虛擬化存儲技術(shù)的發(fā)展及未來趨勢

　　虛擬化是一種實(shí)現(xiàn)對邏輯環(huán)境進(jìn)行簡單管理的有效手段。通過虛擬化，用戶將擺脫底層物理環(huán)境的復(fù)雜性，充分利用基于異構(gòu)平臺的存儲空間，在開放的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對資源的有效規(guī)劃。虛擬化可以自動(dòng)配置存儲設(shè)備及其空間，使用戶能在一個(gè)域中使用在物理上分散存在的所有存儲資源，以便跨地區(qū)管理不可預(yù)測的事件，如業(yè)務(wù)不連續(xù)性、對容量需求的調(diào)整、員工的變化等。而無論這些存儲資源所處的存儲域的位置、大小、類型和制造商如何，都將被從單一邏輯視圖中進(jìn)行管理。

　　虛擬存儲技術(shù)的區(qū)分

　?。?）基于主機(jī)的虛擬存儲

　　基于主機(jī)的虛擬存儲依賴于代理或管理軟件，它們被安裝在一個(gè)或多個(gè)主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)存儲虛擬化的控制和管理。由于控制軟件運(yùn)行在主機(jī)上，這就會占用主機(jī)的處理時(shí)間。因此，這種方法的可擴(kuò)充性較差，實(shí)際運(yùn)行的性能不是很好?；谥鳈C(jī)的方法也有可能影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，因?yàn)橛锌赡軐?dǎo)致不經(jīng)意間越權(quán)訪問到受保護(hù)的數(shù)據(jù)。這種方法要求在主機(jī)上安裝適當(dāng)?shù)目刂栖浖?，因此一個(gè)主機(jī)的故障可能影響整個(gè)SAN系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的完整性。軟件控制的存儲虛擬化還可能由于不同存儲廠商軟硬件的差異而帶來不必要的互操作性開銷，所以這種方法的靈活性也比較差。

　　但是，因?yàn)椴恍枰魏胃郊佑布谥鳈C(jī)的虛擬化方法最容易實(shí)現(xiàn)，其設(shè)備成本最低。使用這種方法的供應(yīng)商趨向于成為存儲管理領(lǐng)域的軟件廠商，而且目前已經(jīng)有成熟的軟件產(chǎn)品。這些軟件可以提供給便于使用的圖形接口，方便地用于SAN的管理和虛擬化，在主機(jī)和小型SAN結(jié)構(gòu)中有著良好的負(fù)載平衡機(jī)制。從這個(gè)意義上看，基于主機(jī)的存儲虛擬化是一種性價(jià)比不錯(cuò)的方法。

　?。?）基于存儲設(shè)備的虛擬化

　　基于存儲設(shè)備的存儲虛擬化方法依賴于提供相關(guān)功能的存儲模塊。如果沒有第三方的虛擬軟件，基于存儲的虛擬化經(jīng)常只能提供一種不完全的存儲虛擬化解決方案。對于包含多廠商存儲設(shè)備的SAN存儲系統(tǒng)，這種方法的運(yùn)行效果并不是很好。依賴于存儲供應(yīng)商的功能模塊將會在系統(tǒng)中排斥JBODS（Just a Bunch of Disks，簡單的硬盤組）和簡單存儲設(shè)備的使用，因?yàn)檫@些設(shè)備并沒有提供存儲虛擬化的功能。當(dāng)然，利用這種方法意味著最終將鎖定某一家單獨(dú)的存儲供應(yīng)商。

　　基于存儲的虛擬化方法也有一些優(yōu)勢：在存儲系統(tǒng)中這種方法較容易實(shí)現(xiàn)，容易和某個(gè)特定存儲供應(yīng)商的設(shè)備相協(xié)調(diào)，所以更容易管理，同時(shí)它對用戶或管理人員都是透明的。但是，我們必須注意到，因?yàn)槿狈ψ銐虻能浖M(jìn)行支持，這就使得解決方案更難以客戶化和監(jiān)控。

