什么是虚拟化存储??

什么是虚拟化存储??,第1张

对于中小型架构来说存储虚拟化看起来是过大或过于昂贵的技术。但实际上许多不同规模的企业也可以从存储虚拟化中获益--通过使用商品硬件和传统的虚拟化存储引擎。
简而言之,虚拟化存储就是将数据从磁盘中抽象出来。在传统存储部署设置中,我们受限于驱动器盘符(在Windows系统上)或逻辑单元号(LUN),并且在特定磁盘层上给定了特定的RAID(独立磁盘冗余阵列)算法。
虚拟化存储的第一个实例可能是来自将存储迁移到虚拟服务器环境。在大多数情况下,这需要实施某种形式的共享存储。这种共享存储通常是一个通过光纤通道或iSCSI(互联网小型计算机系统接口)网络的存储局域网(SAN)。
在这种设置中,各个服务器从通常与服务器架构相连的硬件中抽象出来。从存储的角度而言,用户可以也可以不将数据从磁盘中完全抽象出来。虚拟化存储提供了主机和磁盘的抽象化。
这种互联的系统,无论是VMware ESXi主机或Windows Server系统,都不知道底层的磁盘是RAID 5、6或者是否可以和它直接互动。存储处理器作为存储虚拟化引擎,可以协调实际磁盘和主机系统之间的I/O。
虚拟化存储还可以带来新的功能,比如允许透明的存储扩展。在这些功能中,最引人注目的功能之一就是自动精简配置。自动精简配置可以仅消耗实际使用的驱动器空间。存储管理员另一个青睐的功能就是重复数据删除。
当用户在块层次上部署重复数据删除的时候,重复数据删除会检查逻辑区的磁盘使用情况并寻找相同的数据块。这些相同的数据块会被链接到第一个实例,然后重复的块会被存储系统回收。
其他可能推动管理员转向虚拟化存储的功能是卷管理功能,比如复制、快照和迁移。
从一个存储系统到另一个存储系统的卷或LUN复制是灾难恢复的福音。实际上,像VMware Site Recovery Manager(VMware站点恢复管理器)这样的解决方案依赖于这种复制技术,需要复制技术才能系统完好地复原到另一个站点。LUN的快照也可以非常有用。LUN快照可以像虚拟机的快照功能那样运作,整个数据集可以很快地恢复到指定的时间点。
最后,迁移功能也可以为架构管理员带来很多方便。通过带虚拟技术(比如VMware的Storage vMotion功能)的虚拟化引擎,管理员可以进行从一个存储系统到另一个存储系统的迁移。但是这对于非虚拟化的存储部分则没有多大用处。基于SAN的迁移功能可以将一个卷从存储处理器背后的一个存储系统迁移到另一个存储系统,以便将数据从需要移除的设备中迁移出来。
这种功能的一个主要使用情境就是将数据从旧磁盘阵列(比如使用Ultra-320 SCSI磁盘的阵列)迁移到新的磁盘阵列(比如使用串行链接SCSI(SAS)驱动器的阵列)。这可以带来更好的性能。通过虚拟化存储环境,LUN可以从一个存储系统迁移到另一个存储系统,完全不受制于所连接的系统。这主要是因为VMware ESXi主机或Windows Server连接到的不是底层存储而是存储处理器,也就是抽象层。
虚拟化存储的一个隐性好处就是管理员可以解决非结构化数据的数据保护问题。比如说有数TB的存储,这虽然看起来也不是太多,但是如果这里面包含1KB文件的数据,你会很快发现这么多的数据很难在文件系统中管理。
这种情况导致这种类型的数据备份变得异常繁琐。虚拟存储可以在块层次上解决这个问题,将卷复制或快照到另一个存储系统,从而满足数据保护的要求。只要存储系统可以块层次上对LUN的内容进行 *** 作,那么虚拟存储的好处就会显现出来。

