存储虚拟化的实现技术

文/姚远

1 虚拟化技术和存储虚拟化的意义

近年来，计算机网络技术发展突飞猛进，云计算、虚拟化更是成为了这两年的行业热点。而何为虚拟化技术？立足于广义角度来谈，其实是通过影射或者出现方法来屏蔽物理设备的复杂性，然后再在此基础上增加一个管理层面，然后再对一种资源进行激活，使得其更加容易控制，也更加透明。利用这种技术能够使得基础设施实现有效的简化，更好的进行设备简化管理，并提高IT资源(如服务器、网络或存储)的利用率和容量。

简单来说，存储虚拟化就是抽象化存储硬件资源。对一个或多个目标，或者对一些功能或者附加的功能进行功能集成，使其能够对其进行统一，从而为整体提供有用的功能服务。虚拟化最典型的包括添加或者集成新功能，对系统复杂性予以掩盖，对现有服务功能进行模拟、集成或者分解。对一个或者多个用于提供服务和资源存储的实体进行虚拟化操作。

2 虚拟化存储的分类及各类型的优缺点

对于虚拟化存储的分类，目前为止业内还没有一个统一的标准化分类，但是大体上有以下两种分类方法。

按其实现技术的载体可分为：基于主机的存储虚拟化，它依赖于代理或管理软件，属于软件级别；基于存储设备的虚拟化，依赖于提供相关功能的存储模块，属于硬件级别；基于网络的虚拟化，依赖于现行的网络结构及传输介质，显然属于网络级。

立足于主机存储虚拟化这一点，且依赖各种管理代理软件，可以安装在一个或者多个主机上，以便有效促进管理虚拟化和控制虚拟化的实现。控制软件会在主机上运行，所以这也会占用主机处理的时间。

基于网络的存储虚拟化依赖于网络结构、传输介质等。随着网络结构的不断优化，城市基建设施的不断完善和更新换代，基于该方式的依赖因素逐步在减小。所以这也能够有效的推动网络存储虚拟化，也能够预见未来网络存储虚拟化的必然发展。

按虚拟化实现的方法，可将其分为：交换架构虚拟化、磁盘阵列虚拟化和整合到应用设备内的虚拟。

3 企业如何面对存储虚拟化

3.1 规划好企业的存储虚拟化策略

一般存储系统都是比较难以管理、比较分散的，而在进行虚拟化存储以后，要将多个存储系统在一个网络环境中集成也比较方便，管理人员也能够以统一的方式来进行管理。

3.2 了解数据生命周期

要进行统一管理，通过存储虚拟化，管理人员能够对不同系统的相关卷通过逻辑卷方式实现有效存储虚拟化管理。如果是要讲一个系统的存储层的数据迁移到另外一个就更加简单了。

3.3 规划好存储层次以及服务级别

要实现存储虚拟化，必须立足在数据访问、数据可用性、数据保护、响应时间等基础上，必须规划好存储层次及服务级别。

3.4 考虑安全性和兼容性

在同一个虚拟池上迁移简单数据是目前同一个虚拟池存储设备所允许的存储虚拟化，复制异构磁盘字系统也是能够允许和支持的，企业第二份拷贝的关键数据和第一份的安全级别必须是相同的。

像金融服务这种特定行业，其存储虚拟化的使用会受存储虚拟化环境安全性影响。所以存储虚拟化的安全性是高安全需求行业的一个重要考虑因素。

4 存储虚拟化的实现技术

存储虚拟化目前主要用来实现四个基本的目标：一是屏蔽已有的系统环境及其复杂度、二是满足原有的不同的存储的各种访问需求、三是整合原各独立存储的存储资源、四是增加和提升系统设备可靠性和可用性的各项功能。

因此次技术的实现对于存储硬件资源来说是必不可少的一部分。

（1）将虚拟存储软件在服务器上运行，也就是实现基于服务器的虚拟化。这一种要实现虽然比较容易，但是因其运行虚拟软件，服务器的处理能力会被较多的占用，这样会对整体的企业IT系统性能产生影响，而且也可能因此出现服务器故障，最终系统一整个会有宕机情况出现。

（2）“带外”虚拟引擎，这是一种不对称的虚拟，是一种在数据通路外服务器上实现的虚拟功能，也就是存储和控制的数据在不同数据路径中被安排进行传输。这一种能够使得存储网络的通信量减少许多，系统性能也能够得到有效提高，但是不好的就是容易遭受攻击，而且使用一般需要安装专门软件。

（3）“带内”虚拟引擎，这一种与“带外”相对，其虚拟存储实现是要在存储数据路径和应用服务器中实现，实际数据传输要将控制数据和需要存储的数据放在同一个路径来实现。这一种训存储的协同工作能力将强，要控制比较容易，可以通过集中管理接口来实现。且因为其安全性较高，所以不易被遭受攻击。但是这一种要传输数据需要消耗很多的数据网络，所以性能瓶颈也是实现这一种虚拟存储的局限。

（4）基于存储器和存储交换机的虚拟存储。相对来说，直接实现存储设备的虚拟化是比较容易的，因为这种情况下，管理员是透明的，用户也是透明的，这能够极大的便利管理员和用户。但是也有一个问题存在，就是这类设备没有统一的标准，所以对于不同制造商的存储产品很难将其无缝地集成到一个存储系统中。

5 存储虚拟化的未来发展趋势

虚拟化技术的出现，企业资产利用率在很大程度上得以提升，也能够有效加强企业的生产力，运营环境管理更加有效，且对用户来说，不同的虚拟化技术也能够给其工作和生活带来各种方便。

服务器虚拟化和存储虚拟化存储的边界就像不同类别虚拟存储的边界逐渐变得模糊一样也在变得越来越模糊。除了微软通过WindowsStorageServer2003所做的努力之外，NetApp还在DataONTAP操作系统的V系列(以前是Filer系列)数组中添加了虚拟化功能。

在未来，虚拟化系统将会成为一个高度分布式的企业级操作系统。虚拟化也有可能发展成为分布式操作系统的一个组成部分，包括服务器、网络和存储设备，所有这些都在审查之中。关于虚拟化技术，虽然现在只是一个开头，但是可以预见的是，未来的虚拟化技术在服务器、网络和存储之间一定是相互渗透。虚拟化将是整合了前端虚拟化服务器和后端存储的网络级虚拟化。