儲存網(wǎng)絡(luò)化的局限

　　為了提高磁盤資源的利用效率，企業(yè)儲存設(shè)備在1990年代后期邁入網(wǎng)絡(luò)化時代，在檔案存取層級出現(xiàn)了透過以太網(wǎng)絡(luò)與NFS、CIFS協(xié)定傳輸?shù)臋n案服務(wù)器，即NAS（網(wǎng)絡(luò)附加儲存）；在區(qū)塊（Block）存取層級，則出現(xiàn)了以光纖通道（FibreChannel）協(xié)定為代表的儲存區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）。

　　透過網(wǎng)絡(luò)可集中多臺主機(jī)的存取需求，讓多臺前端主機(jī)共同存取后端的同一臺儲存設(shè)備，從而解決以往個別主機(jī)各自連接獨立儲存設(shè)備所造成的“儲存孤島”問題，不僅可集中管理儲存資源，無須再為前端一臺臺主機(jī)各別安裝獨立儲存裝置，同時也能提高磁盤資源配置彈性與磁盤空間利用率。然而現(xiàn)實環(huán)境卻不是這樣理想，許多因素都阻礙了前述目的的實現(xiàn)。

　　儲存網(wǎng)絡(luò)化的局限

　　以SAN的應(yīng)用來說，導(dǎo)入SAN的目的原是整合儲存資源、提高磁盤空間利用率，但實際上由于不同廠牌、或同廠牌不同系列產(chǎn)品的磁盤陣列控制器，彼此不能相容，因此難以在不同廠牌或不同產(chǎn)品家族的儲存裝置間調(diào)配磁盤資源。

　　受限于采購政策，以及IT產(chǎn)品的更新?lián)Q代，要讓整個IT環(huán)境都使用同一廠牌、型號的儲存設(shè)備幾乎是不可能的，用戶的SAN儲存環(huán)境往往是由多種廠牌型號的磁盤設(shè)備組成，仍然形成一座座孤島，盡管比起以前每臺主機(jī)各自連接獨立儲存裝置的情況好了許多，但離儲存基礎(chǔ)架構(gòu)的完全整合仍有很大的距離。

　　而這樣的情況，還會影響到異地備援、資料遷移等進(jìn)階應(yīng)用的建置與執(zhí)行。當(dāng)前許多企業(yè)級儲存設(shè)備都能提供叢集、遠(yuǎn)端復(fù)制等功能，可協(xié)助用戶建立高可用性與異地備援機(jī)制。但問題在于，絕大多數(shù)儲存設(shè)備附帶的高可用性或遠(yuǎn)端復(fù)制功能，都只能在同一產(chǎn)品家族間的設(shè)備上執(zhí)行。這形同于強(qiáng)迫用戶必須購置兩套完全相同的儲存裝置，而不能依主站與備援站的業(yè)務(wù)負(fù)荷量差異，分別選用不同廠牌或等級的儲存設(shè)備，以致增加了用戶的負(fù)擔(dān)。

　　而對資料遷移來說，也因新舊設(shè)備間不能相容，用戶必須停機(jī)才能把資料移到新硬件上，由此帶來的業(yè)務(wù)中斷與營運(yùn)成本增加，也讓企業(yè)視更新或升級系統(tǒng)時的資料遷移為畏途。

　　換言之，SAN雖然打破了以往前端主機(jī)與后端儲存設(shè)備間一對一連接的限制，讓前后端之間可以構(gòu)成更靈活的連接與資源配置，但無法將后端不同廠牌型號的儲存設(shè)備融合為一體，以致資源運(yùn)用未能達(dá)到最佳化，也限制了進(jìn)階功能的應(yīng)用。

　　儲存虛擬化的特性與效益

　　為了解決既有網(wǎng)絡(luò)儲存架構(gòu)的不足，一些廠商提出了「儲存虛擬化」概念，讓前端主機(jī)與后端儲存設(shè)備脫勾，透過中轉(zhuǎn)的虛擬層作為連接前后端的儲存服務(wù)基礎(chǔ)。

　　按存取型態(tài)來看，儲存虛擬化產(chǎn)品可分為應(yīng)用在區(qū)塊存取與檔案存取環(huán)境兩種類型，分別對應(yīng)SAN與NAS應(yīng)用領(lǐng)域。SAN虛擬化

