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[周报全文]存储虚拟化

2002年12月02日 00:00:00 | 作者:佚名 | 来源:$page.getBroMedia() | 查看本文手机版

摘要:存储虚拟化

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    编者按 虚拟化是近来存储界的时髦词汇,但是,它的真正含义是什么呢?用户如何实现它呢?它还存在哪些问题呢?在本文中,我们将介绍一下存储虚拟化的含义,告诉用户主要厂商如何帮助他们实现虚拟化。

    存储虚拟化

    长 山

    虚拟化是物理存储的一种抽象。它通过构建一幅与物理设备隔离的存储逻辑视图来屏蔽基础存储网络的复杂性。

    虚拟化软件从不同类型的存储设备中采集数据,然后将数据汇集到一个可以由单一控制台管理、监测和控制的公共资源池中。

    不同的厂商正在以不同方法实现虚拟化:一些厂商只对他们的存储设备实现虚拟化,而另一些厂商则实现多种设备的虚拟化。

    然而,没有一家厂商向用户提供整体虚拟化:即将所有存储设备和主机聚集在一个可伸缩和开放的虚拟引擎下的能力。

    存储虚拟化梦想

    将用户所有的存储资源汇集到一个虚拟视图中的技术令人动心,但厂商和分析员建议用户先逐渐适应后再去采用这项技术。

    可以部署在服务器、网络或存储阵列中的虚拟化技术仍是一项新兴技术,它的含义根据与您打交道的厂商的不同而变化。

    一些厂商只汇集保存在它们磁盘上的数据,另一些厂商则汇集保存在任何设备上的数据。还有一些厂商不仅汇集数据而且还提供镜像、数据复制和快照备份等应用。分析人士说,这些应用对于存储管理工作的重要性与数据本身的虚拟化一样重要。

    尽管用户对虚拟化表现出了很高的兴趣,但是多数用户仍处于早期的试验阶段。因此,IT经理在决定虚拟化他们的数据时应当了解以下问题。

    虚拟化的实现

    存储虚拟化依然脱离不了软件和硬件两大类。这种划分也体现在存储硬件厂商和软件厂商的区分上,存储厂商一般根据各自所掌握的核心技术来提供自己的虚拟存储产品。

    存储硬件虚拟技术是存储系统的基础,是从本质上改进存储系统容量、存储系统性能和存储系统可靠性的必由之路,对简化大规模存储系统的管理也会起到基础作用。实际上,我们可以从目前的一些存储硬件厂商的高端存储产品看到这一现象。如有的厂商采用总线结构将许多小的磁盘存储系统和大容量的缓存连接在一起,然后使用基于外部设备的硬件虚拟管理技术将它们结合成一个整体,从而变成一个大的并具有更高性能的存储系统。

    存储的软件虚拟技术更容易让人们理解,它更直接地将物理的存储系统虚拟成用户希望的使用方式,将物理上的存储系统的使用和管理变得简单化。软件的存储虚拟技术是建立在硬件的存储技术之上的,用来实现硬件虚拟存储技术所无法完成或难于实现的存储功能和存储管理,它是硬件存储系统和一部分有特别存储环境需求的用户之间不可缺少的桥梁。

    存储虚拟化可以以三种方式实现:在主机或服务器上实现,在专用设备上实现,或在存储阵列上实现。在这三种方式内,厂商提供处于数据路径内的对称虚拟化(即带内虚拟化)和处于数据路径外的非对称虚拟化(即带外虚拟化)。

    基于服务器/阵列的虚拟化:最先出现的东西不总是最好的

    基于服务器与基于阵列的虚拟化是最先出现的虚拟化尝试,在这类虚拟化技术中,汇集数据的智能性软件安装在服务器或存储阵列上,这些软件由生产专有服务器或存储阵列的厂商开发。

