基于VMWARE平台的存储虚拟化设计与实现

赵菁

摘要： 为了解决企业异构存储设备的统一管理、使用、优化和提高安全性等问题，讨论了存储虚拟化技术、VMware vStorage的概念，给出了使用VMWARE平台的存储虚拟化设计与实现方法，给出了在vSphere虚拟化环境中部署外部存储的建议。

Abstract： In order to solve the enterprise unified management of heterogeneous storage devices， usage and optimization and to improve safety and other issues， discuss the storage virtualization technology， the concept of VMware vStorage， give the design and implementation methods of storage virtualization using the VMWARE platform， and put forward the deployment of external storage in vSphere virtual environments.

关键词： 存储虚拟化；VMware vStorage设计；实现

Key words： storage virtualization；VMware vStorage design；implementation

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）05-0073-02

0 引言

在云计算时代，很多企业都在组建自己的云数据中心，即将数据中心虚拟化。从而实现对基础架构的管理变得更为轻松，并且可以更为有效地使用可用的基础架构资源。通过虚拟化，可以创建动态且灵活的数据中心，可以在缩短计划和非计划停机时间的同时通过自动化减少运行费用。主要的虚拟化技术包括：服务器虚拟化、桌面虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。虚拟化存储资源是数据中心中的重要组成部分，存储虚拟化是一种降低成本和提高存储效率和可靠性的解决方案。与传统的存储管理相比，VMware vStorage解决了存储设备来自不同的供应商、缺少统一的管理平台、存储设备的使用效率低下、不同供应商存储系统间的数据共享等问题。

1 存储虚拟化技术概述

1.1 存储虚拟化的定义 为物理的存储设备提供一个抽象的逻辑视图，用户可以通过这个视图中的统一逻辑接口来访问被整合的存储资源。具体来说，就是在物理存储系统和服务器之间增加一个虚拟层，它管理和控制所有存储并对服务器提供存储服务。服务器不直接与存储硬件打交道，存储硬件的增减、调换、分拆、合并对服务器层完全透明。存储虚拟化具有隐藏了存储系统的复杂程度、允许将现有的功能集成使用和摆脱了物理容量的局限等特点。

1.2 存储虚拟化功能 存储虚拟化最主要的功能包括以下4个方面：整合多台存储设备，这些存储设备可以具有不同品牌、型号、类型、接口；提高存储容量、性能，把不同存储陈列的存储容量组成一个统一的存储池，具有高性能虚拟化引擎；提供统一的存储特性，存储虚拟化引擎提供瘦供给、卷拷贝、快照和卷镜像等功能；提供统一的管理，系统管理员可以通过虚拟化层实现的中心控制点进行集中管理。

2 VMware vStorage概述

VMware vSphere 是VMware公司提供的企业级虚拟化解决方案。存储虚拟化是 vSphere 功能与各种 API 的结合，提供一个抽象层供在虚拟化部署過程中处理、管理和优化物理存储资源之用。 VSphere的存储虚拟化技术提供可从根本上更有效管理虚拟基础架构的存储资源的方法，可以大幅提高存储资源利用率和灵活性。 提供了无论采用何种存储拓扑，均可简化操作系统修补过程并减少驱动程序要求。 大幅增加应用的正常运行时间并简化日常操作。实现了充分利用并完善现有的存储基础架构。

3 vSphere支持的存储类型

3.1 本地存储 本地存储指服务器硬盘或直连式存储（DAS）。本地存储可以安装ESXi，可以放置虚拟机等，但是，使用本地存储，虚拟化架构所有的高级特性，如vMotion、HA、DRS等均无法使用。

3.2 FC SAN 存储 Storage Area Network（SAN，存储区域网络）是一个集中式管理的高速存储网络，有多供应商存储系统、存储管理软件、应用程序服务器和网络硬件组成。FC SAN特指通过光纤通道组成的SAN。在FC SAN 中，虚拟化架构所有的高级特性，如vMotion、HA、DRS等均可使用。

3.3 iSCSI存储 相对便宜的IP SAN解决方案，也被认为是vSphere存储性价比最高的解决方案。

3.4 NFS存储 中小企业使用最多的网络文件系统，最大的优点是配置管理简单，虚拟化架构主要的高级特性，如vMotion、HA、DRS等均可实现。

4 基于VMWARE平台的存储虚拟化系统设计

无论是在传统架构还是在虚拟化架构中，存储都是重要的设备之一。存储的正确使用将直接影响Vsphere高级特性，如vMotion、HA、DRS功能的正常运行。在企业中，常见的存储类型包括：直连式存储、网络存储、存储区域网络等。图1中给出了包括这几种常见的存储分类的解决方案。

5 基于VMWARE平台的存储虚拟化系统实现

相对于FC SAN存储来说，Iscsi SAN是较便宜的解决方案，也被认为是Vsphere存储性价比最高的解决方案，因此这里主要介绍配置Iscsi外部存储的方法，主要步骤为：

5.1 部署Openfiler外部存储 使用Openfiler创建存储服务器，并且配置ISCSI连接。这里需要指出的是Openfiler是一个基于Linux系统的网络存储服务器，可以在单一框架中提供基于文件的网络连接（NAS）和基于块的存储区域网络（SAN）。虽然它是开源免费软件，但其稳定性和安全性相当高，如果企业不考虑专业级存储的话，将Openfiler用于生产环境是完全可以的。

5.2 配置Iscsi外部存储 配置Iscsi外部存储，就是将ESXI主机与存储服务器连接的过程。通过Vmware vsphere Client登录到ESX主机完成整个配置过程。如图2所示，查看EXSI主机的存储，此时可以看到新增加了ISCSI-TEST存储。

6 小结

在vSphere虚拟化环境中，存储是相当重要的环节，生产环境中必须规划好存储才能保证高级性能可以使用，在生产环境中部署外部存储时，应注意以下问题：第一，外部存储的类型。如果企业成本允许，推荐使用专业级存储设备；否则推荐使用Iscsi或NFS存储。第二，存储硬件卡的使用，本文存储虚拟化系统的实现中，使用的是Iscsi软件适配器，使用软件适配器会增加CPU的负载，推荐使用硬件级Iscsi HBA卡连接Iscsi存储服务器。

参考文献：

[1]谭生龙.存储虚拟化技术的研究[J].微计算机应用，2010（1）：33-38.

[2]韩德志.云环境下的虚拟化技术探析[J].华中科技大学学报（自然科学版），2012：262 -265.

[3]武佳宁.基于Vmware vSphere的数据中心服务器虚拟化解决方案[J].微型电脑应用，2016（9）：32-34.