存儲(chǔ)虛擬化存在的問題及研究

司威 青海廣播電視大學(xué)教育信息技術(shù)與資源建設(shè)中心

存儲(chǔ)虛擬化存在的問題及研究

司威 青海廣播電視大學(xué)教育信息技術(shù)與資源建設(shè)中心

存儲(chǔ)的虛擬化很早就提出來了，但是發(fā)展卻十分緩慢，本文通過對(duì)存儲(chǔ)虛擬化的架構(gòu)方法分析，進(jìn)而找出存儲(chǔ)虛擬化發(fā)展緩慢的原因，在分析服務(wù)器虛擬化的基礎(chǔ)上，對(duì)存儲(chǔ)虛擬化作了進(jìn)一步的探析。

存儲(chǔ) 虛擬化 服務(wù)器 架構(gòu)

1 存儲(chǔ)虛擬化的概念

存儲(chǔ)虛擬化在主機(jī)和物理存儲(chǔ)之間創(chuàng)建了一個(gè)抽象層，掩蓋了單個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的特性。當(dāng)在一個(gè)存儲(chǔ)局域網(wǎng)中實(shí)施的時(shí)候，它為所有的塊級(jí)存儲(chǔ)提供了一個(gè)單一的管理點(diǎn)。簡(jiǎn)單地說，存儲(chǔ)虛擬化把多個(gè)多種多樣的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備集中在一起，提供一組虛擬存儲(chǔ)卷供主機(jī)使用。

2 存儲(chǔ)虛擬化的架構(gòu)方法

一臺(tái)帶內(nèi)設(shè)備處理元數(shù)據(jù)、控制和數(shù)據(jù)路徑信息都是在一臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行的。換句話說，元數(shù)據(jù)管理和控制功能共享這個(gè)數(shù)據(jù)路徑。這在一個(gè)繁忙的存儲(chǔ)局域網(wǎng)中會(huì)產(chǎn)生潛在的瓶頸，因?yàn)樗械闹鳈C(jī)請(qǐng)求必須經(jīng)過一個(gè)單一的控制點(diǎn)。帶內(nèi)設(shè)備廠商通過為自己的設(shè)備增加高級(jí)的集群和緩存功能解決這個(gè)潛在的伸縮性問題。

帶外設(shè)備把元數(shù)據(jù)管理和控制操作從數(shù)據(jù)路徑分離開來，把這些任務(wù)交給另一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算引擎。這個(gè)問題是軟件代理必須安裝在每一臺(tái)主機(jī)上。這個(gè)軟件代理的工作就是把元數(shù)據(jù)和控制請(qǐng)求從數(shù)據(jù)流中摘出來并且發(fā)送到帶外設(shè)備進(jìn)行處理，讓主機(jī)把重點(diǎn)專門放在向存儲(chǔ)設(shè)備傳送和接收數(shù)據(jù)方面、帶外設(shè)備的唯一的提供商是LSILogic。這家公司的storeAge產(chǎn)品能夠適應(yīng)帶外設(shè)備或者分離路徑應(yīng)用。

分離路徑系統(tǒng)利用一臺(tái)智能交換機(jī)的端口級(jí)處理能力從數(shù)據(jù)路徑中卸載元數(shù)據(jù)和控制信息。同帶外設(shè)備不同，在帶外設(shè)備中，路徑是在主機(jī)分開的，分離路徑系統(tǒng)在智能設(shè)備分離在網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)和控制路徑。分離路徑系統(tǒng)把元數(shù)據(jù)和控制信息發(fā)送到帶外計(jì)算引擎進(jìn)行處理并且把數(shù)據(jù)路徑信息傳送到存儲(chǔ)設(shè)備。因此，分離路徑系統(tǒng)不需要主機(jī)級(jí)代理。

3 導(dǎo)致存儲(chǔ)虛擬化應(yīng)用緩慢的原因

首先，虛擬化的意識(shí)在前幾年并沒有深入到IT決策者的視野，當(dāng)時(shí)許多決策者認(rèn)為虛擬化還不成熟。存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品往往比較昂貴，基本都專注于高端用戶，但高端用戶又害怕吃螃蟹。

其次，存儲(chǔ)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程緩慢，阻礙了存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的開發(fā)。直到今天，存儲(chǔ)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化仍然舉步維艱，各路存儲(chǔ)豪強(qiáng)都不愿開放自己的核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)，無論哪家存儲(chǔ)廠商的虛擬化產(chǎn)品在整合自己的產(chǎn)品家族上優(yōu)勢(shì)明顯，而在整合其他廠商的存儲(chǔ)方案時(shí)就困難重重，往往只能實(shí)現(xiàn)基本功能的整合，存在大量未知的風(fēng)險(xiǎn)。

