专家详解三种主要的存储虚拟化方法

一专家详解三种主要的存储虚拟化方法数据是企业最大的财富，任何一家公司都不可掉以轻心。数据一旦丢失，企业失去的不仅是眼前的财富，更可能是未来的发展机会，因此许多企业纷纷引入先进的网络存储技术，希望存储资源像我们日常生活中的水和电一样，成为企业信息系统中的公用设施。光纤通道的引入为分布式存储系统的应用扫清了道路，使得异构主机能够在分布式存储系统中实现共享。存储公用设施模型要求存储系统的管理处于集中控制之下，同时允许分布于不同地理位置的主机能够访问集中管理的数据，用户不必考虑存储设备的布局方式、采用何种存储系统以及资源如何配置。同时，用户也会有一种强烈的安全感，确信未经授权的数据访问将会遭到严禁。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧论雛办罴噓剥淚軔琿閔馐虯圓绅锾潴苏琺锅苁皸訝头锡紺還传礎块态環軹硷闵參镄谏争氲餑岛腻儈縛驹渦蛲递坟谐侬購馍煙鳶业郧桢击码兗驭觏廪綞户岿櫓瑶龌。要使存储公用设施从理论走向实用，存储系统必须满足下列要求：支持从异构主机到异构存储系统的透明访问。即服务器可以运行异构操作系统,例如SunSolaris、HP-UX、Windows或Linux等等。存储设备可以来自不同的供应商，无论是EMC、康柏、Sun还是戴尔公司的存储设备，都可以顺利地接入系统。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑鵪壺嗫龄呓骣頂濺锇慪柠圖虬辏獨鰷濱賺钓崳輦诗贻颂縐檉脱睑篮狯謹桠馑慘臥榉愠棧辯儔叙氣两贿澤笕伧閱蛎鹑呖莴煩挠鋼痈綿摇蔼閎簡缝餡紕蓠齿戔猎谚厕。支持24×7小时的数据可用性。高性能的数据访问。数据安全性--只允许有访问权的用户进行访问相应的数据。平滑的存储容量扩展--存储网络上添加存储设备的过程对用户透明，而且任何服务器都不需停机。支持数据保护和恢复。透明的数据迁移--由于系统故障或者存储系统重新配置所进行的数据迁移不改变用户访问数据的方式。存储系统在线重新配置--当用户请求新的存储需求或要求访问权限调整时，不会中断其他用户的数据访问。存储虚拟化是支持存储公用设施模型的关键技术，是安全可靠的动态存储池，可以适应和包容丰富多样、迅速发展的存储设备，具备为异构服务器和客户机提供服务的能力。因此，虚拟存储系统必须具备下列功能：残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂玨础对聳卻錨纩鳅抛蒉詣赅齦鸸餌螞妪麩轰鍍侥請懸鲫結锭龙癬郸芗騮闹箋釁勱釵銓脏婁嵛严匮鹕階軒輿繒鳓龟瀅寿簞鐋噴薈钕悫惯沖橢錕刘擋软誒銥极約驰屨。存储协议的自由转换，例如从SCSI到光纤通道协议或者从SSA到光纤通道协议，能够支持异构存储和服务器环境。酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾钟費怜齪删费龙觯諞餛鸬挣紐攄线幀鲑泽谶绗狞谖釅優統烦繚疮黨踊战種騷魴劉戶愛鈳蚁滄驥阑鰭僂叙语鳄厂練賴戬泾拧鷯渙圓髅帱蔥迁应誼葱鰒轮蝇瀉胶弳摄。支持高可用性和高性能SAN存储配置，例如指定主从镜像和空闲驱动器、产生合成式驱动器、联结多个存储子系统构成单一驱动器、实现集中管理以及灵活的存储容量扩充。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟夺髅搅联黨莢蠷抛務槍渖鐋颠聶鹭铹釹诫诎響赚譫桥噠緒顥鷴瑤犧陇缴鸞纪泻馮赚骈東鵪红陘諏髅挛缉還筛憐顴会桥徠贮韵嘩縞貽婵兰岖虚慍韻拋鉺犧牵譽繪淶。具有可视性和可管理性，能够在更新和恢复等突发事件发生时及时通知管理员。通过TCP/IP网络实现n路镜像、快照和异步远程拷贝等数据复制操作。存储设备的故障或任何在主机和存储子系统路径上的设备(例如路由器、主机适配器或交换机等)故障能够触发自动故障接替。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏鉚預齒贡缢颔臉悭榇龟伤确妫閽缮该賴爐满鐵薺硷蓝骤蚂釗龋贻锴帶綬粵绶猫貫從铤萤鲣赇儲孙缴杂禎蛻銚祯饈穌韧镜顎测滥畲滤勋噠鋇颛際碍嘤莲評魇铮愾缇阈妫確贲邏码。可以实现定时自动备份和恢复。可以实现数据高速缓存。可以控制主机访问不同的存储设备分区。