存储虚拟化 系统自动化

虚拟化及其实现

企业IT应用水平的不断提高，使得企业信息系统中的数据飞速增长。为满足这种快速增长的存储需求，就需要寻求一种既可降低成本又能加强管理的存储技术。企业为了控制关键业务的大量数据，纷纷采用RAID、磁带备份和存储区域网络（SAN）等技术。随着企业所面临的访问和管理关键业务信息的挑战不断加大，找到更有效的解决方案已成为企业的必然需求。对存储管理而言，虚拟化是一种最令人振奋、最有益的解决方案。虚拟化技术能让企业快速响应不断变化的存储容量需求。

    虚拟化及其实现

    存储虚拟化一般定义为存储在数据块级的透明抽象化，简单地说，就是在访问数据的时候不需要考虑它们具体的存储位置和存储方式。在信息系统中，用户可以用各种存储设备（主要有硬盘和磁带等）构造一个容量巨大的存储池。对于处理数据的服务器来说，它所面对的只是一个个虚拟磁盘，可以任意使用。

    虚拟存储消除了服务器与存储设备之间在物理上一对一的关系，物理存储设备和数据在这些设备上的具体位置，对于服务器和应用是透明的。在网络环境下，存储虚拟化分为三个层次。

    1. 服务器层

    在服务器层，虚拟化可以通过驻留在服务器上的软件实现。通过这个软件，操作系统使服务器在访问虚拟磁盘时，好像是和某个类型的设备进行通信。基于服务器的虚拟化可以在同种SAN或者没有部署SAN的环境中采用，它提供有限的硬件或软件组件的互操作性。

    在基于服务器的虚拟存储方面，HP公司提供了SANworks Virtual Replicator。该产品在Windows环境中可提供存储池，易于实施和使用，成为小型入门级系统的一种有效的虚拟化解决方案。

    2. 存储网络层

    围绕虚拟化发展的最引人注目的领域就是存储网络层。它是一种适用于传统和开放式SAN环境以及存储系统的理想解决方案。HP公司正在SAN的所有层面开发VersaStor技术，其正在设计的泛SAN存储网络虚拟化，是业界SAN非对称存储池的首个实现。VersaStor虚拟化技术是这家公司开放SAN计划的基石，为存储网络层次存储虚拟化标准的建立奠定了基础。

    3. 存储系统层

    在存储系统层次里面，虚拟化在存储阵列控制器中实现，并且独立于服务器。存储阵列控制器和管理软件配合，具有创建虚拟磁盘、快照和克隆的功能。在存储虚拟化的过程中，使用SAN管理软件和Web浏览器集中管理存储资源。

    HP开发的独立的存储系统控制器中的虚拟化是超越传统RAID技术的一项革新。在存储系统层次实现虚拟化，特别适合高性能、高数据可用性、容错性、有效存储管理、数据复制以及集群环境。其代表就是新型的HP StorageWorks企业虚拟阵列（EVA）。随着VersaStor技术在存储系统层面的实现，用户可以通过企业虚拟阵列得到更多的好处。

步入自动档时代

StorageWorks企业虚拟阵列得到广泛应用，其代表为StorageWorks EVA3000和StorageWorks EVA5000，分别面向中档和企业级市场应用。在虚拟存储方面，该系列产品具有以下优势。

    1. 提高性能、简化管理

    在存储系统层次实现虚拟化可提高性能，这是虚拟化带来的最重要优势之一。虚拟化使数据可以分布在多个转轴（磁盘）上，从而显著提高性能。简化管理是存储系统层次虚拟化的另一个重要优势。不管采用什么类型的RAlD，虚拟化均可使用户为其存储设备创建一个管理模型，从而消除手工放置数据的任务。这样可降低存储部署的复杂性，通过使用SAN Management Appliance存储管理设备，管理员可以管理他们在SAN上的所有企业虚拟阵列。

    2. 动态扩展

    动态扩展虚拟磁盘阵列卷，而无需终止应用程序的能力，提高了系统级的效率。虚拟化技术让使用企业虚拟阵列的管理员可以监测一个卷或存储池的容量使用情况，并根据需要动态分配附加的容量，提高了系统设备的使用率和整合效率。虚拟化的这一特性消除了进退两难的容量问题，同时随着存储池的增大重新分布数据，可以更高效地利用存储资源。

