存儲虛擬化概述

談到磁盤存儲，人們往往會覺得十分簡單：如果我們需要更多磁盤空間，只需要提供更大磁盤驅動器即可。但數據存儲會不斷增長，我們需要增加多個磁盤驅動器。這樣一來，發現和管理這些磁盤驅動器就會變得越來越困難，而且還會花費越來越多的時間。因此，RAID、NAS和SAN也就隨之出現。但這樣一來，管理和維護成千上萬磁盤驅動器會成為一項更加繁重的任務。

存儲虛擬化就可以解決該兩難問題，它通過在存儲系統和服務器之間，增加一個新的軟件或/和硬件層，使得應用程序不再需要了解具體的磁盤 驅動器、分區或者數據貯存的存儲子系統信息。管理員可以對分布式存儲以單個、融合存儲系統的形式來實現識別、部署和管理。存儲虛擬化還可以增加可用性，因為應用程序不再受限于具體的存儲資源，因此可以減少大部分的宕機事件。

虛擬化結構圖

此外，存儲虛擬化通常還可以實現存儲容量的自動擴展，減少手工部署，在保持運行連貫性的情況下實現存儲資源的更新升級。

通常來說，存儲系統可以看作是存儲陣列或磁盤陣列或一個文件管理器。存儲系統通常使用特殊的硬件和軟件以及磁盤驅動器，以滿足計算和 數據處理的快速和可靠存儲需要。存儲系統通常來說比較復雜，被認為是提供高級別數據保護的某種特定功能計算機。磁盤驅動器僅僅是存儲系統中的一個元素，它還涉及到硬件、內置特殊功能的軟件模塊。

何謂存儲虛擬化?

存儲虛擬化是將多個存儲設備抽象為一個存儲資源池，通過將一個或多個目標服務與功能，與其他附加功能實現集成，實現全面功能服務的提供。通常來說，存儲區域網絡(Storage Area Network)，在實現虛擬化存儲后會被視作服務器操作的一個子系統，從而實現集中管理和統一部署。

存儲虛擬化是一種貫穿于整個IT環境、用于簡化本來可能會相對復雜的底層基礎架構的技術，它能將資源的邏輯映像與物理存儲分開，根據具體的需求把存儲資源動態地分配給各個應用。在存儲虛擬化條件下，可以通過磁盤陣列模擬磁帶庫，為應用提供速度像磁盤一樣快、容量卻像 磁帶庫一樣大的存儲資源。

在存儲系統中，通常有兩種主要的虛擬化類型：

塊虛擬化：此種情況下，是指對物理存儲抽象為邏輯存儲，這樣就可以在不考慮物理存儲或者異結構的情形下訪問存儲數據。這種邏輯與物理存儲的分離，可以為管理員提供最大化的存儲系統靈活管理。

文件虛擬化：打破文件級別的數據訪問與文件物理存儲路徑之間的依賴關系，可以解決NAS帶來的挑戰問題。它有助于優化存儲使用和服務器融合，實現無中斷文件遷移。

存儲虛擬化必要性

由于企業數據負載越來越大，DAS需要過渡到SAN，需要以經濟效益的方式對存儲進行擴容，同時要提供滿足未來需要的靈活性。SAN可以幫助克服很多存儲面臨的挑戰問題，但也會增加復雜性。而且不同廠商的存儲設備在SAN中的互操作性要求并不高。管理任務也很繁重，而且需要額外資源來實現。

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存儲虛擬化通過集中多個存儲設備至統一管理的“虛擬”存儲資源池實現對SAN的“隱藏”，將物理存儲設備與服務器進行隔離。存儲虛擬化可以幫助企業：

1、隨意增加存儲設備而無需額外對服務器和網絡進行配置;

2、移除和改變存儲容量，分配若干個存儲設備滿足服務級別要求;

3、可以對不同廠商的不同類型和讀取速度的磁盤驅動器進行集中管理;

4、動態分配存儲資源。

如果你是某個企業的CIO，存儲虛擬化將可以幫助降低IT成本和復雜性，同時還可以提高業務的響應速度：

提供存儲管理員工作效率。由于虛擬化將NAS設備視作單個設備來對待，可以幫助簡化管理，也可以減少各個子系統的專有資源需求。

存儲使用率實現最大化。存儲資源池允許未使用容量根據需要跨SAN實現動態分配。它可以幫助提高存儲資源的使用率和SAN整體性能。

更快的業務響應。能夠在網絡不出現宕機的情況下，增加新應用程序、存儲容量和存儲設備。這特別有利于關鍵業務應用程序實現更快的反應。

而如果您是IT或者存儲管理員，存儲虛擬化將可以幫助提升運營效率、IT基礎架構的靈活性和可用性：

簡化日常管理。虛擬化可以減少管理多個設備接口的必要性，也無需花更多時間來管理和跨SAN服務級別的需要。這將有助于減少設備管理的時間和成本支出。

減少服務宕機。虛擬化可以實現高級存儲管理功能，比如針對整個SAN而不僅僅是單個設備的高級拷貝服務。備份和還原操作以及數據遷移、軟硬件升級，都可以在不中斷的情況下，提升數據可用性。

動態資源分配。虛擬化可以實現動態分配，并對存儲資源進行自動化、手工管理，也可以根據定制化政策進行管理。這使得在不斷變化的工作負載中也能實現平穩發展。

存儲虛擬化實施

存儲虛擬化在中小企業環境中，具有如此重要的意義，那么我們如何實施存儲虛擬化呢?

通常來說，在企業IT架構中部署虛擬化，可以通過服務器虛擬化、對稱虛擬、非對稱虛擬來實現。服務器虛擬化，也就是在服務器上部署支持虛擬化存儲的應用軟件。相比而言，這種虛擬化方式實現起來比較容易，而且對中小企業前期投入和時間要求不高。不足之處在于，這種方式會占用服務器處理性能，影響整個IT架構性能，更增加了因服務器出現故障而面臨整個系統出現宕機的風險。

非對稱虛擬，是指數據通路之外的服務器平臺上實現虛擬化功能。它將控制數據和存儲數據放置在不同的數據通路上傳輸，前提是需要安裝有專用軟件實現此類功能。它可以減少存儲數據網絡中的流量，有助于提高系統性能。

對稱虛擬，也就是在應用服務器和存儲的數據通路內部實現虛擬存儲，控制數據(Metadata)和需要存儲的實際數據在同一個數據通路內傳遞。這種虛擬存儲具有較強的協同工作能力，同時便于通過集中化的管理界面進行控制。這種虛擬存儲具有較高的安全性。但是，這種虛擬存儲容易在服務器和存儲設備之間產生性能瓶頸。

對于中小企業用戶來說，不同的存儲虛擬化都有不同的優劣利弊。對于實力和規模都不大的小型企業來說，可以通過外包等方式，將存儲虛擬化解決方案交付給第三方，以專業的服務和產品幫助企業快速實現虛擬化部署，以最小的成本和最高的效率充分利用已有IT資源，并滿足不斷增長的業務需要。

中小企業用戶也可以根據自身情況，采用其他途徑實現存儲虛擬化。在部署存儲虛擬化之前，需要將企業業務數據進行合理分類規劃，規劃好存儲層次以及服務級別。同時，還要規劃好存儲層次和服務級別。另外，存儲虛擬化部署不能忽視安全性和兼容性問題，這也是是廣大企業用戶在實施存儲虛擬化中最為擔心的問題。對于某些安全性比較敏感的特殊行業，在實施存儲虛擬化方案的時候，都經過多方論證，給予足夠重視，避免“撿了芝麻丟了西瓜”。