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虚拟化存储技术为企业降低成本压力

Watchstor.com  佚名丨2009-10-23 14:29 标签:存储虚拟化 服务器虚拟化 

信息数据的日益增加,加剧了企业在成本上的压力。那么如如何才能降低这种压力,使海量数据存储变得简便化?虚拟化存储技术的提出,很好的解决了这一问题。信息系统规模越来越大,数据量飞速膨胀而且其重要性也日益突出。存储系统的快速普及也证明了此点,但现在的问题是存储相关的技术和概念层出不穷,用户的存储系统可能变得更为复杂,而且有了历史性积累的特征。很容易在一些信息系统应用时间较长的用户环境中发现不同年代、不同品牌和不同档次的存储设备,而我们重要的数据就分布在这些存储设备当中。

存储设备的根本目的是为了增强数据安全性,简化存储管理成本的,但繁杂的存储系统导致了管理成本的上升,甚至也会潜在的影响数据安全性和可用性。怎样简化存储的应用管理,使存储设备真正能提升我们的管理和业务效率,这是我们现在需要面对的问题。

解决问题的思路也比较清晰:首先我们应该通过技术手段将这些物理上分散的数据集中管理起来,也就是要做到逻辑上的集中管理,这就牵扯到跨设备管理、海量存储空间的管理能细节,我们暂且称此目标为数据集中管理,其实换个时下较为流行的词可能更好理解:虚拟化存储技术,简单的说就是我们需要一个大的存储池;另外还要加速数据的查询获取。只有实现这两种需求,数据才能最大化的发挥应有的价值。

在单一存储系统的环境中实现数据集中管理不是难题,因为现在各厂商存储系统的管理都已经很成熟,存储设备的管理软件可以很方便的管理设备内部的存储空间,无论是硬盘的RAID管理、迁移、漫游或是存储空间的在线扩展等,都可以很方便的实现,而RAID技术本身也是一种初级的虚拟化存储技术,它把多个硬盘组成大的存储空间以方便我们的使用和管理,并能提供数据安全保护机制;所以说在单一存储系统中存储的集中管理不是棘手问题。

但是对于前面提到的复杂多存储设备的环境,我们需要认真解决数据集中管理的问题。首先我们要确定管理点,这是个重要的战略选择。分析现有的成熟服务器/存储架构,我们可以将其分为三层:服务器层、交换层和存储层,如下图所示:

虚拟化存储技术之服务器端虚拟化

在服务器层可以很方便的实现存储的集中管理,因为每台服务器都可以连通到所有的存储设备,如果进行了访问授权则每台服务器都可以使用所有的存储空间,现在只需要在服务器上管理好这些空间就可以。

最简单的方案是使用服务器操作系统的功能,比如利用WINDOWS系统的动态卷功能,可以将多台存储设备上的空间虚拟映射成一个空间,这样就轻松的实现了多存储设备的虚拟化。当然这种方式比价简单,对服务器的性能也有较大影响。

如果有较高要求,则可以使用第三方厂商的软件,比较著名有Symantec的Volume Manager,不但可以整合管理分布的存储空间实现存储虚拟化,而且还可以很容易的突破操作系统的很多限制,比如管理大于2TB分区的问题,因为这种软件都会增强文件系统的功能,甚至很多软件会直接把操作系统的文件系统替代,从而可以更方便更强大的实现虚拟化存储技术,实现存储的集中管理。

但在服务器层实现全局的虚拟化存储技术有一个问题,单台服务器可以很容易的管理所有的存储空间,但在多台服务器之间如何分享存储池则变得复杂,因为单服务器的管理很难分享给其他服务器使用。

解决方案是利用一些有并行文件系统性质的软件来实现,在这种架构里其实是有一台仲裁管理服务器的,它负责管理所有的存储空间,包括形成存储池,然后有它来负责和所有的应用服务器协调,当应用服务器需要存储空间时只需要与仲裁服务器通讯并获得许可即可,无需直接管理存储设备,这样多服务器才能协调的使用虚拟存储空间。