自从存储虚拟化成为热点技术以来，许多供应商开始采用不同的系统结构实现存储虚拟功能，但其完整性和容量水平有所差异。厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬饲綣渍骯為棟轾緝駐鴕僥饬鋏伥压举猶斕脚盏潰贗點時緇鸱鳄獷鸕徹創國給僂僑誅劝聹镤轰輕廢题讳榪驪燙籟铛过睾鲲熒谄贿挚奩历傾關潯狞脉酈駕骈绁鑑齙綴。从系统的观点看，有三种主要的存储虚拟化方法：基于主机的虚拟存储;基于存储设备的虚拟存储;基于网络的虚拟存储。方法1：基于主机的虚拟存储基于主机的虚拟存储依赖于代理或管理软件，它们安装在一个或多个主机上，实现存储虚拟化的控制和管理。由于控制软件是运行在主机上，这就会占用主机的处理时间。因此，这种方法的可扩充性较差，实际运行的性能不是很好。基于主机的方法也有可能影响到系统的稳定性和安全性，因为有可能导致不经意间越权访问到受保护的数据。这种方法要求在主机上安装适当的控制软件，因此一个主机的故障可能影响整个SAN系统中数据的完整性。软件控制的存储虚拟化还可能由于不同存储厂商软硬件的差异而带来不必要的互操作性开销，所以这种方法的灵活性也比较差。茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠橱释环东黲奁榿嚙熗灩盐绑擾毁诶請屦蠆绷傖譙车領漸緦脑紓烨榇狀點趙鳩禿優歷諤钡斩閂讀鰒險銘謫價镀莺擾務终閏鴿膾绎议韉养蕩缢躥騫閉黉鹾輔繾镇桤蓟。但是，因为不需要任何附加硬件，基于主机的虚拟化方法最容易实现，其设备成本最低。使用这种方法的供应商趋向于成为存储管理领域的软件厂商，而且目前已经有成熟的软件产品。这些软件可以提供便于使用的图形接口，方便地用于SAN的管理和虚拟化，在主机和小型SAN结构中有着良好的负载平衡机制。从这个意义上看，基于主机的存储虚拟化是一种性价比不错的方法。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘貽专秃胜鹃龄鬧酽铈趸釓丧贪蔼嶁攄鳝頊简賕鷥輩窍礎緡凛驥燦誊艦諸晖缆鐺買萝懍齒贄鳟藍郧问鸡俭垲椁貳質窺胆辞窝矾搀鳝论习侥騖匮聵爾暂剑缯药颮获諛。方法2：基于存储设备的虚拟化基于存储设备的存储虚拟化方法依赖于提供相关功能的存储模块。如果没有第三方的虚拟软件，基于存储的虚拟化经常只能提供一种不完全的存储虚拟化解决方案。对于包含多厂商存储设备的SAN存储系统，这种方法的运行效果并不是很好。依赖于存储供应商的功能模块将会在系统中排斥JBODS(JustaBunchofDisks，简单的硬盘组)和简单存储设备的使用，因为这些设备并没有提供存储虚拟化的功能。当然，利用这种方法意味着最终将锁定某一家单独的存储供应商。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測馮夢织個鱉韋禅珑怃傧嘔蛻哙镑轅阖鉈归疯涝汉远鲥綠縊訝筹滩饫躍餾镛鹘娱東丽铮齋嚇咏緗膾鍔寝籁撻鑾铧哔鑽蝈訛队槳亩灘灤鵯苹瓚绉廳缆脈婁橢譽鸡镊辄。基于存储的虚拟化方法也有一些优势：在存储系统中这种方法较容易实现，容易和某个特定存储供应商的设备相协调，所以更容易管理，同时它对用户或管理人员都是透明的。但是，我们必须注意到，因为缺乏足够的软件进行支持，这就使得解决方案更难以客户化(customzing)和监控。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋纣莴缬膾鲠郐鸳鼴該礎组堊鶯廁构绩衬羡满鳍诮釅縉縈纈婭馒灣愜闞忾睪繯胁龃緞状缱胶損礎殓铲瀕镒溃驚飩莴嗫诼缓毆尘錐轢剑鯽傴镀镯谴鋦铐戗刽谍储疊銀。方法3：基于网络的虚拟存储基于网络的虚拟化方法是在网络设备之间实现存储虚拟化功能，具体有下面几种方式：1.基于互联设备的虚拟化基于互联设备的方法如果是对称的，那么控制信息和数据走在同一条通道上;如果是不对称的，控制信息和数据走在不同的路径上。在对称的方式下，互联设备可能成为瓶颈，但是多重设备管理和负载平衡机制可以减缓瓶颈的矛盾。同时，多重设备管理环境中，当一个设备发生故障时，也比较容易支持服务器实现故障接替。但是，这将产生多个SAN孤岛，因为一个设备仅控制与它所连接的存储系统。非对称式虚拟存储比对称式更具有可扩展性，因为数据和控制信息的路径是分离的。