基于VMWARE平臺的存儲虛擬化設計與實現

趙菁

摘要： 為了解決企業異構存儲設備的統一管理、使用、優化和提高安全性等問題，討論了存儲虛擬化技術、VMware vStorage的概念，給出了使用VMWARE平臺的存儲虛擬化設計與實現方法，給出了在vSphere虛擬化環境中部署外部存儲的建議。

Abstract： In order to solve the enterprise unified management of heterogeneous storage devices， usage and optimization and to improve safety and other issues， discuss the storage virtualization technology， the concept of VMware vStorage， give the design and implementation methods of storage virtualization using the VMWARE platform， and put forward the deployment of external storage in vSphere virtual environments.

關鍵詞： 存儲虛擬化；VMware vStorage設計；實現

Key words： storage virtualization；VMware vStorage design；implementation

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）05-0073-02

0 引言

在云計算時代，很多企業都在組建自己的云數據中心，即將數據中心虛擬化。從而實現對基礎架構的管理變得更為輕松，并且可以更為有效地使用可用的基礎架構資源。通過虛擬化，可以創建動態且靈活的數據中心，可以在縮短計劃和非計劃停機時間的同時通過自動化減少運行費用。主要的虛擬化技術包括：服務器虛擬化、桌面虛擬化、存儲虛擬化和網絡虛擬化。虛擬化存儲資源是數據中心中的重要組成部分，存儲虛擬化是一種降低成本和提高存儲效率和可靠性的解決方案。與傳統的存儲管理相比，VMware vStorage解決了存儲設備來自不同的供應商、缺少統一的管理平臺、存儲設備的使用效率低下、不同供應商存儲系統間的數據共享等問題。

1 存儲虛擬化技術概述

1.1 存儲虛擬化的定義 為物理的存儲設備提供一個抽象的邏輯視圖，用戶可以通過這個視圖中的統一邏輯接口來訪問被整合的存儲資源。具體來說，就是在物理存儲系統和服務器之間增加一個虛擬層，它管理和控制所有存儲并對服務器提供存儲服務。服務器不直接與存儲硬件打交道，存儲硬件的增減、調換、分拆、合并對服務器層完全透明。存儲虛擬化具有隱藏了存儲系統的復雜程度、允許將現有的功能集成使用和擺脫了物理容量的局限等特點。

1.2 存儲虛擬化功能 存儲虛擬化最主要的功能包括以下4個方面：整合多臺存儲設備，這些存儲設備可以具有不同品牌、型號、類型、接口；提高存儲容量、性能，把不同存儲陳列的存儲容量組成一個統一的存儲池，具有高性能虛擬化引擎；提供統一的存儲特性，存儲虛擬化引擎提供瘦供給、卷拷貝、快照和卷鏡像等功能；提供統一的管理，系統管理員可以通過虛擬化層實現的中心控制點進行集中管理。

2 VMware vStorage概述

VMware vSphere 是VMware公司提供的企業級虛擬化解決方案。存儲虛擬化是 vSphere 功能與各種 API 的結合，提供一個抽象層供在虛擬化部署過程中處理、管理和優化物理存儲資源之用。 VSphere的存儲虛擬化技術提供可從根本上更有效管理虛擬基礎架構的存儲資源的方法，可以大幅提高存儲資源利用率和靈活性。 提供了無論采用何種存儲拓撲，均可簡化操作系統修補過程并減少驅動程序要求。 大幅增加應用的正常運行時間并簡化日常操作。實現了充分利用并完善現有的存儲基礎架構。

3 vSphere支持的存儲類型

3.1 本地存儲 本地存儲指服務器硬盤或直連式存儲（DAS）。本地存儲可以安裝ESXi，可以放置虛擬機等，但是，使用本地存儲，虛擬化架構所有的高級特性，如vMotion、HA、DRS等均無法使用。

3.2 FC SAN 存儲 Storage Area Network（SAN，存儲區域網絡）是一個集中式管理的高速存儲網絡，有多供應商存儲系統、存儲管理軟件、應用程序服務器和網絡硬件組成。FC SAN特指通過光纖通道組成的SAN。在FC SAN 中，虛擬化架構所有的高級特性，如vMotion、HA、DRS等均可使用。

3.3 iSCSI存儲 相對便宜的IP SAN解決方案，也被認為是vSphere存儲性價比最高的解決方案。

3.4 NFS存儲 中小企業使用最多的網絡文件系統，最大的優點是配置管理簡單，虛擬化架構主要的高級特性，如vMotion、HA、DRS等均可實現。

4 基于VMWARE平臺的存儲虛擬化系統設計

無論是在傳統架構還是在虛擬化架構中，存儲都是重要的設備之一。存儲的正確使用將直接影響Vsphere高級特性，如vMotion、HA、DRS功能的正常運行。在企業中，常見的存儲類型包括：直連式存儲、網絡存儲、存儲區域網絡等。圖1中給出了包括這幾種常見的存儲分類的解決方案。

5 基于VMWARE平臺的存儲虛擬化系統實現

相對于FC SAN存儲來說，Iscsi SAN是較便宜的解決方案，也被認為是Vsphere存儲性價比最高的解決方案，因此這里主要介紹配置Iscsi外部存儲的方法，主要步驟為：

5.1 部署Openfiler外部存儲 使用Openfiler創建存儲服務器，并且配置ISCSI連接。這里需要指出的是Openfiler是一個基于Linux系統的網絡存儲服務器，可以在單一框架中提供基于文件的網絡連接（NAS）和基于塊的存儲區域網絡（SAN）。雖然它是開源免費軟件，但其穩定性和安全性相當高，如果企業不考慮專業級存儲的話，將Openfiler用于生產環境是完全可以的。

5.2 配置Iscsi外部存儲 配置Iscsi外部存儲，就是將ESXI主機與存儲服務器連接的過程。通過Vmware vsphere Client登錄到ESX主機完成整個配置過程。如圖2所示，查看EXSI主機的存儲，此時可以看到新增加了ISCSI-TEST存儲。

6 小結

在vSphere虛擬化環境中，存儲是相當重要的環節，生產環境中必須規劃好存儲才能保證高級性能可以使用，在生產環境中部署外部存儲時，應注意以下問題：第一，外部存儲的類型。如果企業成本允許，推薦使用專業級存儲設備；否則推薦使用Iscsi或NFS存儲。第二，存儲硬件卡的使用，本文存儲虛擬化系統的實現中，使用的是Iscsi軟件適配器，使用軟件適配器會增加CPU的負載，推薦使用硬件級Iscsi HBA卡連接Iscsi存儲服務器。

參考文獻：

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