各种虚拟化技术服务器虚拟化物理资源抽象成逻辑资源一台服务器变成多台,相互独立的虚拟服务器不局限物理的界限让硬件变成动态管理的资源池提高利用率,简化系统管理桌面虚拟化将计算机的终端系统进行虚拟化达到桌面使用的安全性和灵活性任何设备时间地方都能通过网络访问属于个人的桌面系统并非本地 *** 作系统提供的桌面应用程序虚拟化将应用程序与 *** 作系统解耦为应用程序提供了一个虚拟的环境(可执行文件+运行环境)本质是把应用程序对底层的系统和硬件的依赖抽象出来,可以解决程序版本不兼容的问题也在后台的数据中心里面存储虚拟化将异构的存储资源组成一个巨大的存储池对于用户,透明化了底层的磁盘磁带,直接使用存储资源即可管理变得方便,根据需要把存储资源分配给各个应用网络虚拟化一个物理网络支持多个逻辑网络保留了网络设计中原有的层次结构、数据通道和所能提供的服务使得最终用户的体验和独享物理网络一样提高了网络资源的利用率虚拟化技术的两种类型Type1:直接在物理硬件上运行,它控制硬件并管理虚拟机,又叫裸机虚拟机管理程序Linux KVM:开源的虚拟化平台,是为x86机器开发的基于内核的虚拟机,将Linux内核转变成虚拟机管理程序,因此虚拟机可以直接访问硬件,是一种全虚拟化的裸机虚拟化技术。Vmware ESXi:直接安装在底层物理硬件上的全虚拟化技术

虚拟化技术的出现,很大程度上为企业增强生产力,增高资产利用率,并有效的管理企业运营环境,而不同的虚拟化技术提供给用户不同方面的支持。
正如虚拟存储不同类别之间的界限日渐模糊,存储虚拟化和服务器虚拟化之间的界限也有日益模糊的可能。除了微软通过WindowsStorageServer2003的努力之外,NetApp也为DataONTAP *** 作系统中V系列(之前的Filer系列)阵列中增加了虚拟化性能。
虚拟化软件正在日益变得有活力且更加趋于完整,它的发展方向更像是一个全面的 *** 作系统。业内人士已经充分认识到:通过交换机、磁盘阵列还是应用设备实现虚拟化的争辩是没有意义的,未来的虚拟化应该是通过这几种技术来实现,然后由某一种主要的虚拟层结合起来。
未来的虚拟化 *** 作系统应该是一个高度分布式的,企业级的 *** 作系统。如果我们看得更远一些,虚拟化还有可能会演变成包含服务器、网络以及存储设备的分布式 *** 作系统中的一种元素,而这三种虚拟化都正在受到关注。然而这三种虚拟化中的任意某一种都能惹来麻烦。比如说,服务器虚拟化,有些最初的服务器虚拟化项目就在存储地址和其他存储管理方面的高级功能上出现过问题。要想虚拟化正常运转,服务器虚拟化必须提高虚拟存储性能,否则就会变成一种障碍。
同样的,网络设备或存储交换机可以采用各种智能的包检测技术来理解被迁移的数据的本质,并就如何有效传递或存储作出决定。虽然网络能够认出一个数据流实际上是个JPEG文件,但没办法区分出X光片和色情照片。并且,虚拟存储或虚拟服务器池在弄清到底这些数据是干什么上,只能进展到如此地步——例如,当其他进程都在休眠时,服务器池可能选择给某一个进程分配额外进程,但是它却无法对工资单进程的运行run和针对服务器的DOS攻击(拒绝服务器攻击)进行最基本的区分。
因此,业内专家认为在三个区域里考虑虚拟化十分重要,还要整合管理工具来理解应用层的需要,并且可以根据情况作出虚拟化的决策。不过要实现这样的梦想还任重而道远。
存储虚拟化技术当前来说还是一项比较新的技术,存储虚拟化也不是万能的,不要赶潮流而抛弃已有的资源和已有的存储技术,企业存储管理人员需要的把自己现有的存储资源、存储技术和存储虚拟化相关联,找到最适合自己企业的存储策略才是最为重要的。
虽然存储虚拟化技术最终不一定对所有不同数据类型和系统都合适,但是存储虚拟化是大势所趋,企业需要做和考虑的就是采用存储虚拟化策略来解决特定问题,从而提高企业存储系统的效率。
目前与存储虚拟化相关的最热门的技术和趋势是什么?根据F5的Ferraro的说法,重复数据删除和云存储是两个值得关注的对象。她表示:由于数据继续快速增长,许多企业不断寻找可以进一步降低存储成本的方式。存储虚拟化是这些技术的关键因素之一,因为它可以排除这些技术应用的主要障碍。存储虚拟化可以自动化哪些数据适合哪些存储类型的判别流程,而且可以在不干扰用户和应用程序的情况下根据预先定义的政策迁移数据。
根据Albatal的说法,一些值得关注的新技术潮流包括异质虚拟存储环境下同质数据保护服务,改善SAN(存储局域网)性能的SSD应用,根据QoS(服务质量)要求所进行的自动化的在存储架构上进行的数据迁移。他表示:存储虚拟化可以在IT界中广泛应用为一种最佳实践。虚拟化SAN将成为存储环境部署和管理事实上的标准。Albatal表示中小企业预计可以看到更多的异质存储虚拟化解决方案,以及对新协议的支持,比如光纤通道以太网--在IP上提供高性能服务。
在Ramanathan看来,许多人将关注虚拟化在哪里部署--基于主机,基于网络还是基于存储。他表示:所有这些选择都有各自的优点和缺点。许多人强调的是让存储虚拟化合并异质存储系统,将这些系统合并到一个公共的存储池并采用共同的管理和保护。存储虚拟化的目标是让你有向不同厂商选择存储阵列的能力,向你提供各种企业级功能,比如动态配置和动态数据迁移。

