国外集中式存储产品升级替换的评估与实践
出于对性能、改造复杂性等方面的考虑，不少企业用户还在使用国外集中式存储支持核心应用、虚拟化平台、数据库系统和业务文件数据。不过随着业务数据量快速攀升，加之“自主可控”的外部趋势和“降本增效”的内部需求，国外集中式存储的弊端日益明显，不仅制约业务快速发展，还难以符合企业数据中心现代化与国产化转型的发展趋势。以下，我们将分析关键行业数据中心存储需求与挑战，并提供多例国外集中式存储升级替代用户实践，供读者参考。
关键行业数据中心存储需求与挑战
#1 IT 基础设施国产化转型需求 vs 存储与交换机“卡脖子”难题
近年来，关键行业 IT 基础设施信创转型的要求逐渐被提上日程。而很多国外存储厂商不仅难以满足信创转型的要求，其在国内的业务也逐渐萎缩，面临退出中国区市场的风险，难以保证产品后续的及时升级与维保服务，为企业用户的业务连续性带来挑战。
另外，不少用户在对国外集中式存储进行国产化替代时，遭遇了交换机“卡脖子”的问题——由于集中式存储使用 FC SAN 交换机，而目前 FC 交换机市场几乎被 Broadcom 和 Cisco 等国外厂商垄断，因此即便替代为国产集中式存储方案，如果沿用 FC SAN 的组网模式，在交换机层面依然难以找到成熟的国产替代方案，阻碍了 IT 基础设施整体信创改造的进程。
我们在往期文章中，详细分析了以“支持 NVMe over RDMA（RoCE v2）和信创 CPU 架构的分布式存储+以太网交换机”，对”国外集中式存储+FC SAN 交换机“进行整套架构替代的可行性，并梳理了相关实践案例。
#2 业务快速发展需求 vs 存储灵活扩展与资源整合挑战
《全国数据资源调查报告（2023 年）》1 指出，2023 年全国数据生产总量达 32.85ZB，同比增长 22.44%，尤其是由于 5G、AI 技术的大规模使用，企业用户非结构化数据的存储需求将出现爆发式增长。这种数据量快速增长、存储需求多元化发展的趋势，为使用国外集中式存储的用户带来了多重挑战：
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难以灵活扩展：集中式存储难以灵活、快速地进行扩容，且扩展需要额外采购存储硬件设备，面对快速增长的数据存储需求，硬件投入成本将大幅上涨。
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性能与可靠性挑战：受制于集中式架构，集中式存储在面对大量并发数据访问时容易出现性能瓶颈，且存在单点故障风险，单个或少数设备故障也会对整个系统的正常运行带来较大影响。
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存储资源难以整合：目前一些用户使用的集中式存储仅支持单一存储形式/协议，面对新兴业务需求需要采购新的存储方案，成本高且难以高效整合存储资源，导致资源浪费。
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硬件更新慢，升级数据迁移难度大：集中式存储的硬件升级时间跨度长，用户难以及时使用到最新的硬件技术，并且更换硬件复杂，往往需要数据迁移和业务停机。
分布式存储 SMTX ZBS：同时实现架构升级与国产替代
作为 SmartX 自主研发的分布式存储产品，SMTX ZBS 已成为众多金融、医疗、制造等行业用户开展存储分布式架构升级与国产化替代的选择，其核心不仅可以与虚拟化以超融合形态交付，也可以作为独立的分布式存储交付，支撑物理机部署的数据库、虚拟化与云平台、容器云、大数据、AI、备份归档等场景，提供高性能、高可用、易扩展、满足信创要求的存储支持。
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多协议多计算平台统一支撑：统一的存储资源池提供分布式块存储与文件存储服务，支持 iSCSI / NVMe over TCP / NVMe over RDMA (RoCE v2) / NFS / HDFS* 等多种存储协议和物理机/虚拟化/ Kubernetes 等多种计算平台。* 正式版本将在近期发布
