| 出版日期：2003-05-19 总期号：561 本年期号：17 |
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让“虚拟”露出真实的面孔
乔梁 用户提问：我是浙江移动通信有限责任公司业务支撑中心副经理陈晓希。近年来，存储管理越来越受到关注。“存储虚拟化”是目前炒得很热的一个概念，我们对此很感兴趣，希望了解存储虚拟能给用户解决什么问题，如何实现存储虚拟化等问题。 用户需求 作为中国移动的第二大省分公司，浙江移动的用户总数和网络规模均居全国前列。近两年，随着大集中的开始，数据量发生了极大的改变，存储系统也不断升级。然而，对于技术部门的人员来说，目前的存储系统就像一个“黑匣子”，很多存储管理都需要厂商的帮助来完成。据说“存储虚拟化”可以带来存储管理的简便、智能，并提高存储设备的利用率。那么，如果采用这一技术，对于浙江移动的较为复杂、异构的环境，该如何实现呢？ 专家观点 SAN与存储虚拟化 存储虚拟化的由来是与SAN分不开的。SAN即存储区域网，是将多种不同种类的存储设备通过存储高速专用网络连接起来，并实现有效存储管理的存储系统。由于SAN可以构成庞大的存储系统，实现大规模的存储应用，加上SAN本身的易于扩张，SAN中的存储管理十分复杂。系统管理员至少要解决存储设备、网络设备和存储空间的管理问题。而用户只希望使用存储空间而不必去管理形式各异的存储设备，这样，存储虚拟化的概念就出现了。系统管理员只看到一个巨大的“存储池”，而不必关心这个“池”具体是由什么存储设备构成，这就是存储虚拟化。SAN的复杂管理要通过存储虚拟化管理软、硬件加以实现，而存储虚拟化只有在SAN架构上才能充分发挥作用。可以说，存储虚拟化和SAN之间密切相关。 “虚拟”了什么？ 许多用户面对各个厂商推出的虚拟技术，感到难以捉摸。到底什么被虚拟了？是如何实施的？ 要回答这些问题，就要从存储系统的组成来看。通常虚拟存储系统由三部分组成：（1）运行于主机的存储管理软件；（2）互连网络；（3）网络存储设备。与此对应，存储系统可以在这三个层次上分别实现存储虚拟化：基于主机、基于网络、基于存储设备。各个层次的虚拟技术各有特点，下面来具体谈一谈。 1. 基于主机的存储虚拟化 基于主机的存储虚拟化完全依赖存储管理软件，无需附加任何硬件。这种方式的存储管理软件在系统和应用级上，实现多服务器间的共享存储和存储资源管理。 2. 基于网络的存储虚拟化 网络虚拟层包括运行管理软件的存储服务器和网络互连设备。基于网络的虚拟化是在网络设备之间实现存储虚拟化功能，它将类似于卷管理的功能扩展到整个存储网络，负责管理主机视图、共享存储资源、数据复制、数据迁移以及远程备份等，并对数据路径进行管理，避免性能瓶颈。基于网络的虚拟存储可采用对称的或非对称的虚拟存储架构。 (1) 非对称结构 虚拟存储控制器处于系统数据通路之外，不直接参与数据的传输，服务器可以直接经过标准的交换机对存储设备进行访问。虚拟存储控制器对所有存储设备进行配置，并将配置信息提交给所有服务器。服务器在访问存储设备时，不再经过虚拟存储控制器，而是直接使存储设备并发工作，同样达到了增大传输带宽的目的。 (2) 对称结构 虚拟存储控制设备直接位于服务器和存储设备之间，利用运行其上的存储管理软件来管理和配置所有存储设备，组成一个大型的存储池，其中的若干存储设备以一个逻辑分区的形式，被系统中所有服务器访问。虚拟存储控制设备有多个数据通路与存储设备连接，多个存储设备并发工作，所以系统总的存储设备访问速率可以达到较高水平。 