    3. 数据复制节省空间

    在数据复制工具方面，虚拟阵列控制器提供三种类型的数据复制工具：传统快照、虚拟无容量的快照，以及虚拟瞬时实现的Snapclone（快照式克隆）。这些数据迁移和复制工具可提供巨大的灵活性和数据保护功能。传统的快照方案需要预留与母卷同样大小的物理存储空间，EVA的虚拟快照则只有在需要的时候才去分配存储空间，从而使企业免去购买大量闲置空间的费用。

    总体来看，对用户而言，传统的磁盘阵列就好比手动档汽车，虚拟EVA开创了一个自动/手动一体的全新存储时代。StorageWorks EVA虚拟存储阵列像是一个全天候四轮驱动的汽车，它将高档企业级存储的技术全面移植过来。而虚拟自动化性能调整和数据均摊，使用户全面享受到了自动化的乐趣。同时，由于简单的图形化管理器、动态扩容和性能扩展，使用户无须使用离合器、不用挂档就能反应敏捷，轻松胜任管理。

    可靠容灾

    通过光纤或互联网，EVA可以很快完成数据的远程传送并备份。EVA的动态扩展LUN，和真正的“高效容量”快照功能，瞬间的快照式克隆是区别于其他基于主机存储的厂商的最大特征，为用户处理容灾提供了有效的工具和保证。

    EVA通过光纤可以实现100km的异地容灾，而通过IP网络互联，则可以实现无限远的异地容灾。例如一台EVA设备，其中有3个硬盘提供给SAP关键应用，需要远程备份；在容灾过程中，SAP的3个硬盘实时复制到另一台EVA上（通过光纤或者IP网络），同时切换的过程也极为简单，只需要点一下鼠标就可以了，3个硬盘的应用也随之切换过来。整个过程非常轻松，完全超乎了异地容灾所承受的任务之重。

    借助虚拟存储技术，远程管理更是不在话下。北京与悉尼远隔将近1万公里，而位于北京的工程师通过以太网（公网与VPN），可以对悉尼的存储中心进行全面管理。在演示现场，有许多的存储设备，包括2台EVA企业虚拟阵列以及2台EVA磁盘阵列上的容灾解决方案。利用浏览器，工程师通过OpenView Storage Management Appliance（OVSMA）全面展示了存储中心的全部设备布局，包括不同的存储设备、网络、磁带库以及管理多厂商的存储设备。

未来的虚拟化

HP公司认为，存储虚拟化的发展规划在很大程度上要根据SAN的发展而定。而在SAN的发展趋势中，新一代的智能SAN交换机将增加新的功能，性能也得到很大提升，并且具有良好的可扩展性，这些又将对管理SAN的方式产生深远的影响。

    智能SAN交换机将直接关系到存储虚拟化的下一步走向。在相关设备上，将部署存储管理应用程序和VersaStor通信协议，它们将监测整个虚拟化存储环境，根据IT资源效率最大化的策略部署存储容量，以满足企业环境的需要。通过部署CASA和智能SAN交换机的VersaStor，将建立起一个分布式处理的模型，把企业内各种存储资源的可扩展性融入基于网络的虚拟化功能里面（见附图）。

    

    在存储方面，HP提出了ENSAextended战略，作为未来的发展方向。最终ENSAextended要创造一个自适应的存储基础架构。它将提高存储系统的利用率，使得企业的运作更加灵活。虚拟化存储、网络存储、数据服务和高度自动化的管理工具，构成了ENSAextended的基础。

    在HP的远景规划中，整个存储体系的虚拟化，则是未来公用数据中心（UDC）的重要组成部分。UDC将使得人们使用信息就像现在使用水和电一样方便。它将实现全部资源的虚拟化，还包括服务器的虚拟化和应用的虚拟化。

    结束语

    日益成熟的虚拟化技术正在创建越来越优化的存储环境，使得企业的IT部门可以高效地提供更多更好的服务。用户可以灵活地按需购买存储设备。自动备份、复制和其他服务将消除很多人工亲自干预的机会。这些人工干预往往属于“人力密集型”的任务，造成很高的管理成本。虚拟化技术既增加了存储系统的可靠性，又使得IT技术人员从繁重的管理操作中解脱出来，转为从事其他工作。因此，虚拟化存储将显著提高企业的技术投资回报，取得良好的效益。