　　SAN虛擬化產(chǎn)品通常是以網(wǎng)間連接器的形式，置于前端主機(jī)與后端儲存設(shè)備之間。后端儲存設(shè)備并不直接將磁盤空間映射給前端主機(jī)，而是先將磁盤區(qū)映射給SAN虛擬化，再由SAN虛擬化映射給前端主機(jī)。

　　所以在SAN虛擬化架構(gòu)下，SAN虛擬化網(wǎng)間連接器在前后端之間插入了一個虛擬層，對于后端儲存設(shè)備來說，虛擬化網(wǎng)間連接器等同于是一臺可加載其磁盤空間的前端主機(jī)；而對前端主機(jī)來說，虛擬化網(wǎng)間連接器則扮演了提供磁盤空間的儲存設(shè)備角色。換言之，前后端之間的存取都是經(jīng)由虛擬化網(wǎng)間連接器的中介來進(jìn)行。

　　而借由這個在架構(gòu)上的中介位置，SAN虛擬化網(wǎng)間連接器可透過自身的虛擬化軟件，提供許多有用的存取服務(wù)：

　　（1）統(tǒng)一的儲存池：

　　用戶可讓SAN虛擬化網(wǎng)間連接器橋接不同廠牌型號的儲存設(shè)備，分別加載上這些儲存設(shè)備提供的磁盤區(qū)空間，然后將這些來自不同儲存設(shè)備的磁盤區(qū)，共同構(gòu)成一個儲存池（Pool）統(tǒng)一運(yùn)用。在這個儲存池上，可按需要建立虛擬磁盤區(qū)，并分別透過不同傳輸通道加載給前端主機(jī)使用。

　　透過虛擬化網(wǎng)間連接器的儲存池，用戶可更靈活地運(yùn)用底層儲存設(shè)備的空間，在底層異質(zhì)儲存設(shè)備之間，調(diào)派空間給前端主機(jī)使用，用戶不用管前端主機(jī)存取的磁盤空間，實際上是由后端哪一臺儲存設(shè)備提供。

　　由于所有儲存資源都在虛擬化網(wǎng)間連接器的虛擬層橋接下統(tǒng)一運(yùn)用，前端服務(wù)器與后端儲存設(shè)備間的連接，也從傳統(tǒng)SAN環(huán)境中的固定位置連接與空間映射，轉(zhuǎn)變?yōu)橥高^虛擬層的動態(tài)橋接，因此管理上更有彈性，空間利用率也能有效提高，不再有之前存儲孤島的問題。

更靈活的連接架構(gòu)

　　（2）更靈活的連接架構(gòu)：

　　由于前后端的所有存取都是透過中轉(zhuǎn)的虛擬層來進(jìn)行，用于連接前端主機(jī)是由虛擬層提供，而非后端儲存設(shè)備，這也讓整個儲存環(huán)境的主機(jī)支持，擺脫后端儲存設(shè)備的限制。

　　在SAN虛擬化架構(gòu)下，儲存環(huán)境可支持的前端主機(jī)類型，是由中轉(zhuǎn)的虛擬化網(wǎng)間連接器決定，用戶可將儲存池中的虛擬機(jī)磁盤，利用虛擬化網(wǎng)間連接器提供的任何主機(jī)映射給前端主機(jī)，而不用管底層儲存設(shè)備支持的主機(jī)類型為何。

　　這種特性將能讓用戶得到更具彈性的存儲連接架構(gòu)。如底層存儲設(shè)備的主機(jī)是FC介面，但經(jīng)由虛擬化網(wǎng)間連接器的橋接，虛擬層存儲池的虛擬磁盤機(jī)可改以iSCSI、FC甚至FCoE等不同主機(jī)介面，加載給前端主機(jī)。

　　（3）更彈性的進(jìn)階應(yīng)用：

　　除了更靈活的空間配置與連接架構(gòu)外，透過SAN虛擬層還可實現(xiàn)更具彈性的進(jìn)階應(yīng)用，如本地端或遠(yuǎn)端的復(fù)制（Replication）、快照（Snapshot）與Clone等。

