雲計算：虛擬化技術（2）——存儲虛擬化

存儲虛擬化

隨著存儲的需求呈螺旋式向上增長，公司內的存儲伺服器和陣列都無一例外地隨之成倍增長。 對於這種存儲管理困境的一種解決辦法便是存儲虛擬化。 存儲虛擬化可以使管理程式師將不同的存儲作為單個集合的資源來進行識別、配置和管理。 存儲虛擬化是存儲整合的一個重要組成部分，它能減少管理問題，而且能夠提高存儲利用率，這樣可以降低新增存儲的費用。

權威機構S N I A(存儲網路工業協會)給出的定義

「通過將存儲系統/子系統的內部功能從應用程式、計算伺服器、網路資源中進行抽象、隱藏或隔離，實現獨立于應用程式、網路的存儲與資料管理」。

存儲虛擬化技術將底層存放裝置進行抽象化統一管理，向伺服器層遮罩存放裝置硬體的特殊性，而只保留其統一的邏輯特性，從而實現了存儲系統的集中、統一、方便的管理。

與傳統存儲的比較

與傳統存儲相比，虛擬化存儲的優點主要體現在：磁片利用率高，傳統存儲技術的磁片利用率一般只有30-70%，而採用虛擬化技術後的磁片利用率高達70-90%;存儲靈活，可以適應不同廠商、不同類別的異構存儲平臺， 為存儲資源管理提供了更好的靈活性;管理方便，提供了一個大型存放區系統集中管理的手段，避免了由於存放裝置擴充所帶來的管理方面的麻煩;性能更好，虛擬化存儲系統可以很好地進行負載均衡， 把每一次資料訪問所需的頻寬合理地分配到各個存儲模組上，提高了系統的整體訪問頻寬。

分類

虛擬化存儲有多種分類方法，從大的方面可以分為：根據在I/O路徑中實現虛擬化的位置不同進行分類;根據控制路徑和資料路徑的不同進行分類。 根據在I/O路徑中實現虛擬化的位置不同，虛擬化存儲可以分為主機的虛擬存儲、網路的虛擬存儲、存放裝置的虛擬存儲。 根據控制路徑和資料路徑的不同，虛擬化存儲分為對稱虛擬化與不對稱虛擬化。

優缺點

優點：

存儲虛擬化也能夠改進可用性。 如果一個應用程式與某些特定的存儲資源相聯，那麼任何對於這些資源的中斷都將會降低該應用的可用性。 通過存儲虛擬化，應用程式就不會再與某個物理性的存儲程式相聯繫了。

存儲虛擬化可能説明説明存儲容量擴增自動化。 不需要手動的配置，存儲虛擬化能夠運用策略，分配更多的存儲容量給所需的應用。 存儲虛擬化也可以允許存儲資源在傳送的過程上進行更改或者升級，這些操作都無需中斷應用性能，減少了為修理和維護所需要的存儲宕機時間。

缺點：

存儲虛擬化的不利方面是額外增加的複雜性。 存儲層是存儲環境新增的部分，隨著虛擬產品打補丁和更新，必須進行管理和維護。 同樣，存放裝置之間的互通性和相容性也會有所影響。 在一些情況下，虛擬層可能會與存儲系統的某些特性相干擾，比如遠端複製。 比如說，一個包含本地遠端複製的存儲陣列，當這個陣列被用在虛擬化環境時，也許就不能夠再提供這種複製的服務。 只有在實驗室的試驗和評估結果才能夠顯示出這種潛在的問題。

另一個問題就是一旦存儲虛擬化實施後，重新恢復或是取消操作存在的困難。 這並不是不可能，但是重新將應用與存儲位置進行關聯的過程很容易出錯。 專家們建議逐步實施局部的存儲虛擬化，先在一個或幾個應用中局部部署，然後再擴大至資料中心和整個公司內部。

三層模型

根據雲存儲系統的構成和特點，可將虛擬化存儲的模型分為三層：物理設備虛擬化層、存儲節點虛擬化層、存放區域網路虛擬化層。 三層虛擬化存儲模型大大降低了存儲管理的複雜度，有效地封裝了底層存放裝置的複雜性和多樣性，使系統具備了更好的擴充性和靈活性。 使用者只需將存放裝置添加到存儲池中並進行簡單配置，就可以創建虛擬卷，而不必關注系統中單個設備的物理存儲容量和存儲介質的屬性，從而實現統一的存儲管理。

物理設備虛擬化層：

主要用來進行資料塊級別的資源配置和管理，利用底層物理設備創建一個連續的邏輯位址空間，即存儲池。 根據物理設備的屬性和使用者的需求，存儲池可以有多個不同的資料屬性，例如讀寫特徵、性能權重和可靠性等級。 按需分配的存放裝置作為一個邏輯卷管理器，可以從存儲池中分配邏輯卷，動態地分配存儲資源，並管理資料塊的映射和轉發。

存儲節點虛擬化層：

可實現存儲節點內部多個存儲池之間的資源配置和管理，將一個或者多個按需分配的存儲池整合為在存儲節點範圍內的統一的虛擬存儲池。 這個虛擬化層由存儲節點虛擬模組在存儲節點內部實現，對下管理按需分配的存放裝置，對上支援存放區域網路虛擬化層。

存放區域網路虛擬化層：

可實現存儲節點之間的資源配置和管理，集中地管理所有存放裝置上的存儲池，以組成一個統一的虛擬存儲池。 這個虛擬化層由虛擬存儲管理模組在虛擬存儲管理伺服器上實現，以帶外虛擬化方式管理虛擬存儲系統的資源配置，為虛擬磁片管理提供位址映射、查詢等服務。