存儲虛擬化的實現技術

文/姚遠

1 虛擬化技術和存儲虛擬化的意義

近年來，計算機網絡技術發展突飛猛進，云計算、虛擬化更是成為了這兩年的行業熱點。而何為虛擬化技術？立足于廣義角度來談，其實是通過影射或者出現方法來屏蔽物理設備的復雜性，然后再在此基礎上增加一個管理層面，然后再對一種資源進行激活，使得其更加容易控制，也更加透明。利用這種技術能夠使得基礎設施實現有效的簡化，更好的進行設備簡化管理，并提高IT資源(如服務器、網絡或存儲)的利用率和容量。

簡單來說，存儲虛擬化就是抽象化存儲硬件資源。對一個或多個目標，或者對一些功能或者附加的功能進行功能集成，使其能夠對其進行統一，從而為整體提供有用的功能服務。虛擬化最典型的包括添加或者集成新功能，對系統復雜性予以掩蓋，對現有服務功能進行模擬、集成或者分解。對一個或者多個用于提供服務和資源存儲的實體進行虛擬化操作。

2 虛擬化存儲的分類及各類型的優缺點

對于虛擬化存儲的分類，目前為止業內還沒有一個統一的標準化分類，但是大體上有以下兩種分類方法。

按其實現技術的載體可分為：基于主機的存儲虛擬化，它依賴于代理或管理軟件，屬于軟件級別；基于存儲設備的虛擬化，依賴于提供相關功能的存儲模塊，屬于硬件級別；基于網絡的虛擬化，依賴于現行的網絡結構及傳輸介質，顯然屬于網絡級。

立足于主機存儲虛擬化這一點，且依賴各種管理代理軟件，可以安裝在一個或者多個主機上，以便有效促進管理虛擬化和控制虛擬化的實現。控制軟件會在主機上運行，所以這也會占用主機處理的時間。

基于網絡的存儲虛擬化依賴于網絡結構、傳輸介質等。隨著網絡結構的不斷優化，城市基建設施的不斷完善和更新換代，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網絡存儲虛擬化，也能夠預見未來網絡存儲虛擬化的必然發展。

按虛擬化實現的方法，可將其分為：交換架構虛擬化、磁盤陣列虛擬化和整合到應用設備內的虛擬。

3 企業如何面對存儲虛擬化

3.1 規劃好企業的存儲虛擬化策略

一般存儲系統都是比較難以管理、比較分散的，而在進行虛擬化存儲以后，要將多個存儲系統在一個網絡環境中集成也比較方便，管理人員也能夠以統一的方式來進行管理。

3.2 了解數據生命周期

要進行統一管理，通過存儲虛擬化，管理人員能夠對不同系統的相關卷通過邏輯卷方式實現有效存儲虛擬化管理。如果是要講一個系統的存儲層的數據遷移到另外一個就更加簡單了。

3.3 規劃好存儲層次以及服務級別

要實現存儲虛擬化，必須立足在數據訪問、數據可用性、數據保護、響應時間等基礎上，必須規劃好存儲層次及服務級別。

3.4 考慮安全性和兼容性

在同一個虛擬池上遷移簡單數據是目前同一個虛擬池存儲設備所允許的存儲虛擬化，復制異構磁盤字系統也是能夠允許和支持的，企業第二份拷貝的關鍵數據和第一份的安全級別必須是相同的。

像金融服務這種特定行業，其存儲虛擬化的使用會受存儲虛擬化環境安全性影響。所以存儲虛擬化的安全性是高安全需求行業的一個重要考慮因素。

4 存儲虛擬化的實現技術

存儲虛擬化目前主要用來實現四個基本的目標：一是屏蔽已有的系統環境及其復雜度、二是滿足原有的不同的存儲的各種訪問需求、三是整合原各獨立存儲的存儲資源、四是增加和提升系統設備可靠性和可用性的各項功能。

因此次技術的實現對于存儲硬件資源來說是必不可少的一部分。

（1）將虛擬存儲軟件在服務器上運行，也就是實現基于服務器的虛擬化。這一種要實現雖然比較容易，但是因其運行虛擬軟件，服務器的處理能力會被較多的占用，這樣會對整體的企業IT系統性能產生影響，而且也可能因此出現服務器故障，最終系統一整個會有宕機情況出現。

（2）“帶外”虛擬引擎，這是一種不對稱的虛擬，是一種在數據通路外服務器上實現的虛擬功能，也就是存儲和控制的數據在不同數據路徑中被安排進行傳輸。這一種能夠使得存儲網絡的通信量減少許多，系統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”虛擬引擎，這一種與“帶外”相對，其虛擬存儲實現是要在存儲數據路徑和應用服務器中實現，實際數據傳輸要將控制數據和需要存儲的數據放在同一個路徑來實現。這一種訓存儲的協同工作能力將強，要控制比較容易，可以通過集中管理接口來實現。且因為其安全性較高，所以不易被遭受攻擊。但是這一種要傳輸數據需要消耗很多的數據網絡，所以性能瓶頸也是實現這一種虛擬存儲的局限。

（4）基于存儲器和存儲交換機的虛擬存儲。相對來說，直接實現存儲設備的虛擬化是比較容易的，因為這種情況下，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。但是也有一個問題存在，就是這類設備沒有統一的標準，所以對于不同制造商的存儲產品很難將其無縫地集成到一個存儲系統中。

5 存儲虛擬化的未來發展趨勢

虛擬化技術的出現，企業資產利用率在很大程度上得以提升，也能夠有效加強企業的生產力，運營環境管理更加有效，且對用戶來說，不同的虛擬化技術也能夠給其工作和生活帶來各種方便。

服務器虛擬化和存儲虛擬化存儲的邊界就像不同類別虛擬存儲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操作系統的V系列(以前是Filer系列)數組中添加了虛擬化功能。

在未來，虛擬化系統將會成為一個高度分布式的企業級操作系統。虛擬化也有可能發展成為分布式操作系統的一個組成部分，包括服務器、網絡和存儲設備，所有這些都在審查之中。關于虛擬化技術，雖然現在只是一個開頭，但是可以預見的是，未來的虛擬化技術在服務器、網絡和存儲之間一定是相互滲透。虛擬化將是整合了前端虛擬化服務器和后端存儲的網絡級虛擬化。