　　遠(yuǎn)端復(fù)制

　　復(fù)制可分主機(jī)端、存儲端與網(wǎng)絡(luò)端等三種類型。許多企業(yè)級儲存設(shè)備都會內(nèi)建同步或非同步的復(fù)制功能，可讓用戶借以建立本地端或遠(yuǎn)端的資料鏡像備份，以作為本地端或異地端災(zāi)難備援的基礎(chǔ)，但限制是只能在同廠牌、同系列的儲存設(shè)備之間執(zhí)行復(fù)制作業(yè)。也就是說，用戶必須付出雙倍投資，購買兩套相同的儲存設(shè)備與復(fù)制功能授權(quán)。

　　若改用主機(jī)端的復(fù)制軟件，雖然就不受后端儲存設(shè)備的類型所限，但這要求在每臺需制作鏡像備份的前端主機(jī)上安裝軟件代理程式，不僅需付出不少授權(quán)費用，代理程式也會影響到主機(jī)效能。

　　而透過SAN虛擬化網(wǎng)間連接器，便沒有前述問題。在SAN虛擬化架構(gòu)下，可由SAN虛擬層來執(zhí)行復(fù)制作業(yè)，而不經(jīng)由前端主機(jī)或后端執(zhí)行作業(yè)，復(fù)制是在2臺SAN虛擬化網(wǎng)間連接器之間進(jìn)行，因此不用管后端儲存設(shè)備廠牌型號為何，只要在兩個站點分別建置1套SAN虛擬化網(wǎng)間連接器，然后將兩個站點的儲存設(shè)備，分別整合到各自的SAN虛擬化網(wǎng)間連接器儲存池中，則2臺SAN虛擬化網(wǎng)間連接器之間，便能以儲存池內(nèi)的虛擬磁盤區(qū)為單位，來建立復(fù)制關(guān)系。

　　快照與Clone

　　當(dāng)前許多企業(yè)級儲存設(shè)備都提供磁盤區(qū)快照與Clone功能，可為本機(jī)磁盤制作備份，供資料保護(hù)或開發(fā)測試使用。但用戶環(huán)境中若同時存在多臺不同廠牌型號的儲存設(shè)備時，用戶必須分別針對不同廠牌型號的設(shè)備購買快照或Clone功能的授權(quán)，并分別設(shè)定快照或Clone作業(yè)執(zhí)行政策，建置與管理都相當(dāng)麻煩。

　　而在SAN虛擬化架構(gòu)下，則可改由虛擬層來統(tǒng)一執(zhí)行快照與Clone作業(yè)，只要購買SAN虛擬化網(wǎng)間連接器的快照或Clone功能，就能為儲存池的虛擬磁盤機(jī)進(jìn)行快照與Clone.用戶只需將后端儲存設(shè)備的空間納入SAN虛擬層的儲存池中，就能透過虛擬層的快照與Clone功能取得磁盤備份，無論建置或管理都方便許多。

　　資料遷移

　　更新儲存設(shè)備時的資料遷移，一直是IT管理中最耗時、最麻煩的工作之一，也會嚴(yán)重影響前端主機(jī)的正常存取。

　　而在SAN虛擬化架構(gòu)下，更新設(shè)備時的資料遷移工作則可交由虛擬層去執(zhí)行。由于SAN虛擬層隔絕了前端主機(jī)與后端儲存設(shè)備間的直接連結(jié)，所有儲存設(shè)備都是在虛擬層控制下，再橋接到前端服務(wù)器上，所以可透過虛擬層來轉(zhuǎn)移前端主機(jī)的存取路徑，再搭配背景的資料復(fù)制搬移功能；虛擬層即可一邊讓舊設(shè)備的磁盤空間繼續(xù)為前端服務(wù)器提供存取服務(wù)，然后再于離峰時間，將資料逐一搬移到新設(shè)備的磁盤空間上，待資料搬移完成后，再把存取路徑轉(zhuǎn)移到新設(shè)備上，如此就能將資料遷移所需的停機(jī)時間降到最低。分層儲存

　　目前許多儲存設(shè)備都標(biāo)榜能提供分層功能，可按前端主機(jī)的存取效能需求，分別配置不同性能等級的磁盤空間，但限制是只能為本機(jī)控制器所連接的磁盤進(jìn)行分層管理，無法含蓋本機(jī)以外的儲存設(shè)備。因此當(dāng)用戶環(huán)境中存在多臺不同廠牌、型號的儲存設(shè)備時，這種分層管理功能便會出現(xiàn)無法顧及的盲點。