　　（3）基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲

　　基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化方法是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)存儲虛擬化功能，具體有下面幾種方式：

　?、倩诨ヂ?lián)設(shè)備的虛擬化

　　基于互聯(lián)設(shè)備的方法如果是對稱的，那么控制信息和數(shù)據(jù)走在同一條通道上；如果是不對稱的，控制信息和數(shù)據(jù)走在不同的通道上。在對稱的方式下，互聯(lián)設(shè)備可能成為瓶頸，但是多重設(shè)備管理和負(fù)載平衡機(jī)制可以減緩瓶頸的矛盾。同時(shí)，多重設(shè)備管理環(huán)境中，當(dāng)一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，也比較容易支持服務(wù)器實(shí)現(xiàn)故障接替。但是，這將產(chǎn)生多個(gè)SAN孤島，因?yàn)橐粋€(gè)設(shè)備僅控制與它所連接的存儲系統(tǒng)。非對稱式虛擬存儲比對稱式更具有可擴(kuò)展性，因?yàn)閿?shù)據(jù)和控制信息的路徑是分離的。

　　基于互聯(lián)設(shè)備的虛擬化方法能夠在專用服務(wù)器上運(yùn)行，使用標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，如 Windows、SunSolaris、Linux或供應(yīng)商提供的操作系統(tǒng)。這種方法運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)中，具有基于主機(jī)方法的諸多優(yōu)勢———易使用、設(shè)備便宜。許多基于設(shè)備的虛擬化提供商也提供附加的功能模塊來改善系統(tǒng)的整體性能，能夠獲得比標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)更好的性能和更完善的功能，但需要更高的硬件成本。但是，基于設(shè)備的方法也繼承了基于主機(jī)虛擬化方法的一些缺陷，因?yàn)樗匀恍枰粋€(gè)運(yùn)行在主機(jī)上的代理軟件或基于主機(jī)的適配器，任何主機(jī)的故障或不適當(dāng)?shù)闹鳈C(jī)配置都可能導(dǎo)致訪問到不被保護(hù)的數(shù)據(jù)。同時(shí)，在異構(gòu)操作系統(tǒng)間的互操作性仍然是一個(gè)問題。

　?、诨诮粨Q機(jī)的虛擬化

　　按照基于交換機(jī)的方法，存儲虛擬化的功能模塊嵌入于交換機(jī)的固件中或者放在附屬于交換機(jī)的單獨(dú)的服務(wù)器上。由于并不要求在每一臺主機(jī)上都運(yùn)行存儲虛擬化功能軟件，基于交換機(jī)的存儲虛擬化系統(tǒng)以軟件方式提供管理功能模塊，這種方法不存在基于設(shè)備或基于主機(jī)環(huán)境中可能會遇到的安全性問題。同時(shí)，在異構(gòu)環(huán)境中也能提供更多的互操作性。但是，交換機(jī)仍然是一個(gè)瓶頸，也可能成為故障的敏感點(diǎn)。當(dāng)然，如果不在意較高的附加費(fèi)用，可以引入備用交換機(jī)，用于數(shù)據(jù)通道上的故障接替。

　?、刍诼酚善鞯奶摂M化

　　基于路由器的方法是在路由器固件上實(shí)現(xiàn)存儲虛擬化功能。供應(yīng)商通常也提供運(yùn)行在主機(jī)上的附加軟件來進(jìn)一步增強(qiáng)存儲管理能力。在此方法中，路由器被放置于每個(gè)主機(jī)到存儲網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通道中，用來截取網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)從主機(jī)到存儲系統(tǒng)的命令。由于路由器潛在地為每一臺主機(jī)服務(wù)，大多數(shù)控制模塊存在于路由器的固件中，相對于基于主機(jī)和大多數(shù)基于互聯(lián)設(shè)備的方法，這種方法的性能更好、效果更佳。由于不依賴于在每個(gè)主機(jī)上運(yùn)行的代理服務(wù)器，這種方法比基于主機(jī)或基于設(shè)備的方法具有更好的安全性。當(dāng)連接主機(jī)到存儲網(wǎng)絡(luò)的路由器出現(xiàn)故障時(shí)，仍然可能導(dǎo)致主機(jī)上的數(shù)據(jù)不能被訪問。但是只有聯(lián)結(jié)于故障路由器的主機(jī)才會受到影響，其它主機(jī)仍然可以通過其它路由器訪問存儲系統(tǒng)。路由器的冗余可以支持動(dòng)態(tài)多路徑，這也為上述故障問題提供了一個(gè)解決方法。由于路由器經(jīng)常作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的橋梁，基于路由器的方法也可以在異構(gòu)操作系統(tǒng)和多供應(yīng)商存儲環(huán)境之間提供互操作性。

