存储虚拟化技术的发展
11页1、第1章 引 言随着信息化进程的不断深入,企业业务流程的运转越来越高度依赖于数据,使得数据成为了支撑企业运作的重要基石。而在另一方面,IT领域应用的飞速发展,也对存储提出了新的要求。1.1 容量需求增加企业存储需求的激增现实超出了存储厂商的想象,一天对企业意味着什么?答案不言而喻。让我们来看这样一组数据:财富500强企业从1996年起存储空间急剧增长,基于服务器的硬盘存储空间从1996年的5TB,2002年增长到50TB,预计到2007年将达到230TB。企业中与存储相关的IT预算从1996年的11%增长到2002年的17%,预计到2007年将超过20%。目前很多企业的存储数据量每年增长50%,有的企业甚至达到了300%,这么巨大的数据增长涉及电力、存储空间、管理等一系列复杂问题,给企业带来巨额的管理成本和设备成本。1.2 集中管理在迎合业务需求的过程中,IT经理们往往要面对巨大的挑战,因为他们管理的环境中包含来自多个厂商的多种操作系统和存储技术,还有许多不尽相同的应用。正是由于这种复杂的存储,存储通常是被当作孤岛来管理的,在需要扩展的时候只是简单地添加新的存储子系统,而不是充分发挥现有
2、资源的潜在能力。这种方式导致存储资源的利用率通常只有35%至50%。为了真正创建一个高效率的环境,管理员必须使用各种工具,利用娴熟的技巧对大型、复杂和异构的环境实施有效的管理。另外,许多商业机构都在面临长期的预算压力和前所未有的数量增长势头,它们必须找到一些新的方法来提高运营的效率,从而有效地控制成本。由于管理存储资源所需要的成本是购买这些资源的三到五倍,所以要想真正提高存储的效率,企业就需要采用合适的架构并对其存储架构进行有效的管理。1.3 充分利用日益增长但却长期闲置的数据是各种类型的企业都非常关注的。一些独立的研究报告披露,磁盘存储系统的平均利用率仅有35%到50%,某些情况下,磁带系统的利用率就更低。甚至,许多分析家和行业出版物表示有80%的存储的数据都是闲置的。由于很多存储设备是被固定连接在某个主机服务器上,它的多余空间无法被其它主机利用,并且,也会形成很多存储系统的孤岛。1.4 业务连续在电子商务盛行的今天,对业务的持续性有着更高的要求。由于存储扩容或者改变配置而造成的计划内或计划外的停机,将越来越令人无法接受。此外,灾难所带来的业务中断也会带来巨大的经济损失、声誉损失、以
3、及客户忠诚度下降等各种损失。如何保证247小时的数据可用性、业务连续性就成为了一个现实的问题。第11页, 共11页第2章 虚拟化概述2.1 定义虚拟存储技术将底层存储设备进行抽象化统一管理,向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性,而只保留其统一的逻辑特性,从而实现了存储系统集中、统一而又方便的管理。对比一个计算机系统来说,整个存储系统中的虚拟存储部分就像计算机系统中的操作系统,对下层管理着各种特殊而具体的设备,而对上层则提供相对统一的运行环境和资源使用方式。SNIA(Storage Networking Industry Association,存储网络工业协会)对存储虚拟化是这样定义的:通过将一个或多个目标(Target)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。典型的存储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。2.2 虚拟化的方法存储的虚拟化可以在三个不同的层面上实现,包括了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(
4、Firmware)在磁盘阵列上实现;再或者是利用专用的虚拟化引擎在存储网络上实现。具体使用哪种方法来做,应根据实际需求来决定。2.2.1 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,就可以使用基于主机的存储虚拟化技术。此时,虚拟化的工作通过特定的软件在主机服务器上完成,而经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列。这种类型的虚拟化通常由主机操作系统下的逻辑卷管理软件(logical volume manager)来实现。它们在主机系统和Unix服务器上已经有多年的广泛应用,目前在Windows操作系统上也提供类似的卷管理器。2.2.2 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为多个存储空间(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。2.2.3
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