針對塊存儲的虛擬化技術自本世紀初誕生以來,歷經了十余年的技術演進與市場考驗。發生變化的不僅是技術本身,而更多的是用戶的實際應用需求。早期存儲虛擬化技術出現的主要目的是為了幫助用戶對異構存儲資源進行池化和整合,提高使用和管理效率,合理降低TCO。而近年來基于SAN的存儲虛擬化技術越來越多被應用于有效提升核心生產系統的業務連續性,數據安全性以及平滑的跨存儲陣列的數據遷移能力。
用戶在對存儲子系統升級擴容時,不僅把性能與容量指標作為首要考慮對象,對于整個生產存儲系統的高可用性,以及業務連續性保障能力的要求也逐漸成為規劃建設初期進行考慮的重點!為了有效實現業務連續性保障目標,解決存儲子系統的單點故障問題,合理引入存儲虛擬化技術已經成為最為行之有效的手段之一,比如通過存儲虛擬化技術實現不同品牌型號陣列間的實時鏡像,幫助用戶實現存儲子系統的冗余能力。這一點在VMware虛擬化環境中幾乎變成唯一可行的存儲系統高可用性解決方案;又比如通過精簡帶寬的遠程復制,數據錄像或密集時間點的可恢復快照功能,來有效實現對于邏輯故障的防御,控制運維成本投入等。最終,通過一套統一的系統功能來實現對生產系統的業務連續性保障,方便,簡單,大大減少了運維人員的壓力。
近來,兼容異構存儲,同時具備完整數據保護和管理功能的成熟存儲虛擬化產品也被廣泛應用于兩地三中心容災以及雙活數據中心的建設當中,作為一種積極的,可靠的技術手段有效提升用戶原有生產系統對各類型災難的防御能力。
原數據保留能力的重要性
談到基于SAN存儲虛擬化技術的的引入,理所當然的需要考慮對現有生產系統架構進行哪些改造;業務停機時間如何評估?是否需要進行數據遷移?是否可以實現有效故障回退?兼容性范圍等諸多問題,存儲虛擬化各項技術應用實現的大前提,就是存儲虛擬化系統如何能夠快捷,安全的接入現有SAN環境,并接管原有生產存儲系統的磁盤卷。
從實際需求出發,在存儲虛擬化產品接入時,我們一般希望達成如下幾個目標:
設備接入不需要對原有SAN環境物理布線進行改造;
設備接入簡單快捷,不需要太長的停機時間;
設備接管生產存儲磁盤卷后,無需數據遷移,無需對原卷進行類格式化處理;
設備接入后具備可回退還原能力;
其中,最為重要的一點,就是在接入存儲虛擬化系統前后,對原存儲系統中已有數據的保留能力!
基于SAN的存儲虛擬化系統一般為In-Band(串接)架構,該系統將接管需要進行虛擬化管理和保護的底層存儲子系統磁盤卷,經過虛擬化處理后再對上層服務器系統提供存儲資源。因此,原有存儲系統需要將所有之前創建并分配給主機的磁盤卷交給存儲虛擬化系統進行統一管理后,再進行分配。如果存儲虛擬化系統不具備對存儲子系統原有磁盤數據的保留能力,在存儲虛擬化系統接入之前,必須進行大量的數據遷移工作,造成對項目周期,停機時間的延長,以及增加期間意外故障風險發生的概率。另外,一旦存儲虛擬化系統接入后,發生不穩定或其他故障時,原有存儲子系統的磁盤數據經過虛擬化處理后均無法再由上層服務器主機識別,不能再直接分配給上層服務器主機使用,從而導致存儲虛擬化系統成為新的故障點。
為了保證對存儲虛擬化系統接入過程對生產系統影響最小化,我們需要爭取最小的停機時間和可回退能力,有效保證生產系統在實施過程中的安全性。因此,在不對原有磁盤數據進行改動,遷移的基礎上快速實現存儲虛擬化系統的接入,顯得尤為重要!同時也是保證,當存儲虛擬化系統故障時,具備快速恢復原有SAN網絡環境和生產系統運行的關鍵!
下面,我們嘗試對市場主流成熟產品的接入技術進行深入分析,為大家在存儲虛擬化系統規劃設計和建設前提供參考。飛康NSS和IBMSVC,這兩款產品在存儲虛擬化市場都已活躍了逾10年的時間,產品技術非常成熟,市場實際應用范圍也最為廣泛,通過對他們的接入技術分析,可以幫助大家較為清晰的理解上述產品在接入生產系統時,是如何實現對原有磁盤卷數據的有效保留。
飛康NSSSED(Service-EnabledDevices)作為存儲虛擬化技術的先驅之一,飛康的IPStor/NSS存儲虛擬化產品在2001年就已經出現在市場上,截止2014年已經正式發布了其第七代存儲虛擬化產品,技術成熟度和廣泛的應用范圍都具備良好的可參考性。飛康自創立以來,一直堅持開放硬件的態度,獲得眾多用戶和第三方存儲廠商的親睞,很多國內外存儲廠商的技術人員都曾經接觸過該產品。飛康官方宣稱,以OEM方式或自主品牌銷售的NSS產品安裝量已超過數萬套。豐富而實用的功能設計以及長期經受市場考驗的產品穩定性和可靠性,應該是飛康IPStor/NSS產品的主要特點。
飛康NSS存儲虛擬化接入技術原理非常便于理解。飛康NSS在接管底層存儲子系統的磁盤卷時,可以采用兩種方式來實現接入:一種是將底層磁盤卷直接虛擬化為VirtualDisk(虛擬磁盤)以供NSS管理和分配;另一種可將磁盤卷轉換為SED(Service-EnabledDevices)磁盤設備以供NSS管理和分配。當轉換為SED設備時,磁盤卷原有數據不會被修改,可以快速通過NSS分配給主機系統,整個接入過程非常簡單,不需要數據遷移,停機時間很少,當然也可以實現快速回退,磁盤重新分配給原主機系統,可以被正確識別和使用。
SED(Service-EnabledDevices)功能,是在保留原磁盤卷已有數據的前提下,將進行虛擬化時所需對該磁盤定義的Virtualheader(VirtualID,Mirror,Replication,etc.)信息寫入另外一處磁盤空間內,并與之形成關聯映射。同時Virtualheader空間還可以通過NSS自帶的Mirror鏡像功能加以保護,可以避免由于物理磁盤故障導致相關信息丟失的肯能。當然,如果對于底層新建的和不需要保留的磁盤卷也可以通過直接在其上寫入Virtualheader信息的方式完成虛擬化管理。
通過SED方式虛擬化底層磁盤數據后,如果用戶希望能夠快速回退,將NSS撤出生產環境,只需要將底層存儲子系統的磁盤卷重新分配給主機即可,無需做任何其他操作,快速而安全。由此可見,飛康NSSSED的應用特點如下:在不改變原卷的前提下,透明接入生產系統,無需數據遷移,安全,便捷;可以利用SED功能完成不同磁盤系統之間的數據遷移。