这种软件产品已经有很多公司在做,例如ADIC的SNFS文件系统。从技术上来说这种方案最为稳妥,也具有发展潜力,但现在的问题是由于市场还没有快速膨胀,导致这种软件的成本居高不下,只有那些大数据量有关键业务的机构才有能力采购,例如电视台、银行等用户,距离被市场普遍接受的程度还有较长的路要走。

虚拟化存储技术之交换层虚拟化

那么在交换层是否同样可以实现存储虚拟化呢?回答是肯定的。交换层是服务器和存储的连通桥梁,可以与所有的服务器和存储都发生联系,这样交换层上只要加入管理功能就可实现对所有存储设备的管理,存储虚拟化可完美实现,而且交换层可直接面对服务器层,所以就不存在服务器之间的协调问题,只要交换层对各服务器做好授权即可。

在这种方式下,服务器层不需要直接管理存储层的设备,交换层负责实现存储池并分配给服务器使用,架构十分简洁,管理起来也更方便。最简单的方式是在存储交换机上增添数据管理功能,通过交换机连接和管理所有的存储设备并虚拟成大的存储池,服务器需要的存储空间由交换机划分和授权,管理员的注意力集中在交换机上就可以实现大部分的存储管理功能。

目前已经有厂商在致力于这种产品了,例如以色列SANRAD公司的iSCSI交换机产品,不但可以实现虚拟化存储技术甚至可以同时管理光纤存储设备和SCSI存储设备,这样很多有SCSI设备用户所头疼的问题可以得到妥善解决了。这种交换机产品很有发展前景,但目前也有一些问题需要解决,例如如何更好的平衡管理和性能,快速降低成本等。我们也看到国内象华为这样交换机厂商正在进入存储市场,是否能在这些产品方面有所突破我们也拭目以待。

虚拟化存储技术之存储层虚拟化

下面要谈到存储层了,虚拟化存储技术就是整合各种存储物理设备为一整体,提供永久保存数据并提供能被用户调用的功能,即在公共控制平台下存储设备的一个集合体。

虚拟存储有几个固有的优势:首先,在存储管理的自动化与智能化方面,虚拟存储环境下,所有的存储资源在逻辑上被虚拟成为一个存储池,用户不必管理后台复杂异构的存储网络环境,管理街面上都是单一统一的存储空间。因此,所有的存储管理操作,如系统升级、改变RAID级别、初始化逻辑卷、建立和分配虚拟磁盘、存储空间扩容等比从前的任何存储技术都更容易。与现有的SAN相比,存储管理的复杂性被大大降低。

同时,虚拟化对于提高存储效率也有很显著的作用:虚拟存储技术把系统中各个分散的存储空间整合起来,形成一个连续编址的逻辑存储空间,突破了单个物理磁盘的容量限制,企业几乎可以100%地使用磁盘容量,而且由于存储池扩展时能自动重新分配数据和利用高效的快照技术降低容量需求,从而极大地提高了存储资源的利用率。

但不可回避的是,在这一层有个明显的问题,各厂商的产品都可以很好的做好本产品内部的虚拟化工作,就像HP一直在强调的虚拟化存储技术一样,但因为管理软件是内嵌在存储设备内部的,所以只能管理一台存储设备内部的存储空间,多台存储设备之间如何实现虚拟化?如何跨越不同厂商的产品实现虚拟化?目前看来还很难解决。

通过虚拟化存储技术来实现简约存储,目前较为普遍的仍然是服务器层和交换层来实现。在服务器层一般需要增加软件产品,在交换层实现则需要专业的存储交换机硬件。从成熟度来看,目前选择服务器层的解决方案较好,从简约度来看交换层的产品可能会有较大的发展潜力。而从发展前景上看,基于存储设备的虚拟化管理之道有着深远的发展空间。

虚拟化存储技术可以有效地简化存储管理过程,但并不是唯一的一条途径。除了存储空间和设备管理,数据管理也是存储管理非常重要的一部分。这可能与提升我们业务的效率更为相关。要解决这一部分的问题需要的技术含量会更高,因为要同时面对管理、应用、调优等多个方面,无疑对我们的简单化存储管理提出更高的要求。此外除了使用虚拟化、数据寻址管理等多种技术手段来实现存储管理简单化,企业在构建存储系统的时候,就需要综合考虑数据增长和企业发展等多方面因素,以避免存储系统过于复杂。

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