4 服務(wù)器虛擬化包含存儲(chǔ)層

VMware虛擬存儲(chǔ)架構(gòu)通過虛擬層屏蔽了不同物理存儲(chǔ)的復(fù)雜性，為每臺(tái)虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，各種類型的存儲(chǔ)都被簡(jiǎn)單映射成連接到虛擬BusLogic或LSI HBA卡上的SCSI磁盤，而這些虛擬的SCSI磁盤來自于數(shù)據(jù)中心的Datastore。Datastore就像一個(gè)存儲(chǔ)裝置來為虛擬機(jī)提供存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)虛擬機(jī)的文件和配置信息。每臺(tái)虛擬機(jī)都被當(dāng)做幾個(gè)文件存儲(chǔ)在Datastore自己的目錄下，每臺(tái)虛擬機(jī)里的虛擬磁盤都是通過VMFS（Virtual Machine File System）或RDM(Raw Device Mapping)卷來映射到物理存儲(chǔ)上。虛擬磁盤可以很容易地進(jìn)行復(fù)制、遷移、備份等，因?yàn)槊總€(gè)虛擬磁盤就像一個(gè)文件。

Datastore屏蔽了物理存儲(chǔ)的復(fù)雜性，可以讓虛擬機(jī)不需考慮物理存儲(chǔ)技術(shù)，而直接獲取分配的空間，虛擬機(jī)根本不知道實(shí)際物理存儲(chǔ)是光纖通道的SAN、iSCSI SAN、直連存儲(chǔ)還是NAS。Datastore物理上就像一個(gè)VMFS的系統(tǒng)卷或者NFS的目錄，每個(gè)Datastore可以跨越多個(gè)物理存儲(chǔ)子系統(tǒng)。

5 存儲(chǔ)虛擬化的兩個(gè)層次

不少人認(rèn)為，服務(wù)器虛擬化中已經(jīng)包括存儲(chǔ)虛擬化，因此應(yīng)用了服務(wù)器虛擬化，就無需再單獨(dú)部署存儲(chǔ)虛擬化。這種想法是錯(cuò)誤的。

這里面涉及到了存儲(chǔ)虛擬化的分層問題，我們可以簡(jiǎn)單地將存儲(chǔ)虛擬化分成：存儲(chǔ)設(shè)備層虛擬化和服務(wù)器層存儲(chǔ)虛擬化。

在服務(wù)器層進(jìn)行的對(duì)LUN級(jí)別的存儲(chǔ)虛擬化一般被稱為服務(wù)器層的存儲(chǔ)虛擬化，就是我們常說的邏輯卷管理(LVM)。

VMware服務(wù)器層的虛擬化和存儲(chǔ)設(shè)備層的虛擬化只有互相配合，才能發(fā)揮最大的優(yōu)勢(shì)。因此，存儲(chǔ)設(shè)備層的虛擬化是夯實(shí)物理存儲(chǔ)的重要保障，有了存儲(chǔ)設(shè)備層虛擬化的保障，服務(wù)器層實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)虛擬化才能充分施展其才華。

6 服務(wù)器與存儲(chǔ)是戰(zhàn)略同盟

服務(wù)器虛擬化已經(jīng)成為IT業(yè)界的主旋律，而服務(wù)器虛擬化只有和存儲(chǔ)虛擬化聯(lián)姻，才能帶動(dòng)虛擬化的大潮走得更好、更遠(yuǎn)。服務(wù)器虛擬化已經(jīng)在服務(wù)器、應(yīng)用、CPU等方面取得了很大進(jìn)展，已經(jīng)建立起完整的生態(tài)系統(tǒng)，支撐服務(wù)器虛擬化方案的快速、可靠部署，同時(shí)消滅了潛在的兼容性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性等風(fēng)險(xiǎn)。

到目前為止，存儲(chǔ)設(shè)備層的虛擬化還缺乏大面積的應(yīng)用基礎(chǔ)，而存儲(chǔ)設(shè)備層的虛擬化技術(shù)已經(jīng)日趨成熟和完善，如何將存儲(chǔ)虛擬化和服務(wù)器虛擬化很好地結(jié)合成為了一個(gè)擺在所有廠商面前的難題。

[1] 劉文志;網(wǎng)絡(luò)虛擬化環(huán)境下資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

[2] 孫曉川;未來網(wǎng)絡(luò)虛擬化資源管理機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

司威（1978.10），男 ,漢族, 甘肅金塔人, 青海廣播電視大學(xué), 雙本科，實(shí)驗(yàn)師，長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究。