　　虛擬存儲技術(shù)的發(fā)展前景

　　①每一種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)

　　基于主機(jī)和基于存儲的方法對于初期的采用者來說魅力最大，因?yàn)樗麄儾恍枰魏胃郊佑布?，但對于異?gòu)存儲系統(tǒng)和操作系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的運(yùn)行效果并不是很好。對于那些要求最大限度進(jìn)行互操作的企業(yè)來說，基于交換機(jī)或基于路由器的方法可能更為恰當(dāng)。對那些要求更高可擴(kuò)充性的用戶來說，基于路由器的方法是最優(yōu)選擇?；诨ヂ?lián)設(shè)備的方法處于兩者之間，它回避了一些安全性問題，存儲虛擬化的功能較強(qiáng)，能減輕單一主機(jī)的負(fù)載，同時(shí)可獲得很好的可擴(kuò)充性。

　　不同供應(yīng)商的存儲虛擬化實(shí)現(xiàn)方法不同，一些偏重于復(fù)制，一些擅長備份，而另外一些在恢復(fù)和訪問控制方面性能更為優(yōu)越。存儲管理軟件供應(yīng)商趨向于提供最完善的管理套餐。但是，多平臺的支持和最佳的性能特性并不容易達(dá)到最優(yōu)。在數(shù)據(jù)復(fù)制方面已經(jīng)發(fā)展出多種鏡像方法。許多存儲供應(yīng)商提供三層鏡像結(jié)構(gòu)，Veritas公司甚至能夠提供四層鏡像結(jié)構(gòu)。鏡像在一些方面受到推崇，全面鏡像能在另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器上產(chǎn)生完全相同的副本。這個(gè)附加的副本有時(shí)也稱為快照，只存儲以前版本的數(shù)據(jù)。有時(shí)，在不同地理位置上存在的副本驅(qū)動(dòng)器，通過IP相連能產(chǎn)生遠(yuǎn)程或異步副本。在存儲網(wǎng)絡(luò)中，存儲訪問控制經(jīng)常在分區(qū)式的主機(jī)和存儲系統(tǒng)中進(jìn)行。只有屬于同一個(gè)分區(qū)的主機(jī)能夠訪問這個(gè)分區(qū)的存儲設(shè)備。主機(jī)和存儲設(shè)備經(jīng)常是多分區(qū)的一員。分區(qū)制的理念與虛擬專用存儲網(wǎng)絡(luò)相似。

　?、诰W(wǎng)絡(luò)虛擬最有前途

　　從發(fā)展趨勢看，基于主機(jī)的和基于存儲的虛擬化技術(shù)目前已經(jīng)相對成熟，用戶可以充分享受到它們所帶來的好處，而且由于它們已經(jīng)進(jìn)入成熟期，因此，價(jià)格也較低。在這兩方面，惠普已推出了服務(wù)器層的Virtual Replicator、存儲層的StorageWorks EVA和VA.而網(wǎng)絡(luò)虛擬化是一種新的技術(shù)，它獨(dú)立于主機(jī)和存儲設(shè)備，因此，給用戶帶來了很大的靈活性，其未來的發(fā)展空間最大。盡管網(wǎng)絡(luò)虛擬是新興的領(lǐng)域，但它具有很大的成長空間，甚至有人將這種在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)虛擬化稱為第二代SAN或下一代SAN.