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出版日期:2003-04-14 总期号:1206 本年期号:25

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基于网络的存储虚拟化是必然趋势



  存储的网络化是未来存储发展的必然趋势,不论是在NAS还是在SAN的网络环境中,其网络的基本组成可归结为三个层次:面向客户端的主机服务器系统,提供存储资源的存储设备,以及连接存储和服务器的核心交换设备,因此可以根据不同的层次、采用不同的手段来实现存储虚拟化。


  联想服务器事业部存储研发经理 耿成山

  随着企业存储设备的日益增多,企业将面临三个日趋突出的问题:首先,如何将企业中各种厂商、各种技术、各种架构的存储设备融合起来,对这些存储设备容量进行统一、动态的分配;其次,如何简化存储管理工作,提高效率,降低管理成本;第三,如何充分发挥各个存储设备的潜能,为企业提供更高的性能和可用性。


  基于存储设备的虚拟化


  通过存储设备实现存储的虚拟化包含两个方面:一方面是将一个物理存储设备虚拟成多个逻辑存储设备,主机在存取这些逻辑存储设备时和独自拥有一个独立的物理存储设备没有任何区别,这种方式实现起来并不困难,目前在绝大多数中高档存储设备中已经具备这些功能;另一方面是将多个物理存储设备虚拟成一个逻辑存储设备,多个物理存储设备之间可以实现镜像、RAID功能,目前绝大多数高档存储设备已经具备镜像功能。基于存储设备虚拟化的实现方法都是在RAID控制器的Firmware底层实现访问控制,并通过上层的管理软件完成虚拟规划的操作。


  基于核心交换设备的虚拟化


  基于核心交换设备的存储虚拟化有两种实现方式:一种方式是在交换设备中直接嵌入虚拟管理的软件,通过虚拟存储池,划分成虚拟访问单元,最后Mapping到不同的主机单元,这种方式实现比较容易;另一种方式是在交换设备的底层直接对连接存储设备的链路进行虚拟,从而形成一个虚拟链路,上层通过Zoning和Mapping分配到不同的服务器单元,这种方式可以最大限度地发挥存储的效能,但是实现难度很大。

  基于核心交换设备虚拟化的优点在于主机完全透明并具备极好的安全性,但是交换技术垄断在几个厂家中。


  基于主机端的虚拟化


  目前绝大多数专注于虚拟存储软件的公司都采用基于主机端实现虚拟存储,方法和手段多种多样,有基于主机的LUN掩码过滤器,使用元数据控制器的文件重定向,带内专门虚拟引擎,特定的存储域服务器,但是归结起来不外乎两种实现方式:带内存储虚拟化和带外存储虚拟化。

  所谓带内虚拟存储就是在将存储设备的虚拟功能和安全访问功能整合在一台专用的服务器中,并将这个专用服务器放置在服务器和存储设备之间,这个专用服务器作为连接前端主机服务器和后端存储设备的核心部件,完成存储虚拟和存储管理的功能,主机系统和存储设备之间的数据通路和存储虚拟的控制通路是相同的,并且都必须经过专用的虚拟存储服务器。通过这种方式可以整合多种技术的存储设备,由于其管理方式是集中式的,因此具有极高的安全性。其劣势在于当数据访问量异常大时,专用的存储服务器会成为瓶颈,专用存储服务器是整个网络的单点故障。

  所谓带外虚拟存储就是在存储区域网络或者主机系统的以太网络中设置一台专门用于存储控制的服务器作为元数据控制器,当主机系统需要对存储设备进行访问时,主机通过存储区域网络或以太网首先到元数据控制器获得数据的存储路径和寻址信息,然后根据这些数据,主机直接通过存储区域网络获取数据,这样可以极大地加快数据访问速度。通过这种方式,由于数据通路和控制通路不同,因此能够提供很好的访问性能,不需要对现存的网络架构进行改变。其劣势在于数据的安全性控制,因为当没有加入到虚拟控制环境中的服务器直接联入存储区域网络时,这个服务器有可能直接对存储进行访问或操作。

  基于以上三种方式的存储虚拟化有着各自的特色和优势,但是总体来讲存储虚拟化将向着开放、易用、安全的方向发展。未来,虚拟存储管理的功能将会嵌入到交换机中,因此,基于核心交换设备的虚拟化将是未来的发展方向。