【正文】 作系統(tǒng)市場成熟度不一，商用產(chǎn)品與開源項目各有應(yīng)用。(4)云操作系統(tǒng)：SDDC的大腦，負責(zé)將計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源依據(jù)策略進行自動化調(diào)度與統(tǒng)一管理、編排和監(jiān)控，同時根據(jù)用戶需求形成不同的服務(wù)并提供計費等功能?；赟DN構(gòu)建云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)的解耦，基于對網(wǎng)絡(luò)的高層抽象，應(yīng)用可通過編程直接定義網(wǎng)絡(luò)行為；通過集中的控制平面，實現(xiàn)對虛擬接入網(wǎng)絡(luò)層的統(tǒng)一控制，并與計算、存儲緊密協(xié)同，滿足計算、存儲資源的移動性要求；SDN的開放編程特性支持基于網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和應(yīng)用需求靈活調(diào)整網(wǎng)絡(luò)流量路徑，成為新型算法、設(shè)備及架構(gòu)創(chuàng)新的孵化器。(3)軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)：SDN是一種將網(wǎng)絡(luò)控制功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能分離、實現(xiàn)控制可編程的新興網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。軟件定義存儲實質(zhì)上是利用存儲虛擬化軟件，將物理設(shè)備中的存儲(無論是基于塊、文件，還是對象)抽象為虛擬共享存儲資源池，通過虛擬化層進行存儲管理，可以按照用戶的需求，將存儲池劃分為許多虛擬存儲設(shè)備，并可以配置個性化的策略進行管理，跨物理設(shè)備實現(xiàn)靈活的存儲使用模型。SDS將硬件存儲資源整合起來，并通過軟件來定義這些資源。而實現(xiàn)物理機、虛擬機、應(yīng)用容器統(tǒng)一管理與能力提供的技術(shù)與產(chǎn)品尚處于探索階段?，F(xiàn)有商用產(chǎn)品在性能、基礎(chǔ)功能方面差異日漸縮小，可供選擇的產(chǎn)品范圍擴大，呈現(xiàn)多種解決方案并存的格局。但SDC不僅僅實現(xiàn)了服務(wù)器虛擬化，還將這種能力擴展到物理服務(wù)器及應(yīng)用容器，通過相關(guān)管理、控制軟件實現(xiàn)物理服務(wù)器、虛擬機以及容器的統(tǒng)一管理、調(diào)度與能力提供。(1)軟件定義計算(SDC)：實現(xiàn)硬件資源與計算能力的解耦合，將計算能力以資源池的形式提供給用戶并根據(jù)應(yīng)用需要靈活地進行計算資源調(diào)配。匯集和匯總計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全性等可用性服務(wù)，并交付軟件，通過智能化的策略驅(qū)動的軟件進行管理。軟件定義的數(shù)據(jù)中心（SDDC）聲稱改變這種狀況。雖然虛擬化重塑數(shù)據(jù)中心的運營，企業(yè)能夠部署機架服務(wù)器匯集和分配應(yīng)用程序的需求，但這種轉(zhuǎn)變并不完整理。在過去的十年里，服務(wù)器虛擬化重新部署、管理以及優(yōu)化了計算資源，將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)化成為一個更加靈活高效的業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺。這種DNA存儲技術(shù)一口氣將數(shù)據(jù)存儲的理論極限密度推高了幾個數(shù)量級，據(jù)計算1克重量的單鏈DNA能夠存儲455EB的數(shù)據(jù)(注：1PB=1024TB，1EB=1024PB)，這意味著當(dāng)下全球互聯(lián)網(wǎng)的通信線路中流動的數(shù)據(jù)可以全部存儲在1克DNA里面。丘奇教授及其同事所做的研究工作可以作為代表。為了更好地解決擦寫壽命的問題，來自臺灣旺宏電子公司的工程師們研發(fā)出了一種能夠讓閃存存儲單元自我修復(fù)，從而延長閃存使用壽命的技術(shù)。SLC結(jié)構(gòu)的閃存可以達到10萬次P/E壽命，而常見于主流商業(yè)產(chǎn)品中的MCL顆粒僅有3000～5000次P/E壽命，TLC更是只有500～1000次。