存储虚拟化解决方案：存储虚拟化

存储虚拟化早在2002年就被国内一些IT媒体列为最值得关注的关注的技术之一，时至今日，它更是成为HDS、HP、IBM、SUN、VERITAS等存储软硬件厂商的重头戏之一。我们可以看到它在存储各个方面的广泛应用，从小到数据块、文件系统大到磁带库、各种主机服务器和阵列控制器。存储虚拟化并不如几十年刚出现一般是一个虚拟化的概念，今天，它代表了一种实实在在的领先技术。它甚至被人们看作是继SAN（存储区域网络）之后的又一次新浪潮。

    什么是存储虚拟化

    存储虚拟化是通过将一个（或多个）目标服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况：屏蔽系统的复杂性，增加或集成新的功能，仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的，而这些实体则是用来提供存储资源或服务的。

    存储虚拟化是一个抽象的定义，它并不能够明确地指导用户怎么去比较产品及其功能。这个定义只能用来描述一类广义的技术和产品。存储虚拟化同样也是一个抽象的技术，几乎可以应用在存储的所有层面：文件系统、文件、块、主机、网络、存储设备等等。

    存储虚拟化带来了什么？

    第一点，存储虚拟化是一个SAN里面的存储中央管理、集中管理，这是虚拟化的一个特点，一个突出的地方。可以得到很大的收益，降低成本。

    第二点，存储虚拟化打破了存储供应商之间的界线，就是你用了EMC的东西，以后必须买EMC的，因为他不可能EMC的东西和IBM或者HDS的什么替换做存储的管理。有了存储虚拟化，这种壁垒将被打破。

    第三点，就是用不同的，可以应用于不同品牌的高中低档的存储设备。

    存储虚拟化的层次

    存储的虚拟化可以在三个不同的层面上实现：基于专用卷管理软件在主机服务器上实现，或者利用阵列控制器的固件在磁盘阵列上实现，或者利用专用的虚拟化引擎在存储网络上实现。而具体使用哪种方法来做，应根据实际需求来决定。

    1、基于主机的虚拟化。

    如果仅仅需要单个主机服务器（或单个集群）访问多个磁盘阵列，可以使用基于主机的存储虚拟化技术。虚拟化的工作通过特定的软件在主机服务器上完成，经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列。

    这种虚拟化通常由主机操作系统下的逻辑卷管理软件来实现，最大优点是其久经考验的稳定性，以及对异构存储系统的开放性。它与文件系统共同存在于主机上，便于二者的紧密结合以实现有效的存储容量管理。卷和文件系统可以在不停机的情况下动态扩展或缩小。

    2、基于存储设备的虚拟化。

    当有多个主机服务器需要访问同一个磁盘阵列的时候，可以采用基于阵列控制器的虚拟化技术。此时虚拟化的工作是在阵列控制器上完成， 将一个阵列上的存储容量划分多个存储空间(LUN)，供不同的主机系统访问。

    智能的阵列控制器提供数据块级别的整合，同时还提供一些附加的功能，例如：LUN Masking，缓存，即时快照、数据复制等。配合使用不同的存储系统，这种基于存储设备的虚拟化模式可以实现性能的优化。

    由于这种虚拟化不依赖于某个特定主机，能够支持异构的主机系统。但是对于每个存储子系统而言，它又是个专用私有的方案，不能够跨越各个存储设备间的限制，无法打破设备间的不兼容性。

    3、基于存储网络的虚拟化

    以上都是一对多的访问模式，而在现实的应用环境中，很多情况下是需要多对多的访问模式的，也就是说，多个主机服务器需要访问多个异构存储设备，目的是为了优化资源利用率�D�D多个用户使用相同的资源，或者多个资源对多个进程提供服务，等等。在这种情形下，存储虚拟化的的工作就一定要在存储网络上完成了。这也是构造公共存储服务设施的前提条件。

    而以上描述的两种虚拟化方法的优点都可以在存储网络虚拟化上同时体现，它支持数据中心级的存储管理以及异构的主机系统和存储系统。

    存储虚拟化的方式

    存储网络的虚拟化是由加入到存储网络SAN中的专用装置来实现的。这种专用装置实际上是装有存储虚拟化管理和应用软件的服务器平台，这个服务器平台可以横亘在SAN中间，把服务器和存储设备隔离，也可以在旁边接入SAN，对存储网络进行管理。前者我们称之为对称的存储虚拟化；后者称之为不对称的存储虚拟化。

    1、不对称方式的存储虚拟化架构。

    不对称虚拟化引擎物理上不位于主机和存储系统的数据通道中间，而是通过其它的网络连接方式与主机系统通讯。于是，在每个主机服务器上，都需要安装客户端软件，或者特殊的主机适配卡驱动，这些客户端软件接收从虚拟化引擎 传来的逻辑卷结构和属性信息，以及逻辑卷和物理块之间的映射信息，在SAN上实现地址寻址。存储的配置和控制信息有虚拟化引擎负责提供。这种方式的实施难度大于对称模式，因为每个主机都必须有一个客户端程序。

    2、对称方式的存储虚拟化架构。

    对称虚拟化引擎位于主机和存储系统的数据通道中间，控制信息和用户数据都会通过它，而它会将逻辑卷分配给主机，就象一个标准的存储子系统一样。

 

    因为所有的数据访问都会通过这个引擎，它就可以实现很高的安全性。就象一个存储系统的防火墙，只有它允许的访问才能够通行，否则就会被拒绝。这种方式的虚拟化，不需要在主机上安装特别的虚拟化驱动程序，比不对称方式的方式易于实施。并且支持广泛的异构存储系统，具有很好的互连性。对称虚拟化引擎是一个数据访问必须经过的设备，通常利用缓存技术来优化性能。