    由于基于存储阵列或服务器的虚拟化不在数据路径中安装额外的设备,因此这种虚拟化方式比基于网络的虚拟化具有更好的可伸缩性。

    部署在主机服务器上的虚拟化不会给网络中的其他设备(如光纤通道交换机或存储阵列)增加负担。当然,这种方法给服务器增加了额外的负担,服务器必须完成额外的虚拟化任务,因此这种方法可能会造成源于服务器的延迟。

    厂商认为,基于存储阵列的虚拟化使他们可以精细地调整所有的虚拟化功能,因为他们已经十分熟悉存储阵列内部的工作情况。

    基于网络的虚拟化:很多厂商都对它感兴趣,但担心瓶颈和延迟问题

    到目前为止,大多数厂商似乎都准备支持安装在运行Windows NT/2000或Linux的行业标准Intel服务器上的带内虚拟化软件。与基于服务器的虚拟化一样,基于网络的虚拟化受到同样的延迟问题困扰:它增加了其他网络服务器的负担,这些网络服务器必须时刻查询虚拟服务器获得数据所在位置的信息。并且它会对执行虚拟化的服务器造成一定的性能影响。

    分析人士也对部署在基于网络的虚拟化技术中的服务器的健壮性表示担心,对目前带内虚拟化方法的不利之处是:由于它们安装在Intel服务器上,因此有时它们会变成瓶颈。

    尽管有些厂商采用像缓存技术等一些不同的实现方法来减少潜在的延迟问题,但安装虚拟化软件的服务器功能常常不如管理数据和I/O的服务器强大这个问题依然存在。

    有一天,一台总线结构因没有进行I/O性能优化的NT服务器会停在半途中,因此,大型公司对NT作为企业虚拟化基础设施的核心问题仍持怀疑态度。

    另一个担心是:一般基于Intel服务器的I/O不适用于执行快照备份、数据复制或缓存的配置。

    带内与带外:各有千秋

    在带内虚拟化中,设备安装在服务器与存储设备之间的数据路径中,将数据传送到与它连接的存储阵列中。在带外虚拟化中,在连接存储设备的服务器、交换机或路由器之间传送的数据由额外设备来管理。

    下图解释了两种虚拟化方式的区别。

    带外虚拟设备安装在数据路径之外,不影响主机服务器与存储设备之间的数据传输。

    带外虚拟化方案具有比带内方案更好的可伸缩性,因此大型分布式企业比较适合使用这种方法。但是,有些分析人士认为,带外虚拟化的不利之处是在存储网络中的每一台主机上安装软件。

    下一个是什么呢?专用虚拟交换机

    当询问分析人士他们认为虚拟化需要向何处发展才能使用户受益时,他们会谈论一个共同的话题——专用虚拟交换机。

    虽然你目前做出的选择可能最终不是最好的选择,但是你必须从某个地方开始。在一个统一的虚拟化方案下管理不同的设备的能力,比你可能在未来采用一种不同的架构更重要。

    对于考虑虚拟化软件的用户来说,最重要的是,能够拥有各类集成到虚拟化工具集中的服务:镜像、按需容量、快照备份、数据复制等。

    目前,最大的挑战是:在更长的时期内,存储虚拟化将是一个更大的管理套件的一个组件,而不再具有独立的特性。

    不得不考虑的问题

    虚拟化在存储与访问存储的应用之间加上了一个抽象层。在这种情况下,“抽象”指的是:就应用而言,不同存储媒介被有效地连接在一起,形成一个巨大的实体。你的应用和管理软件就像内容物理地保存在一个磁盘上那样来处理,不必再为数据实际的存储位置而操心。

    简而言之,它就像是你PC机上的硬盘空间无限地进行了扩展,无论数据实际保存的位置(即使它在CD-ROM或某种外部媒介上)(+微信关注网络世界),你都始终能像数据保存在硬盘上那样地存取数据。

    这种特性在大型的复杂IT解决方案中提供了许多价值。其中一个比较重要的价值是:至少在理论上,虚拟化提供了一种非常有效的集中管理跨多种不同平台分布的存储的方法。

    但是,它的缺点是什么呢?这项技术正在被多家厂商以多种方法部署,因此,目前它很难普及。可扩展性问题常常被提出来:一些部署可以无痛苦地扩展满足人们对存储空间日益增长的需要吗?我们最近提出的另一个问题是:本质上异构的环境虚拟化在更复杂的形势下是否能带来期待中的迅速回报?