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企业级高可用特性与性能优化：具备从硬盘到跨城市的企业级高可用特性（机架感知、副本机制、纠删码、快照保护、磁盘健康检查机制等），并通过多种端到端的性能优化技术，包括 Boost 模式、冷热数据分层机制、常驻缓存模式、I/O 路径优化、NVMe-oF 支持等，提供高性能、低延迟、高可靠的分布式块存储与文件存储服务。
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存储资源统一管理，按需扩展：通过池化技术整合系统存储资源，实现统一规划扩容、按需使用，性能和容量可同步增长，提升资源利用率，降低硬件投入和运维成本。
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全栈信创支持：核心存储完全自主研发，产品自研率通过多家实验室检测，符合信创技术栈质量标准。全面适配国产主流 x86 与 ARM 架构服务器、操作系统、数据库与中间件，以太网交换机替代 FC 交换机，助力用户实现全栈 IT 基础设施的国产化转型。
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SmartX 分布式存储产品组合介绍
https://mobile.smartx.com/p/a2ed28
SmartX 分布式存储评测与实践合集https://mobile.smartx.com/p/39d321
SmartX 分布式存储自主研发之旅https://mobile.smartx.com/p/1d05ac
用户测试与替代实践
场景一：物理机与虚拟化场景存储升级替代
目前，不少用户已采用 SMTX ZBS 替代原有物理机/虚拟化场景中使用的国外集中式存储，承载包括核心应用系统与数据库在内的多种业务系统。
某银行用户：SMTX ZBS 通过 40+ 测试项目，逐步接替生产环境 HDS 集中式存储
某银行用户原先主要采用传统的三层式架构（即 VMware vSphere + SAN 存储网络 + 集中式存储阵列）构建数据中心 IT 基础架构，其中集中式存储系统使用了 HDS、HPE 等多套不同的存储产品。随着银行业务的不断发展，特别是互联网类业务的爆发式增长，银行存储系统的存储使用率已长期接近饱和，急需对存储系统进行扩容。不过若采用目前集中式存储的专用磁盘进行扩容，不仅成本较高，也难以满足信创相关要求。
为了满足扩容需求并同步实现国产化转型，银行用户针对 SMTX ZBS 和另一款基于 Ceph 开发的 A 分布式存储软件进行了为期两周的评估测试。结果显示，SMTX ZBS 在兼容性、与 VMware vSphere 对接后的虚拟化功能、运维管理功能、存储管理功能、性能、稳定性及可靠性等方面的 44 项测试中全部通过，具备替换生产环境中 HDS 集中式存储的能力。
目前，用户已在开发测试环境部署 SMTX ZBS 约 320T 容量，支持大数据平台数据存储等业务场景；同时，生产环境部署 400T 容量，作为 HDS 集中式存储的扩容集群承载 CRM 系统。下一步，用户计划对开发测试分布式存储集群进行扩容，并逐步替换生产环境 HDS 集中式存储架构。
某车辆制造商：以 SMTX ZBS 扩容 Dell EMC，承载 SAP 应用系统，逐步推进信创转型
某车辆制造商原采用物理机 + Dell EMC SC5020 集中式存储支持 SAP 应用系统。经过长时间运行，用户计划对存储进行扩容，而考虑到集团整体的信创转型需求，用户希望先以国产分布式存储进行扩容，验证国产分布式存储的替代能力，后逐步推进存储的国产化替代与存储架构分布式转型。
经过长时间测试，用户对 SmartX 分布式存储核心的性能和可靠性充分认可，最终选择以 SMTX ZBS 搭配海光硬件进行扩容，支持 SAP HANA 应用系统，同步实现存储软硬件的信创转型。目前，SmartX 分布式存储资源池已稳定运行数月，坚定了用户选择国产分布式存储、逐步实现存储国产化替代的信心。