這也就是說，搭建同樣容量的存儲器，MLC結(jié)構(gòu)只需要SLC結(jié)構(gòu)二分之一的晶體管數(shù)量，成本降低到原來的三分之一，而TLC結(jié)構(gòu)只需要三分之一的晶體管數(shù)量，成本更減少到原來的五分之一?，F(xiàn)在為了幫助固態(tài)硬盤進入主流市場，半導(dǎo)體廠商開始采用不同于傳統(tǒng)SLC結(jié)構(gòu)的MLC乃至TLC結(jié)構(gòu)的閃存。如果只從性能上來看，毫無疑問，固態(tài)硬盤是傳統(tǒng)機械硬盤最好的繼任者。因此就如開頭所說，現(xiàn)在我們很難找到一種在各方面都有完美表現(xiàn)的存儲器。近年來，隨著固態(tài)硬盤的登場，存儲器的傳輸速度、訪問延遲均得到大幅改善，但由于閃存顆粒的先天技術(shù)特性所致，其主流產(chǎn)品的P/E(編程/擦除)壽命僅有數(shù)千次左右。很不幸，這種理想中的存儲器目前在個人電腦上卻很難看到。一、新型存儲介質(zhì)應(yīng)用技術(shù)越快的文件傳輸速度，越短的軟件啟動時間可以有效地提高人們的工作效率。三、以上各報告均須存入研究生個人學(xué)籍檔案。第一篇：參加學(xué)術(shù)講座和學(xué)術(shù)報告研究生（學(xué)術(shù)講座）報告題目：參加學(xué)術(shù)講座和學(xué)術(shù)報告記錄 學(xué)號M201472687姓名 劉鑫偉專業(yè)計算機技術(shù)指導(dǎo)教師萬繼光院（系、所）武漢光電國家實驗室華中科技大學(xué)研究生院制 注意事項一、本表適用于攻讀碩士學(xué)位研究生實踐課程、選題報告、學(xué)術(shù)報告等。二、以上各報告內(nèi)容及要求由相關(guān)院（系、所）做具體要求。四、本表填寫要求文句通順、內(nèi)容明確、字跡工整。而高效的存儲能力就等價于要求存儲器能夠同時提供超低的響應(yīng)延遲，超快的傳輸速度，超大的存儲容量，并具備經(jīng)久耐用的特性。在很長時間內(nèi)，人們使用的都是基于溫徹斯特結(jié)構(gòu)設(shè)計的機械硬盤，其200MB/s以內(nèi)的連續(xù)讀寫速度，不到2MB/s的隨機4KB小文件讀寫速度，超高的訪問延遲令外部存儲器成為制約計算機性能提升的主要瓶頸。對于比較在意可靠性、使用壽命的用戶來說，固態(tài)硬盤也難挑大梁。不過隨著以下兩種技術(shù)的問世，以及后續(xù)實用化、商業(yè)化工作的開展，存儲產(chǎn)品將很可能迎來一次革命，一次質(zhì)的提升。但在早期，由于固態(tài)硬盤往往使用成本高昂的SLC閃存，因此其售價高高在上，導(dǎo)致它只能成為少數(shù)人的專享。這三種結(jié)構(gòu)的差異在于，SLC在一個存儲單元里面只保存1位數(shù)據(jù)，而MLC保存兩位，TLC保存三位。盡管成本下降使得產(chǎn)品更加親民，但是閃存的P/E(編程/擦寫)壽命一直是徘徊在用戶心頭的隱憂。P/E(編程/擦寫)壽命的存在使得固態(tài)硬盤的接受度受到直接打壓，廠商不得不持續(xù)改進閃存顆粒使用調(diào)度算法，在各個壽命有限的存儲單元之間分攤負載。在提高存儲密度和存儲容量方面，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的喬治近期，他們以《DNA中的下一代數(shù)據(jù)化存儲》為標題，在殿堂級學(xué)術(shù)雜志《自然》上發(fā)表了兩頁簡訊，雖然其正文長度尚不到一頁，但仍舊引發(fā)了廣泛關(guān)注。二、軟件定義數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵技術(shù)目前，IT基礎(chǔ)設(shè)施及其運營越來越復(fù)雜，人們通常采用云計算和虛擬化技術(shù)來滿足各種業(yè)務(wù)需求。專用服務(wù)器被動態(tài)托管之后，在虛擬服務(wù)器環(huán)境中能夠根據(jù)需求運行應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和存儲資產(chǎn)仍然保持著孤立和靜態(tài)配置，很少有設(shè)施能夠自動化統(tǒng)籌管理混合網(wǎng)絡(luò)和存儲硬件。VMware對其描述為：“一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心平臺，提供了前所未有的自動化、靈活性和效率，并轉(zhuǎn)變IT交付的方式。”SDDC從功能架構(gòu)上可分為軟件定義計算、軟件定義存儲、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、云操作系統(tǒng)、IT基礎(chǔ)設(shè)施五大關(guān)鍵技術(shù)。