存儲虛擬化技術(shù)在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用

摘要：隨著信息化快速發(fā)展，企業(yè)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)量快速增長，數(shù)據(jù)存儲管理難度和復(fù)雜性不斷增加。該文介紹了SVC存儲虛擬化技術(shù)特點及在某企業(yè)存儲虛擬化整合中的具體實施運(yùn)用情況，通過SVC構(gòu)建存儲虛擬化架構(gòu)解決了多廠商存儲設(shè)備無法兼容的問題，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享、存儲多平臺的互操作性、存儲集中管理和降低存儲成本、提高運(yùn)維效率等目的。

關(guān)鍵詞：存儲管理；SVC；存儲虛擬化技術(shù)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）18-4122-02

1 現(xiàn)狀分析

隨著信息化的快速發(fā)展，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)備不斷增加，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長，業(yè)務(wù)系統(tǒng)對存儲容量的要求越來越大。由于歷史原因，很多企業(yè)（包括筆者所屬企業(yè)）在存儲管理上面臨著這種困境：不同廠商的硬件和軟件產(chǎn)品共存運(yùn)行，且彼此不能兼容，形成了存儲系統(tǒng)中“SAN 孤島”現(xiàn)象，使得數(shù)據(jù)存儲管理的難度和復(fù)雜性大大增加。因此，如何實現(xiàn)存儲多平臺的互操作性、數(shù)據(jù)共享以及應(yīng)用的方便性，在減少重復(fù)投資的同時保護(hù)已有投資，這對本企業(yè)顯得非常重要。

通過對當(dāng)前業(yè)界先進(jìn)的信息化技術(shù)研究分析，并結(jié)合企業(yè)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀和多方面因素，筆者所屬企業(yè)選擇了符合企業(yè)數(shù)據(jù)存儲管理需求的成熟技術(shù)—IBM TotalStorage SAN卷控制器（SAN Volume Controler，簡稱SVC）存儲虛擬化產(chǎn)品技術(shù)，通過該技術(shù)來構(gòu)建存儲虛擬化架構(gòu)，能有效解決上述問題。

2 SVC存儲虛擬化技術(shù)

存儲虛擬化就是將實際的物理存儲實體與存儲的邏輯表示分離開來，應(yīng)用服務(wù)器只與分配給它們的邏輯卷（或稱虛卷）打交道，而不用關(guān)心其數(shù)據(jù)是在哪個物理存儲實體上。它是一種智能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，允許以透明有效的方式在磁盤和磁帶上存儲數(shù)據(jù)，統(tǒng)一管理磁盤空間。在虛擬存儲環(huán)境下，無論后端物理存儲是什么設(shè)備，服務(wù)器及其應(yīng)用系統(tǒng)看到的都是其物理設(shè)備的邏輯映像。即使物理存儲發(fā)生變化，這種邏輯映像也不會改變，系統(tǒng)管理員不必再關(guān)心后端存儲，只需專注于管理存儲空間，存儲管理變得輕松簡單。

IBM SVC存儲虛擬化產(chǎn)品實現(xiàn)虛擬存儲。SVC是一個軟硬件集成化的產(chǎn)品，集成了IBM服務(wù)器、基于Linux kernel的存儲操作系統(tǒng)以及專業(yè)的虛擬存儲軟件。SVC 作為存儲虛擬化引擎，將存儲智能加入到SAN的網(wǎng)絡(luò)中。SVC位于存儲和服務(wù)器之間，可以把不同存儲設(shè)備組成一個大型的存儲池。其中的若干存儲設(shè)備以一個統(tǒng)一邏輯設(shè)備存在，可以被系統(tǒng)中所有服務(wù)器訪問，防止出現(xiàn)存儲設(shè)備的信息孤島。SVC有多個數(shù)據(jù)通路與存儲設(shè)備連接，多個存儲設(shè)備并發(fā)工作，同時主機(jī)也可以有多條數(shù)據(jù)通路同SVC多條路徑并發(fā)工作?？梢宰龅焦蚕聿煌瑥S家存儲設(shè)備，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、遠(yuǎn)程災(zāi)備、本地的快閃備份及在線數(shù)據(jù)遷移等功能，真正的實現(xiàn)不同存儲之間的 Block 級別的共享。以下是SVC原理拓?fù)鋱D：

圖1

3 通過SVC進(jìn)行存儲虛擬化整合

3.1 具體實施內(nèi)容

1）SVC硬件加入現(xiàn)有的SAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

本企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)存儲有IBMDS4800、SUN6540、EMC VNX5500、IBM 3584磁帶庫，還有各臺服務(wù)器

分別連接到2臺博科交換機(jī)上。SVC 的加入并不影響現(xiàn)有 SAN 環(huán)境的拓?fù)?，只需把SVC直接連到博科5140 SAN交換機(jī)上即可。考慮到設(shè)備冗余安全和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量實際需求，需要部署6個SVC節(jié)點作為1個SVC群集。其中2個SVC節(jié)點作為1組，互相之間可以負(fù)載均衡和失效恢復(fù)。然后通過對SAN交換機(jī)ZONE的重新劃分，使服務(wù)器、存儲設(shè)備只能識別到SVC，同時SVC能夠識別到所有的存儲和服務(wù)器。

2）磁盤劃分及映射

在各個存儲系統(tǒng)上對于空值物理磁盤，劃分RAID組，形成LUN，并映射給SVC。這樣SVC檢測到各個存儲系統(tǒng)中的存儲單元，并且把這些存儲單元——映射成一個個的 MDisks。每個 SVC 的節(jié)點都看到統(tǒng)一的 Mdisks 集合。SVC 使用這些 Mdisks 創(chuàng)建MDG （MDisk Group） ，并從 MDG 中劃分 VDisk（Virtual Disk虛擬盤）空間給主機(jī)使用。