场景二：集中式数据库存储支持
使用集中式存储+FC 交换机支持集中式数据库的企业用户，也可统一替换为 SMTX ZBS + 以太网交换机，利用 RDMA 技术，获得优于集中式存储的性能、延迟和可靠性，同时降低建设与运维成本。
对比 Dell EMC PowerStore
某金融机构使用传统架构支撑数仓业务系统，其中存储使用 Dell EMC PowerStore 全闪存储。为了增强架构弹性扩展能力、降低扩容成本，用户希望替换为分布式存储，因此对 SmartX 分布式存储 SMTX ZBS 支持 Oracle 数仓的性能进行了测试。结果显示，相比生产环境，SmartX 分布式存储在混闪配置下执行全部存储过程集，3 个月平均跑批时间缩短 45%。
对比 HDS
在 SMTX ZBS 与 HDS（Hitachi Virtual Storage Platform E590）的对比测试中，SMTX ZBS（开启 RDMA）环境下 Oracle 数据库性能表现均优于 HDS 集中式存储环境，尤其是在 TPCC 测试中，相比 HDS，SMTX ZBS 可提升数据库性能约 30%，充分满足业务性能需求；SMTX ZBS 优化的快照机制也可降低快照创建对性能带来的影响。
对比 Netapp
某基金用户针对 SmartX 超融合（基于 ZBS，混闪配置）和“裸金属+ Netapp 集中式存储”架构（全闪配置）支持 TA 跑批和投研系统的性能开展对比测试。在 TA 跑批测试中（包含多项任务串行操作），相比集中式存储架构，SmartX 超融合缩短跑批时间超一半；在多次投研跑批测试和投研系统查询任务测试中，SmartX 超融合也可缩短任务用时 15%-84%，加快业务流转效率。
场景三：云平台存储资源池
一些用户也选择以 SMTX ZBS 替代国外集中式存储，为公有云/集团云/政务云/私有云等云平台业务系统提供高性能、高可靠的存储支持，节约存储成本并实现信创转型。
宝信软件：以 SMTX ZBS + 信创服务器替代部分 Netapp，支撑云平台业务系统
宝信软件为宝武集团提供云服务与整体 IT 基础架构方案，而宝武集团旗下有很多钢铁工厂，分布在全国各地，若采用传统架构建设各地工厂数据中心，难以高效、统一地开展运维工作。为了降低分支工厂运维压力，用户在多个城市的新建钢厂中基于国产服务器构建了 SmartX 超融合集群，承载 ERP、MES、工业网等核心生产系统，并由总部数据中心进行统一管理。
在验证了 SmartX 存储核心的性能和稳定性后，用户决定进一步以 SMTX ZBS 替代部分支持云服务的 Netapp 集中式存储，逐步实现云平台的 IT 基础架构技术演进与信创转型。目前，用户分别基于紫光服务器（鲲鹏 CPU）和清华同方服务器（鲲鹏 CPU）构建了信创分布式存储集群，承载科技管理系统、安全监管平台、禁入系统、统一认证系统等一般业务系统，同步实现了存储软硬件的信创转型。随后，宝信软件多次扩容 SmartX 超融合与分布式存储集群，并引入海光 CPU 架构服务器，打造“一云多芯”信创超融合集群，稳步推进 IT 基础架构国产化转型进程。
更多实践场景：支持容器云与大数据平台
一些用户还选择以 SMTX ZBS 构建“存算分离”架构，为大数据平台提供便于灵活扩展的高性能存储。某保险集团已采用 SMTX ZBS 支撑 HDP 发行版的大数据平台，替代原有裸金属+本地盘环境。测试显示，SMTX ZBS（开启 RDMA）可有效缩短 HDP 大数据平台导出与查询表用时约 70%，同时提升资源使用率和资源扩展灵活性。
此外，得益于 SMTX ZBS 对 Kubernetes CSI Driver 的支持能力，用户还可以使用 SMTX ZBS 支持 Kubernetes 等容器编排平台，为容器环境提供高性能、高可用、敏捷的存储支持。
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