網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化
存儲(chǔ)虛擬化又成為了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題,但同網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)領(lǐng)域所存在的許多其他問題一樣,眾說紛紜,沒有較為統(tǒng)一的看法,其中也不乏概念上的混淆。從另一個(gè)側(cè)面來看,也表明了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)尚處在快速發(fā)展時(shí)期,有很多問題還值得人們?cè)趯?shí)踐中進(jìn)一步去探討。本文所提及的存儲(chǔ)虛擬化,僅涉及與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)相關(guān)的范疇。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/154553.htm“存儲(chǔ)虛擬化”并不是近期才提出的一個(gè)新概念,它是伴隨著大型計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展而出現(xiàn)的一個(gè)較為經(jīng)典的概念,但隨著網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的興起,在新的領(lǐng)域中,存儲(chǔ)虛擬化又被賦予了全新的解讀,不過從存儲(chǔ)的核心功能來看,其本質(zhì)是具有延續(xù)性的。
存儲(chǔ)虛擬化的概念
從廣義的角度看,存儲(chǔ)具有兩大特性: 其一,它是具有存取數(shù)據(jù)功能的載體; 其二,它具有可管理性。
存儲(chǔ)虛擬化是物理存儲(chǔ)的邏輯表示方法,是在服務(wù)器與存儲(chǔ)之間設(shè)置的一個(gè)抽象層,服務(wù)器被綁定到邏輯抽象層上。于是,無論何時(shí)如果需要都可以改變所連接的物理存儲(chǔ),典型的如陣列的替換、層次化存儲(chǔ)等,而不會(huì)影響應(yīng)用對(duì)這個(gè)存儲(chǔ)的訪問。存儲(chǔ)虛擬化也正是緊緊圍繞著這兩個(gè)主要方面展開的。
從狹義的角度看,存儲(chǔ)是具有兩個(gè)訪問通道的實(shí)體,數(shù)據(jù)通道和管理通道就是對(duì)此的簡(jiǎn)單描述。二者在物理上可以是聚合的,也可以是分離的,而存儲(chǔ)虛擬化就相應(yīng)地發(fā)生在這兩個(gè)通道上。
在理論上可以認(rèn)為,相對(duì)于原存儲(chǔ)實(shí)體,新的存儲(chǔ)實(shí)體在數(shù)據(jù)和管理通道上所進(jìn)行的任何非恒等的轉(zhuǎn)換,都是一種存儲(chǔ)虛擬化方法。概括地講,所謂存儲(chǔ)虛擬化可以簡(jiǎn)單地描述為: 新存儲(chǔ)實(shí)體對(duì)原存儲(chǔ)實(shí)體的存儲(chǔ)資源(如存儲(chǔ)的讀寫方式、連接方式、存儲(chǔ)的規(guī)格或結(jié)構(gòu)等)和存儲(chǔ)管理(如統(tǒng)一、分散管理)進(jìn)行變化和轉(zhuǎn)換的過程稱為存儲(chǔ)虛擬化。
存儲(chǔ)虛擬化的技術(shù)分類
一般認(rèn)為存儲(chǔ)虛擬化是有所特指的,大致可以從以下兩大類來劃分:
存儲(chǔ)資源的虛擬化
● 存儲(chǔ)的規(guī)格或結(jié)構(gòu)
從早期的磁盤分區(qū)到現(xiàn)在具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的磁盤陣列,對(duì)存儲(chǔ)規(guī)格或結(jié)構(gòu)的虛擬化始終作為一種最基本的虛擬化形式而不斷發(fā)展,這是存儲(chǔ)虛擬化的一個(gè)最為基本的特性之一——可分性。
屬于這一類的存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)物有: RAID、虛擬網(wǎng)絡(luò)磁盤等,在可以預(yù)見的未來,這類存儲(chǔ)虛擬化方式將伴隨著人們對(duì)塊存儲(chǔ)的需求,以及對(duì)存儲(chǔ)安全性與性能的不懈追求仍將長(zhǎng)期存在,并且適度發(fā)展。
在結(jié)構(gòu)虛擬化方面,設(shè)備冗余和資源空洞是兩個(gè)完全不同的類型,設(shè)備冗余可以實(shí)現(xiàn)同步、異步鏡像等,而資源空洞主要采用寫時(shí)分配的技術(shù),在提高資源利用率方面表現(xiàn)更為突出,它能夠使得呈現(xiàn)給主機(jī)的邏輯卷遠(yuǎn)大于實(shí)際的物理存儲(chǔ); 而快照技術(shù)更是實(shí)現(xiàn)了源和快照依賴于相同的存儲(chǔ)資源,形成一種典型的一個(gè)虛擬多個(gè)的方式。
● 讀寫方式
到目前為止,存儲(chǔ)的讀寫方式可以歸納為四種主要形式: 塊讀寫方式、文件讀寫方式、對(duì)象讀寫方式和鍵值搜索讀寫方式,四種形式依次遞進(jìn)(如圖示意),對(duì)存儲(chǔ)的抽象層次不斷提高,使得應(yīng)用(程序等)對(duì)存儲(chǔ)的依賴程度逐漸降低,存儲(chǔ)的智能性不斷提升,進(jìn)而也就不同程度地實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)與應(yīng)用的分離。在本質(zhì)上,也就逐步實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,處于不活躍地位的存儲(chǔ)與處于活躍地位的計(jì)算之間的分離,而歸根結(jié)底,其源動(dòng)力來自于人們對(duì)數(shù)據(jù)共享效率不斷提高的需求。