其中對于現(xiàn)有的SAN環(huán)境中數(shù)據(jù)，SVC有一種 image mode鏡像運(yùn)行模式，此模式提供從已有的磁盤到虛擬的磁盤之間的直接的BLOCK的轉(zhuǎn)換，保持原來的數(shù)據(jù)。因此SVC能夠?qū)F(xiàn)有的SAN環(huán)境中數(shù)據(jù)磁盤配置原封不動的繼承下來，這種轉(zhuǎn)換對服務(wù)器上的應(yīng)用是完全透明的。將image mode Vdisk分給原主機(jī)，所有過程沒有數(shù)據(jù)移動，但是原磁盤已經(jīng)納入到SVC的管理之下。

3）存儲虛擬化整合

通過上述設(shè)置，利用SVC虛擬化功能，實現(xiàn)物理磁盤到邏輯磁盤的轉(zhuǎn)換，將所有已有的異構(gòu)存儲設(shè)備進(jìn)行整合，形成一個存儲池。前端應(yīng)用服務(wù)器在邏輯上和SVC的虛擬盤進(jìn)行通信，并且也只能和虛擬盤進(jìn)行通信。后端存儲的一些維護(hù)工作不會影響前端服務(wù)器對虛擬磁盤的使用，因此能夠更加靈活的對后端物理磁盤資源進(jìn)行調(diào)整，并能夠充分利用存儲資源和按需分配存儲空間、性能和功能。

3.2 存儲虛擬化硬件架構(gòu)拓?fù)鋱D

如下所示：

圖2

4 實施SVC存儲虛擬化的應(yīng)用效果

1）存儲系統(tǒng)資源利用率和擴(kuò)展能力大大增強(qiáng)

針對本企業(yè)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的不同時期的存儲設(shè)備（IBM、EMC、SUN等），通過SVC將存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)完全不同的異構(gòu)存儲資源進(jìn)集中控制和管理，讓系統(tǒng)管理員超越SAN存儲設(shè)備傳統(tǒng)的“孤島”，在異構(gòu)環(huán)境中創(chuàng)建統(tǒng)一的磁盤池，將存儲資源對應(yīng)用進(jìn)行集中分配和配置， 從而更有效地利用存儲設(shè)備，提高存儲資源利用率；同時，在存儲性能和存儲容量方面平滑無縫的升級，實現(xiàn)了隨需應(yīng)變的存儲體系。

2）SVC管理的易用性優(yōu)勢得到發(fā)揮

SVC管理易用性的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：統(tǒng)一的管理界面，操作界面簡潔、簡單易用，管理方便，降低了日常管理維護(hù)的工作量和復(fù)雜程度。在管理界面對所有存儲集中虛擬化管理，可對不同廠商的多個存儲系統(tǒng)集中進(jìn)行配置、管理和服務(wù)，并對虛擬資源和物理資源（包括SVC、磁盤系統(tǒng)、磁帶系統(tǒng)、文件服務(wù)器和SAN光纖）進(jìn)行統(tǒng)一管理。SVC還能對接入的存儲子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，提供自動報警。

3）企業(yè)信息化應(yīng)用的可用性提高

SVC動態(tài)數(shù)據(jù)遷移功能可以在不影響應(yīng)用對數(shù)據(jù)訪問的前提下將數(shù)據(jù)從一個存儲系統(tǒng)不間斷地遷移至另一個系統(tǒng)，對存儲容量進(jìn)行重新分配和擴(kuò)展，從而提高各類應(yīng)用的可用性。例如，為了對系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行均衡而將舊的存儲設(shè)備更換為新的存儲設(shè)備時或者實施分層存儲架構(gòu)時，可以利用數(shù)據(jù)遷移功能。

4）促進(jìn)企業(yè)數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)異地容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)

對于擁有多種存儲系統(tǒng)環(huán)境的企業(yè)，SVC通過統(tǒng)一的虛擬化存儲環(huán)境對所有設(shè)備統(tǒng)一管理，賦予統(tǒng)一的功能。在此前提下，通過SVC數(shù)據(jù)復(fù)制功能，可實現(xiàn)不同存儲系統(tǒng)中的實時容災(zāi)備份和數(shù)據(jù)遷移，能確保本企業(yè)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的容災(zāi)備份策略，因而進(jìn)一步保障了企業(yè)數(shù)據(jù)的安全。

5 結(jié)論

在本企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)采用SVC存儲虛擬化技術(shù)，能充分利用存儲容量，實現(xiàn)存儲集中管理，降低存儲成本，幫助企業(yè)以最少的IT資源和最經(jīng)濟(jì)有效的方式管理不斷增長的數(shù)據(jù)信息，從根本上解決了企業(yè)數(shù)據(jù)中心存儲資源利用率低和存儲系統(tǒng)擴(kuò)展能力差的問題；同時，異構(gòu)操作環(huán)境下管理的復(fù)雜性降低，維護(hù)工作量減少，運(yùn)維效率進(jìn)一步提高。總之，建立一套不間斷服務(wù)的，高性能、高擴(kuò)展性的企業(yè)級存儲虛擬化架構(gòu)，能顯著提高企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)施的靈活性和響應(yīng)能力，為未來企業(yè)數(shù)據(jù)中心推廣應(yīng)用“云計算”平臺奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李維林，朱志安，胡顯濤.SVC存儲虛擬化在容災(zāi)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（3）.