非对称结构的性能和可扩展性比较好，但安全性不高。而对称结构的开放和互操作性则较差。 3.基于存储设备的存储虚拟化 基于存储设备的虚拟方法目前最常用的是虚拟磁盘。虚拟磁盘是指把多个物理磁盘按照一定方式组织起来形成一个标准的虚拟逻辑设备。虚拟磁盘主要由以下几部分组成：（1）功能设备：是主机所看到的虚拟逻辑单元，可以当作一个标准的磁盘设备使用。（2）管理器：它通过一系列“逻辑磁道与物理磁道”指针转换表，完成逻辑磁盘卷到物理磁盘卷的间接地址映射。（3）物理磁盘：用于存储的物理设备。 虚拟磁盘提供了远大于磁盘实际物理容量的虚拟空间。不管功能磁盘分配了多少空间，如果没有数据写到虚拟磁盘上，就不会占用任何物理磁盘空间。 “虚拟”能带来什么？ 存储虚拟化可以提高存储效率、降低存储投资的费用以及简化存储管理的复杂性。具体表现在：（1）简化管理。用户可以不再关心存储介质，从而降低管理成本，提高管理效率。（2）提高存储资源利用率。通过采用多级存储层次管理，根据资源利用情况，自动地、连续地优化数据存放位置，使存储综合成本最低。（3）方便信息资源的共享。不用分配物理容量就能授权共享资源的使用，多个服务器可以在网络上高效地共享SAN中的信息资源。（4）支持在线扩容。不中断应用就能扩展存储容量。（5）支持在线备份和恢复。不中断应用就能进行应用的备份和恢复。 由于虚拟存储管理软件和存储设备、网络设备可能来自不同的厂商，对用户来说，在选择方案时，应注意以下几点：（1）设备兼容性。能兼容不同厂商的存储设备和网络设备，能自动识别设备和介质。（2）应用软件兼容性。与主要数据库、行业应用软件、管理软件的兼容性。（3）实施系统集成的简便性。能集成现有资源，方便地实现现有软硬件地集成和升级。（4）标准化问题。存储虚拟化和SAN都将有标准出台，在将来选择虚拟存储方案时，标准化将是考虑的重要因素。（■ 国防科学技术大学计算机学院 方粮 博士、副研究员） 厂家回应 虚拟存储，智能管理 伴随着电子商务、多媒体和数据挖掘的发展，企业对存储容量的要求越来越大，但管理的成本却不断上升。因为随着容量及设备的增加，企业面临着如何实现对异构存储环境的整合等各种管理问题。因而如何降低整个存储的TCO已经成为企业必须解决的问题。存储虚拟化就是解决问题的最好答案。叶郁辉先生认为，存储虚拟化技术可以把用户从上面所提到的繁杂的管理中解脱出来，专心去做业务。存储虚拟化也是IBM今年的一块重要内容。2003年，IBM将增加两个虚拟存储新成员——Virtualization Engine（虚拟引擎）和Storage Tank（SAN上的统一文件系统），两种产品都是基于网络的虚拟产品。叶郁辉先生认为，基于主机和基于存储设备的虚拟化均是在主机和存储的“BOX”内部实现的。而基于网络的虚拟化才真正实现了不同主机和存储之间的互连和共享。从发展趋势来看，基于网络的虚拟化是发展的潮流。对于浙江移动这样的用户，采用基于网络的虚拟化是最好的方式。具体来说，叶先生认为，应根据浙江移动的数据库和应用方面的特点，以及它的存储容量、数据访问要求等来考虑，选择采用基于虚拟引擎还是Storage Tank的解决方案来实现最优化的虚拟存储。 近几年，国内对这方面的需求潜力是很大的。IBM很看好今年的存储虚拟化市场。以前不少用户认为相关的方案还不够成熟，尤其是对方案的整合与服务支持方面感到担心。现在，IBM将结合自己在服务器、软件、管理以及咨询服务等方面的优势，推出一系列全套的解决方案来满足用户的需求。