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云计算:虚拟化技术(2)——存储虚拟化

[日期:2014-03-17] 来源:站长之家  作者: [字体: ]

  存储虚拟化

  随着存储的需求呈螺旋式向上增长,公司内的存储服务器和阵列都无一例外地随之成倍增长。对于这种存储管理困境的一种解决办法便是存储虚拟化。存储虚拟化可以使管理程序员将不同的存储作为单个集合的资源来进行识别、配置和管理。存储虚拟化是存储整合的一个重要组成部分,它能减少管理问题,而且能够提高存储利用率,这样可以降低新增存储的费用。

  权威机构S N I A(存储网络工业协会)给出的定义

  “通过将存储系统/子系统的内部功能从应用程序、计算服务器、网络资源中进行抽象、隐藏或隔离,实现独立于应用程序、网络的存储与数据管理”。

  存储虚拟化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的集中、统一、方便的管理。

  与传统存储的比较

  与传统存储相比,虚拟化存储的优点主要体现在:磁盘利用率高,传统存储技术的磁盘利用率一般只有30-70%,而采用虚拟化技术后的磁盘利用率高达70-90%;存储灵活,可以适应不同厂商、不同类别的异构存储平台,为存储资源管理提供了更好的灵活性;管理方便,提供了一个大容量存储系统集中管理的手段,避免了由于存储设备扩充所带来的管理方面的麻烦;性能更好,虚拟化存储系统可以很好地进行负载均衡,把每一次数据访问所需的带宽合理地分配到各个存储模块上,提高了系统的整体访问带宽。

  分类

  虚拟化存储有多种分类方法,从大的方面可以分为:根据在I/O路径中实现虚拟化的位置不同进行分类;根据控制路径和数据路径的不同进行分类。根据在I/O路径中实现虚拟化的位置不同,虚拟化存储可以分为主机的虚拟存储、网络的虚拟存储、存储设备的虚拟存储。根据控制路径和数据路径的不同,虚拟化存储分为对称虚拟化与不对称虚拟化。

  优缺点

  优点:

  存储虚拟化也能够改进可用性。如果一个应用程序与某些特定的存储资源相联,那么任何对于这些资源的中断都将会降低该应用的可用性。通过存储虚拟化,应用程序就不会再与某个物理性的存储程序相联系了。

  存储虚拟化可能帮助帮助存储容量扩增自动化。不需要手动的配置,存储虚拟化能够运用策略,分配更多的存储容量给所需的应用。存储虚拟化也可以允许存储资源在传送的过程上进行更改或者升级,这些操作都无需中断应用性能,减少了为修理和维护所需要的存储宕机时间。

  缺点:

  存储虚拟化的不利方面是额外增加的复杂性。存储层是存储环境新增的部分,随着虚拟产品打补丁和更新,必须进行管理和维护。同样,存储设备之间的互操作性和兼容性也会有所影响。在一些情况下,虚拟层可能会与存储系统的某些特性相干扰,比如远程复制。比如说,一个包含本地远程复制的存储阵列,当这个阵列被用在虚拟化环境时,也许就不能够再提供这种复制的服务。只有在实验室的试验和评估结果才能够显示出这种潜在的问题。

  另一个问题就是一旦存储虚拟化实施后,重新恢复或是取消操作存在的困难。这并不是不可能,但是重新将应用与存储位置进行关联的过程很容易出错。专家们建议逐步实施局部的存储虚拟化,先在一个或几个应用中局部部署,然后再扩大至数据中心和整个公司内部。

  三层模型

  根据云存储系统的构成和特点,可将虚拟化存储的模型分为三层:物理设备虚拟化层、存储节点虚拟化层、存储区域网络虚拟化层。三层虚拟化存储模型大大降低了存储管理的复杂度,有效地封装了底层存储设备的复杂性和多样性,使系统具备了更好的扩展性和灵活性。用户只需将存储设备添加到存储池中并进行简单配置,就可以创建虚拟卷,而不必关注系统中单个设备的物理存储容量和存储介质的属性,从而实现统一的存储管理。

  物理设备虚拟化层:

  主要用来进行数据块级别的资源分配和管理,利用底层物理设备创建一个连续的逻辑地址空间,即存储池。根据物理设备的属性和用户的需求,存储池可以有多个不同的数据属性,例如读写特征、性能权重和可靠性等级。按需分配的存储设备作为一个逻辑卷管理器,可以从存储池中分配逻辑卷,动态地分配存储资源,并管理数据块的映射和转发。

  存储节点虚拟化层:

  可实现存储节点内部多个存储池之间的资源分配和管理,将一个或者多个按需分配的存储池整合为在存储节点范围内的统一的虚拟存储池。这个虚拟化层由存储节点虚拟模块在存储节点内部实现,对下管理按需分配的存储设备,对上支持存储区域网络虚拟化层。

  存储区域网络虚拟化层:

  可实现存储节点之间的资源分配和管理,集中地管理所有存储设备上的存储池,以组成一个统一的虚拟存储池。这个虚拟化层由虚拟存储管理模块在虚拟存储管理服务器上实现,以带外虚拟化方式管理虚拟存储系统的资源分配,为虚拟磁盘管理提供地址映射、查询等服务。

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