　　而若透過SAN虛擬化架構(gòu)，便能解決前述問題。由于所有儲存設(shè)備都是在SAN虛擬層的控制下，再橋接到前端服務(wù)器上，因此只要在虛擬層上進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇嫒÷窂皆O(shè)定，就能很方便地依據(jù)前端服務(wù)器對存取性能的要求，將高性能儲存實體提供的空間，分配給前端需要高效能的關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器，而性能普通的磁盤空間則可保留給備份、歸檔等不需要高效能的應(yīng)用使用。

　　或者也可以資料產(chǎn)生的時間作為區(qū)分，將一定期限的資料搬移到低價儲存媒體上，這種搬移在虛擬層的協(xié)助下都可以很容易做到。

NAS虛擬化

　　NAS虛擬化

　　相對于針對存取路徑與磁盤空間管理問題的SAN虛擬化技術(shù)，位于檔案層級的NAS虛擬化技術(shù)。主要針對的則是存取目錄管理問題。

　　在大型的NAS應(yīng)用環(huán)境中，由于共享檔案數(shù)量龐大、前端使用者眾多，因此從檔案服務(wù)器、NAS上的目錄、檔案到用戶端電腦間的存取連接關(guān)系，都將變得十分復(fù)雜。除了難以管理外，也不易更動連接結(jié)構(gòu)或更新設(shè)備，一旦后端NAS設(shè)備變動，將會連帶影響到眾多存取路徑的修改。

　　解決這個問題的一個辦法，便是在用戶端電腦與NAS之間插入一個虛擬層，透過虛擬層的中介來管理前后端的存取連接。

　　傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)檔案傳輸或共享應(yīng)用，依靠的是檔案服務(wù)器或NAS與用戶端電腦之間，透過通用命名約定（UNC）來識別并確認(rèn)存取路徑，借由UNC提供的目錄與路徑，即可讓用戶端電腦存取網(wǎng)絡(luò)上的檔案。而在NAS虛擬化架構(gòu)下，前端電腦存取后端NAS上的空間，則不是透過實體的位置或名稱，而是透過虛擬層的“全域命名空間”（GlobalNameSpace）賦予的虛擬位置來提供。

　　在全域命名空間的架構(gòu)下，可擺脫對UNC的依賴，所有檔案儲存資源都被虛擬層整合為統(tǒng)一的虛擬儲存池，因此用戶存取檔案的“邏輯”名稱或位置與“實際”名稱或位置無關(guān)--用戶發(fā)起的存取需求會被虛擬層重新導(dǎo)向到設(shè)定的位置，不用知道檔案實際位置。就如同用戶無需知道實體IP位置，只要透過DNS的轉(zhuǎn)譯就能自動連接到正確的Web一樣。若某一存取路徑失效，也能透過NAS虛擬層自動轉(zhuǎn)到另一存取路徑上，因此亦能提高檔案存取服務(wù)的可靠性。

　　透過NAS虛擬層的中介，存取路徑不會受限于實體連接，管理者可輕易在不同NAS或檔案服務(wù)器間搬移資料，而無須擔(dān)心前端使用者原來的存取會因此而受到影響，如此可大幅降低資料遷移的難度，而且管理者還能制定政策，讓虛擬層依據(jù)檔案的屬性或時間，自動將檔案搬移到不同等級的儲存設(shè)備上，實現(xiàn)資料歸檔或分級儲存。

　　實際的作法，通常是在網(wǎng)絡(luò)上插入一臺內(nèi)含全域命名空間功能軟件的應(yīng)用服務(wù)器作為中轉(zhuǎn)的網(wǎng)間連接器，這臺應(yīng)用服務(wù)器就像IP網(wǎng)絡(luò)上的DNS服務(wù)器一樣，會登錄所有NAS與檔案服務(wù)器上的實體存取路徑，轉(zhuǎn)為全域命名空間后，再映射到前端用戶端電腦。后端儲存設(shè)備若有任何變動，只需在應(yīng)用服務(wù)器更改存取設(shè)定即可，不會影響到前端用戶電腦。