存儲(chǔ)虛擬化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

文/姚遠(yuǎn)

1 虛擬化技術(shù)和存儲(chǔ)虛擬化的意義

近年來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，云計(jì)算、虛擬化更是成為了這兩年的行業(yè)熱點(diǎn)。而何為虛擬化技術(shù)？立足于廣義角度來談，其實(shí)是通過影射或者出現(xiàn)方法來屏蔽物理設(shè)備的復(fù)雜性，然后再在此基礎(chǔ)上增加一個(gè)管理層面，然后再對(duì)一種資源進(jìn)行激活，使得其更加容易控制，也更加透明。利用這種技術(shù)能夠使得基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)有效的簡化，更好的進(jìn)行設(shè)備簡化管理，并提高IT資源(如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ))的利用率和容量。

簡單來說，存儲(chǔ)虛擬化就是抽象化存儲(chǔ)硬件資源。對(duì)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)，或者對(duì)一些功能或者附加的功能進(jìn)行功能集成，使其能夠?qū)ζ溥M(jìn)行統(tǒng)一，從而為整體提供有用的功能服務(wù)。虛擬化最典型的包括添加或者集成新功能，對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜性予以掩蓋，對(duì)現(xiàn)有服務(wù)功能進(jìn)行模擬、集成或者分解。對(duì)一個(gè)或者多個(gè)用于提供服務(wù)和資源存儲(chǔ)的實(shí)體進(jìn)行虛擬化操作。

2 虛擬化存儲(chǔ)的分類及各類型的優(yōu)缺點(diǎn)

對(duì)于虛擬化存儲(chǔ)的分類，目前為止業(yè)內(nèi)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化分類，但是大體上有以下兩種分類方法。

按其實(shí)現(xiàn)技術(shù)的載體可分為：基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化，它依賴于代理或管理軟件，屬于軟件級(jí)別；基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化，依賴于提供相關(guān)功能的存儲(chǔ)模塊，屬于硬件級(jí)別；基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，依賴于現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及傳輸介質(zhì)，顯然屬于網(wǎng)絡(luò)級(jí)。

立足于主機(jī)存儲(chǔ)虛擬化這一點(diǎn)，且依賴各種管理代理軟件，可以安裝在一個(gè)或者多個(gè)主機(jī)上，以便有效促進(jìn)管理虛擬化和控制虛擬化的實(shí)現(xiàn)?？刂栖浖?huì)在主機(jī)上運(yùn)行，所以這也會(huì)占用主機(jī)處理的時(shí)間。

基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)等。隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，城市基建設(shè)施的不斷完善和更新?lián)Q代，基于該方式的依賴因素逐步在減小。所以這也能夠有效的推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)虛擬化，也能夠預(yù)見未來網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)虛擬化的必然發(fā)展。

按虛擬化實(shí)現(xiàn)的方法，可將其分為：交換架構(gòu)虛擬化、磁盤陣列虛擬化和整合到應(yīng)用設(shè)備內(nèi)的虛擬。

3 企業(yè)如何面對(duì)存儲(chǔ)虛擬化

3.1 規(guī)劃好企業(yè)的存儲(chǔ)虛擬化策略

一般存儲(chǔ)系統(tǒng)都是比較難以管理、比較分散的，而在進(jìn)行虛擬化存儲(chǔ)以后，要將多個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中集成也比較方便，管理人員也能夠以統(tǒng)一的方式來進(jìn)行管理。

3.2 了解數(shù)據(jù)生命周期

要進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過存儲(chǔ)虛擬化，管理人員能夠?qū)Σ煌到y(tǒng)的相關(guān)卷通過邏輯卷方式實(shí)現(xiàn)有效存儲(chǔ)虛擬化管理。如果是要講一個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)遷移到另外一個(gè)就更加簡單了。

3.3 規(guī)劃好存儲(chǔ)層次以及服務(wù)級(jí)別

要實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化，必須立足在數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)可用性、數(shù)據(jù)保護(hù)、響應(yīng)時(shí)間等基礎(chǔ)上，必須規(guī)劃好存儲(chǔ)層次及服務(wù)級(jí)別。

3.4 考慮安全性和兼容性

在同一個(gè)虛擬池上遷移簡單數(shù)據(jù)是目前同一個(gè)虛擬池存儲(chǔ)設(shè)備所允許的存儲(chǔ)虛擬化，復(fù)制異構(gòu)磁盤字系統(tǒng)也是能夠允許和支持的，企業(yè)第二份拷貝的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和第一份的安全級(jí)別必須是相同的。