（■ IBM存储系统事业部 中国区首席技术顾问 叶郁辉） 提供全方位的“虚拟” 随着信息化应用的深入，企业IT架构往往由多厂商、多操作系统的不同设备所构成。这些当初出于不同考虑、不同需求而采购并集成到一起的“异构”平台，其兼容性操作日益成为一个棘手的问题。不同存储设备当中的存储资源不能共享，造成了资源的极大浪费。 所有这些需求在虚拟存储的技术和产品成熟之后都变得异常简单。惠普认为，虚拟化是一种实现对逻辑环境进行简单管理的有效手段。通过虚拟化，应用将摆脱底层物理环境的复杂性，用户不用再花费精力和时间去关心存储环境中底层物理环境的复杂性。具体来说，虚拟存储是一种智能化的系统，它允许客户以透明有效的方式在磁盘和磁带上存储数据，使得客户的存储系统容纳更多的数据，也使得更多的用户可以共享同一个系统。 存储虚拟化可分为基于主机、基于网络、基于阵列三种方式。而HP公司可以提供基于主机、阵列和网络的全面的存储虚拟化方案，使用户能够自由地使用多个厂商提供的存储资源，通过统一方式管理复杂的存储环境。 基于主机，即在主机上增加软件。这样，通过主机看到就是一个“存储池”。HP公司的Openview软件包中的Virtual Replicater软件就是基于主机的产品。而基于阵列，HP有EVA和VA系列产品。基于网络，HP有CASA产品来满足用户要求。 当然，HP提供的基于主机、阵列和网络这三种方式并不是对立的，这三种方式的方案既可以单独使用，也可以组合起来。用户可以根据自己的需要，愿意在哪个层面上实现虚拟，就可以选择哪一种方案。 对于浙江移动来说，针对其复杂的异构环境，HP建议最好采用基于网络的方式，比如采用HP的CASA产品，这样不但可以简化存储管理，还可以得到最好的TCO。（■ 中国惠普网络存储产品部技术中心经理朱圣瑜） 软硬结合是方向 目前，数据的高速增长是用户较为头疼的一件事情。不少用户并不希望在存储方面投资太多。而存储虚拟化通过跨越各种操作系统和存储设备，简化存储管理，提高现有存储设备的利用率，实现人工程序的自动化，以更有效的方式管理存储数据，减少停机时间。这无疑将会受到用户的青睐。 存储的硬件虚拟技术是存储系统的基础，对简化大规模存储系统的管理起到最基础的作用。但是，虚拟化技术的关键并不在于硬件本身。不管在哪种应用场合，硬件产品的运行必须依赖软件系统。所以，衡量虚拟化技术的水平、比较虚拟化产品和解决方案都离不开对具有虚拟功能的存储管理软件。存储虚拟化是VERITAS软件战略中的关键部分。对VERITAS而言，存储虚拟化意味着“通过使用物理资源的逻辑表示法来大大简化复杂、异构存储配置”。 VERITAS公司可提供专用于主机服务器、存储网络设备的虚拟化套装软件产品，它包括基于主机的磁盘空间管理器，VERITAS ServPoint SAN、VERITAS ServPoint NAS以及VERITAS SANPoint Control等普通服务器转化管理设备，可自动检测并存储网络和设备信息，并提供一个单独的控制台以便观察和管理存储环境的一整套存储管理解决方案。并且，VERITAS公司认为，相对于另两种方式，基于网络的存储虚拟化将更占优势。像浙江移动这样的用户，也更适合采用基于网络的方式。其实，在国内，有不少用户已经采用了VERITAS公司的存储虚拟化方案，如中国联通、新华网等公司。 随着存储事业的逐渐发展壮大，其发展开始“交错融合”，存储虚拟化也不例外，未来的发展方向必将是硬件与软件的完美结合。（■ VERITAS公司中国区技术总监李道莲） |
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