服务器虚拟化是整个超融合架构的一个必要的组成部分。

首先,什么是超融合架构?

超融合基础架构(Hyper-Converged Infrastructure,或简称“HCI”)也被称为超融合架构,是指在同一套单元设备(x86服务器)中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术,而且还包括缓存加速、重复数据删除、在线数据压缩、备份软件、快照技术等元素,而多节点可以通过网络聚合起来,实现模块化的无缝横向扩展(scale-out),形成统一的资源池。

其次,了解下超融合架构的特点。

1符合软件定义数据中心理念,一定是通过软件结合标准的 x86 服务器来构建分布式存储,而不使用基于定制硬件的传统集中式存储;

2 这个概念强调的是分布式存储软件和虚拟化软件的融合部署,并不是单纯的指软、硬件融合。

可见,服务器虚拟化是整个超融合架构的一个必要的组成部分。

最后,结合超融合产品的模块构成进一步解释超融合产品和服务器虚拟化产品的关系。

超融合架构图

超融合系统部署架构

上述超融合构成图是标准超融合产品的构成模块,可以看出超融合和服务器虚拟化的关系:

1蓝色部分是内嵌了基于 KVM 的虚拟机服务器,也就是这个服务器虚拟化模块是超融合软件的一个模块,用户选择这种方式的好处是管理都在统一界面,更加方便。并且 SmartX 、 Nutanix 等厂商内嵌的虚拟化平台都是免费的策略,可以有效降低用户的采购成本。

2 灰色的部分是 VMware vSphere 、 Citrix XenServer 第三方服务器虚拟化平台,可以看出,用户也可以使用分布式块存储和第三方的服务器虚拟化平台构成超融合架构。如果使用这种方式的好处是用户可以使用自己之前熟悉的服务器虚拟化产品。

需要说明的是,以上的虚拟化策略并非没有厂商都能完整支持,目前主流超融合厂商的虚拟化的支持策略如下:

主流超融合厂商的虚拟化的支持策略


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