像金融服務(wù)這種特定行業(yè)，其存儲(chǔ)虛擬化的使用會(huì)受存儲(chǔ)虛擬化環(huán)境安全性影響。所以存儲(chǔ)虛擬化的安全性是高安全需求行業(yè)的一個(gè)重要考慮因素。

4 存儲(chǔ)虛擬化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

存儲(chǔ)虛擬化目前主要用來實(shí)現(xiàn)四個(gè)基本的目標(biāo)：一是屏蔽已有的系統(tǒng)環(huán)境及其復(fù)雜度、二是滿足原有的不同的存儲(chǔ)的各種訪問需求、三是整合原各獨(dú)立存儲(chǔ)的存儲(chǔ)資源、四是增加和提升系統(tǒng)設(shè)備可靠性和可用性的各項(xiàng)功能。

因此次技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)于存儲(chǔ)硬件資源來說是必不可少的一部分。

（1）將虛擬存儲(chǔ)軟件在服務(wù)器上運(yùn)行，也就是實(shí)現(xiàn)基于服務(wù)器的虛擬化。這一種要實(shí)現(xiàn)雖然比較容易，但是因其運(yùn)行虛擬軟件，服務(wù)器的處理能力會(huì)被較多的占用，這樣會(huì)對(duì)整體的企業(yè)IT系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，而且也可能因此出現(xiàn)服務(wù)器故障，最終系統(tǒng)一整個(gè)會(huì)有宕機(jī)情況出現(xiàn)。

（2）“帶外”虛擬引擎，這是一種不對(duì)稱的虛擬，是一種在數(shù)據(jù)通路外服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)的虛擬功能，也就是存儲(chǔ)和控制的數(shù)據(jù)在不同數(shù)據(jù)路徑中被安排進(jìn)行傳輸。這一種能夠使得存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的通信量減少許多，系統(tǒng)性能也能夠得到有效提高，但是不好的就是容易遭受攻擊，而且使用一般需要安裝專門軟件。

（3）“帶內(nèi)”虛擬引擎，這一種與“帶外”相對(duì)，其虛擬存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)是要在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)路徑和應(yīng)用服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸要將控制數(shù)據(jù)和需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)放在同一個(gè)路徑來實(shí)現(xiàn)。這一種訓(xùn)存儲(chǔ)的協(xié)同工作能力將強(qiáng)，要控制比較容易，可以通過集中管理接口來實(shí)現(xiàn)。且因?yàn)槠浒踩暂^高，所以不易被遭受攻擊。但是這一種要傳輸數(shù)據(jù)需要消耗很多的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，所以性能瓶頸也是實(shí)現(xiàn)這一種虛擬存儲(chǔ)的局限。

（4）基于存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)交換機(jī)的虛擬存儲(chǔ)。相對(duì)來說，直接實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化是比較容易的，因?yàn)檫@種情況下，管理員是透明的，用戶也是透明的，這能夠極大的便利管理員和用戶。但是也有一個(gè)問題存在，就是這類設(shè)備沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以對(duì)于不同制造商的存儲(chǔ)產(chǎn)品很難將其無縫地集成到一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中。

5 存儲(chǔ)虛擬化的未來發(fā)展趨勢

虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，企業(yè)資產(chǎn)利用率在很大程度上得以提升，也能夠有效加強(qiáng)企業(yè)的生產(chǎn)力，運(yùn)營環(huán)境管理更加有效，且對(duì)用戶來說，不同的虛擬化技術(shù)也能夠給其工作和生活帶來各種方便。

服務(wù)器虛擬化和存儲(chǔ)虛擬化存儲(chǔ)的邊界就像不同類別虛擬存儲(chǔ)的邊界逐漸變得模糊一樣也在變得越來越模糊。除了微軟通過WindowsStorageServer2003所做的努力之外，NetApp還在DataONTAP操作系統(tǒng)的V系列(以前是Filer系列)數(shù)組中添加了虛擬化功能。

在未來，虛擬化系統(tǒng)將會(huì)成為一個(gè)高度分布式的企業(yè)級(jí)操作系統(tǒng)。虛擬化也有可能發(fā)展成為分布式操作系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)設(shè)備，所有這些都在審查之中。關(guān)于虛擬化技術(shù)，雖然現(xiàn)在只是一個(gè)開頭，但是可以預(yù)見的是，未來的虛擬化技術(shù)在服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)之間一定是相互滲透。虛擬化將是整合了前端虛擬化服務(wù)器和后端存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)級(jí)虛擬化。