    由于各种虚拟化部署所具有的媒介不可见性,因而所有的软件管理应用进一步远离了硬件。这种特性非常有价值,可是至少在某种意义上,它也可能像是一把双刃剑。

    一些软件厂商开始提供的一项巨大好处就是更强大的产品自动化。这意味着他们能够将大量的用于制定驱动其产品的智能策略的经验集成到产品中。例如,一个后端应用可以利用Oracle的某些内置部件,或利用安装应用或保存数据的硬件的某些知识,来提高运行的效率。

    显然,虚拟化目前仍没有抓住购买存储产品的公众的心。在这项技术提供了这么多好处的情况下,我们有理由去质问为什么虚拟化厂商不去从目前支出的存储花费中获得可观的收入份额呢?

    部分原因是: 虚拟化公司在定义自己的市场空间或自己的解决方案上做得不是特别好。另一个有点不太明显的原因隐藏在购买存储区域网(SAN)与部署虚拟化之间的有趣的关系中。

    SAN正在稳步而缓慢地进入企业IT领域。造成缓慢情况的一个重要原因可归咎于下述事实:目前SAN中的大多数部件在与来自多家厂商的产品一起使用时会遇到麻烦,尽管厂商的互操作性宣称不会遇到麻烦。这意味着部署SAN要么需要采用来自一家厂商的产品(或主要厂商指定的一小群厂商),要么需要在每次一台新设备添加到存储网络中时经受重大的集成和互操作性挑战。因此,目前,许多IT机构选择走同类型的单一厂商之路,当他们意识到这样做限制了他们对供应商的选择时,会气恼不已。

    由于虚拟化厂商能够提供的主要好处之一是汇集磁盘的能力,因此同类型SAN给这些厂商出了一个难题。确切地说,利用虚拟化存储,存储媒介可以与厂商、规模和配置无关地汇集在一起。更确切地说,这种汇集的存储被当做是一个卷,并可以利用一个管理软件加以管理。应用和操作系统只与这个虚拟化数据资源池打交道,因此不同的存储硬件在某种意义上已经变得不可见。

    这种一个集成存储管理控制台管理整个存储资源的机会提供了其他巨大的机会,包括不必关闭存储系统的其他部分就可在虚拟资源池中添加、关闭或重新分配不同部件的能力。结论是:在具有这种能力时,IT经理不仅能通过从不同厂商购买硬件节省资金,而且还能通过从一个软件中管理混合搭配的设备集合来实现更高效率的运行。

    可惜的是,在采用同类型SAN环境时,这种重要的费用节省好处消失了,从而给购买虚拟化产品获得迅速的回报造成了很大的困难。

    虚拟化的价值绝不仅限于单一的管理控制台,也不仅限于SAN(尽管SAN是目前主要的营销方向所在)。如果厂商将注意力放在他们能够提供的某些其他好处上时,这些厂商似乎可能使自己在这个激烈动荡的市场中更能够生存下去。

    另外还有一点比较重要的是,目前,存储虚拟化技术还缺乏行业标准。由于存储虚拟化可以从软件、硬件,基于不同层次的方案或标准实现,这就意味着设备的选择非常广泛。迄今为止,许多厂商还忙于发展技术力量来创建各自的虚拟存储设备。由此可见,广大设备提供商和业内人士加强合作,尽快制定业界公认的标准,才能推动虚拟存储技术持续发展。

[责任编辑:程永来 cheng_yonglai@cnw.com.cn]