可以看出,存儲(chǔ)讀寫方式的演進(jìn),在客觀上也對(duì)存儲(chǔ)規(guī)格和結(jié)構(gòu)的發(fā)展提出了要求,但存儲(chǔ)讀寫方式的演進(jìn)并不依存于存儲(chǔ)規(guī)格和結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),塊讀寫方式和文件讀寫方式都將繼續(xù)占據(jù)主流的地位,而其他兩種方式由于受到應(yīng)用模式和存儲(chǔ)發(fā)展等某些關(guān)鍵技術(shù)的制約,仍將處于產(chǎn)品的緩慢發(fā)展和研究的相對(duì)快速發(fā)展的矛盾過程中。可以預(yù)見,隨著對(duì)象文件系統(tǒng)、對(duì)象操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)網(wǎng)格以及搜索引擎和數(shù)據(jù)安全等技術(shù)的不斷發(fā)展,基于對(duì)象讀寫方式和鍵值搜索讀寫方式的存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)系統(tǒng)、存儲(chǔ)服務(wù)將成長(zhǎng)為主流方式。
● 連接方式
網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的連接方式主要有Fibre Channel(FC)、InfiniBand(IB)、IP三種。三種方式各具特色,但總的來說,F(xiàn)C設(shè)備在高端存儲(chǔ)系統(tǒng)采用較多; IB設(shè)備的高帶寬和高吞吐率在高性能計(jì)算領(lǐng)域有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì),但經(jīng)歷了Intel、微軟放棄支持和戴爾、IBM與Sun宣布支持的一落一起之后,IB的發(fā)展還不明朗; 在性能和標(biāo)準(zhǔn)的制約下,IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)長(zhǎng)時(shí)間在中低端市場(chǎng)徘徊,但由于無處不在的IP網(wǎng)絡(luò)和其極具誘惑力的價(jià)格,近乎無限的延伸擴(kuò)展能力,以及傳輸標(biāo)準(zhǔn)和正在快速提升的硬件性能,可以預(yù)見IP存儲(chǔ)的市場(chǎng)將會(huì)作為企業(yè)存儲(chǔ)解決方案的主要選擇之一。
不同的存儲(chǔ)連接方式,也對(duì)應(yīng)著不同的存儲(chǔ)特性,存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)可以以融合多種連接方式(包括上述三種方式)的優(yōu)勢(shì),更好地滿足應(yīng)用的需求。
存儲(chǔ)管理的虛擬化
● 集中管理
網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)發(fā)展到今天,出現(xiàn)了很強(qiáng)的旨在體現(xiàn)集中管理的聚合趨勢(shì),大型存儲(chǔ)系統(tǒng)和超大型的存儲(chǔ)系統(tǒng)不斷出現(xiàn),高性能、高可用、高數(shù)據(jù)安全性和大容量成為其主要的發(fā)展目標(biāo)。但伴隨而來的是存儲(chǔ)管理的復(fù)雜性也一升再升,不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)之間無法實(shí)現(xiàn)有效地級(jí)聯(lián)(管理方面),甚至這一現(xiàn)象也出現(xiàn)在同一廠商的系列產(chǎn)品中,進(jìn)而也使得存儲(chǔ)資源無法實(shí)現(xiàn)有效地管理和使用,復(fù)雜的管理和相應(yīng)的高管理成本都阻礙了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的發(fā)展。
面對(duì)這一現(xiàn)實(shí)問題,統(tǒng)一存儲(chǔ)管理標(biāo)準(zhǔn)問題愈顯突出,這也是制約存儲(chǔ)虛擬化、乃至于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵癥結(jié)所在。
● 分散管理
在使用存儲(chǔ)的某些特定場(chǎng)合,所虛擬出的資源應(yīng)具有一定的獨(dú)立管理特性。
● 性能的動(dòng)態(tài)調(diào)整
在共享網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況下,虛擬出的多個(gè)設(shè)備其間的性能可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)或可動(dòng)態(tài)配置。
存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類
在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)領(lǐng)域,實(shí)行存儲(chǔ)虛擬化的手段大致可以從兩方面考慮: 一方面,按虛擬化模塊在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中的位置劃分為三類: 基于主機(jī)、基于網(wǎng)絡(luò)和基于存儲(chǔ)設(shè)備節(jié)點(diǎn),基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化是發(fā)展的潮流,這一點(diǎn),IBM與EMC的觀點(diǎn)是相同的; 另一方面,按虛擬化管理模塊相對(duì)于數(shù)據(jù)通道的位置,劃分為帶內(nèi)(In-Band)和帶外(out-of-band)管理。
評(píng)論