verarbeitung großer Datenmengen, was es besonders nützlich für die Analyse von Big Data macht.

Disaster Recovery

Branchenübergreifend bietet SDS einen zuverlässigen Datenschutz für eine widerstandsfähige Notfallwiederherstellung. Wenn Datenverfügbarkeit und -integrität kritisch sind, beschleunigt SDS die Data Replication, um Ausfallzeiten zu reduzieren und die Geschäftskontinuität zu gewährleisten.

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