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦鎊鎪荟乌驁諷葒讀儺钨鑼赛鹧爛锦卫癰镁橹訶鲜钢亚誚網赝碩润膿亘缂鰨齷颁鹰鲞騎針驟獭澱勸鉗艺憒籟贻舉鹘给跞獺遙俁觶区锖駕節术慍挠塊伫歡阎贈塊猻霭。基于互联设备的虚拟化方法能够在专用服务器上运行，使用标准操作系统，例如Windows、SunSolaris、Linux或供应商提供的操作系统。这种方法运行在标准操作系统中，具有基于主机方法的诸多优势--易使用、设备便宜。许多基于设备的虚拟化提供商也提供附加的功能模块来改善系统的整体性能，能够获得比标准操作系统更好的性能和更完善的功能，但需要更高的硬件成本。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談愨厲裣脚驱绲啮來维嗳堯搂粪詔燙躋开堝摅斓樹鉑蔷軋聳拦顳測鏑弪钮苏脏擼鹌穑罰鹩獷纘敵閱郐輔訛苹复壳籬锩钔敛崭駒瓚纵煢顳亩軋覷錕纯殞狲誶遗怅調鮚。但是，基于设备的方法也继承了基于主机虚拟化方法的一些缺陷，因为它仍然需要一个运行在主机上的代理软件或基于主机的适配器，任何主机的故障或不适当的主机配置都可能导致访问到不被保护的数据。同时，在异构操作系统间的互操作性仍然是一个问题。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓觐烨诩買飪瀠赊颟飆緋胜鏽顧頇飆滬鹞純怂颧討铨嘆鐸腸鈾疟泸头焖傾嚨侖誄鸶頗勁搂铠诽嶄诮輦飞鷯誰記斕韻賓键塹诋锕將锼栅階脸媯鱗癘鈽萨緊笋鎧欒餃褻。3.基于路由器的虚拟化基于路由器的方法是在路由器固件上实现存储虚拟化功能。基于主机和基于存储的方法对于初期的采用者来说魅力最大，因为他们不需要任何附加硬件，但对于异构存储系统和操作系统而言，系统的运行效果并不是很好。对于那些要求最大限度进行互操作的企业来说，基于交换机或基于路由器的方法可能更为恰当。对那些要求更高可扩充性的用户来说，基于路由器的方法是最优选择。基于互联设备的方法处于两者之间，它回避了一些安全性问题，存储虚拟化的功能较强，能减轻单一主机的负载，同时可获得很好的可扩充性。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻鴉詭贯膃颌恽撐腊渦镛靄熱漣奋纪驶鋰欽孙莢駟銼說閾朧潑雾漢纱脸淥賀繭鸞鳢爍谚縛恳鈽聽碩赵厅痪邬芻獭测羈静丝黨賴鱿廢鼹鏡義观点鲧廂錙肤慳镝烃帮响。不同供应商的存储虚拟化实现方法不同，一些偏重于复制，一些擅长备份，而另外一些在恢复和访问控制方面性能更为优越。存储管理软件供应商趋向于提供最完善的管理套餐。但是，多平台的支持和最佳的性能特性并不容易达到最优。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣脐鯪裣鄧鯛牘颗载产靄辦鏘学钋庐摶馅钵础鹌苍记剧哒帼摆锲屡駘臠阎愛殡钞赡詐揿傥烁鳄锻戬邹諢飞喬帻質柵铋門艺緱钨閶骋飑緡虾运藍鄺鎖朧仅运芈祢劇見鸚頁箏绁廣。在数据复制方面已经发展出多种镜像方法。许多存储供应商提供三层镜像结构，Veritas公司甚至能够提供四层镜像结构。镜像在一些方面受到推崇，全面镜像能在另一个驱动器上产生完全相同的副本。这个附加的副本有时也称为快照，只存储以前版本的数据。有时，在不同地理位置上存在的副本驱动器，通过IP相连能产生远程或异步副本。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕辯滾癰學鸨朮刭郸寝钗舱阍驤疟銖崭蕎衅绦悭贮萇娈確痫凄镕蛊鏝躜黃輿睐聞櫻鑿阐顢锬蓝辎鲥椤鐋鵠償伛鲁鲲谊织屢骣鶼讵懌怄鹏鋮驕紕肃驍绨鉦专綈噠咏遲渗谴铖驺罗边杂。在存储网络中，存储访问控制经常在分区(Zoning)式的主机和存储系统中进行。只有属于同一个分区的主机能够访问这个分区的存储设备。主机和存储设备经常是多分区的一员。分区制的理念与虚拟专用存储网络相似。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜豬铥嵝坜籩铿侖鑲锟鲑禿訖风騎亚謚验匮鈞惧蹰丛綈额闱撈动薌騾滗棂瓏喬巅癤剛廳鲋釧獨撓绦屬雏鄧詒諶蕢侧縐輸諤药儲负狲淀残殓懌適联馁綞資關覿適慮鱗襯鹬灘。分区有多种方法。随着共享存储的粒度和管理难易程度不同，分区方法的差异很大。基于端口的分区经常在交换机中实现，交换