服務(wù)器虛擬化是SDC的核心技術(shù)之一，其在一臺物理主機上虛擬出多個虛擬機，各個虛擬機之間相互隔離，并同時運行相互獨立的操作系統(tǒng)。服務(wù)器虛擬化技術(shù)相對成熟，目前市場上存在多種商用及開源解決方案。其主要差異體現(xiàn)在虛擬化管理層的能力上，后續(xù)該技術(shù)將圍繞自動化運維、廉價、易擴展的存儲、靈活智能的網(wǎng)絡(luò)承載、靈活便捷的容災(zāi)等方面進一步優(yōu)化。(2)軟件定義存儲(SDS)：把存儲控制面與硬件面分離，使存儲資源變得更靈活，使其更容易配置和使用存儲資源。用戶能夠根據(jù)應(yīng)用策略來配置和使用存儲服務(wù)，并將它們部署在一系列由供貨商優(yōu)化商用硬件乃至云中的多種硬件上。SDS起步稍晚，標準化的研究以及產(chǎn)品的研發(fā)尚處在起步階段，再加上傳統(tǒng)存儲廠商由于各自利益，對SDS的發(fā)展戰(zhàn)略尚不明晰，SDS的發(fā)展仍然需要一定的時間。這種架構(gòu)將控制層從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)移到外部計算設(shè)備，使得底層的基礎(chǔ)設(shè)施對于應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)而言是透明抽象的，網(wǎng)絡(luò)可被視為一個邏輯的或虛擬的實體。SDN總體上處于發(fā)展早期，在數(shù)據(jù)中心內(nèi)以疊加網(wǎng)技術(shù)為主流，通過在現(xiàn)有物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建虛擬的邏輯網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)控制邏輯從底層物理硬件設(shè)備中解耦出來，交由虛擬網(wǎng)絡(luò)層中集中的控制器進行統(tǒng)一處理；用戶可以根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求靈活構(gòu)建邏輯網(wǎng)絡(luò)以及調(diào)整網(wǎng)絡(luò)策略；邏輯網(wǎng)絡(luò)承載在物理網(wǎng)絡(luò)之上，與底層物理網(wǎng)絡(luò)的具體實現(xiàn)無關(guān)，兩者相互獨立。云操作系統(tǒng)從功能上一般可分為資源管理、服務(wù)管理和運營管理三個主要功能模塊，從技術(shù)實現(xiàn)上可分為商業(yè)化云操作系統(tǒng)和開源云操作系統(tǒng)兩大類。以O(shè)penStack為代表的開源解決方案憑借先進的技術(shù)架構(gòu)、有效運作的開放社區(qū)與強大的生態(tài)，引領(lǐng)了云計算領(lǐng)域開放式創(chuàng)新的潮流，已逐步成長為行業(yè)主流，其開放性和兼容性契合了運營商對異構(gòu)、大規(guī)模、可移植、互操作等方面的需求，為云計算的實施提供了強有力的支撐。在SDDC軟件定義技術(shù)的推動下，IT基礎(chǔ)設(shè)施正在向開放、通用、標準、低值、靈活的方向發(fā)展，資源整合、調(diào)度與自動化協(xié)同均由上層軟件實現(xiàn)，物理設(shè)備僅僅扮演執(zhí)行的角色，使得基于通用服務(wù)器的超融合架構(gòu)統(tǒng)一承載計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源和業(yè)務(wù)成為可能。三、下一代數(shù)據(jù)中心存儲技術(shù)思考對數(shù)據(jù)中心而言，數(shù)據(jù)就是生命，新一代數(shù)據(jù)中心比以往任何時候都更加依賴于它。同時業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的匯聚，對傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的性能也提出了嚴峻挑戰(zhàn)。軟件定義存儲(SDS)顧名思義就是將存儲系統(tǒng)中典型的控制器功能抽出來由獨立的軟件來實現(xiàn)，這些功能包括卷管理、RAID、快照、卷拷貝、復(fù)制等。如果存儲控制器上的功能被抽離出來，這些功能就可以放在基礎(chǔ)架構(gòu)的任何一部分。SDS應(yīng)如同一個生態(tài)系統(tǒng)，它將存儲的功能從傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)