對(duì)比存儲(chǔ)虛擬化三種方法

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2012-03-14 08:44:25

摘自:博客

存儲(chǔ)設(shè)備的故障或任何在主機(jī)和存儲(chǔ)子系統(tǒng)路徑上的設(shè)備(例如路由器、主機(jī)適配器或交換機(jī)等)故障能夠觸發(fā)自動(dòng)故障接替。自從存儲(chǔ)虛擬化成為熱門技術(shù)以來,很多供給商開始采用不同的系統(tǒng)

數(shù)據(jù)是企業(yè)最大的財(cái)富,任何一家公司都不可掉以輕心。數(shù)據(jù)一旦丟失,企業(yè)失往的不僅是眼前的財(cái)富,更可能是未來的發(fā)展機(jī)會(huì),因此很多企業(yè)紛紛引進(jìn)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù),??创鎯?chǔ)資源像我們?nèi)粘I钪械乃碗娨粯?,成為企業(yè)信息系統(tǒng)中的“公用設(shè)施”。

光纖通道的引進(jìn)為分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用掃清了道路,使得異構(gòu)主性能夠在分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)共享。"存儲(chǔ)公用設(shè)施模型"要求存儲(chǔ)系統(tǒng)的治理處于集中控制之下,同時(shí)答應(yīng)分布于不同地理位置的主性能夠訪問集中治理的數(shù)據(jù),用戶不必考慮存儲(chǔ)設(shè)備的布局方式、采用何種存儲(chǔ)系統(tǒng)以及資源如何配置。同時(shí),用戶也會(huì)有一種強(qiáng)烈的安全感,確信未經(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)訪問將會(huì)遭到嚴(yán)禁。

要使"存儲(chǔ)公用設(shè)施"從理論走向?qū)嵱茫鎯?chǔ)系統(tǒng)必須滿足下列要求:

支持從異構(gòu)主機(jī)到異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的透明訪問。即服務(wù)器可以運(yùn)行異構(gòu)操縱系統(tǒng),例如SunSolaris、HP-UX、Windows或Linux等等。存儲(chǔ)設(shè)備可以來自不同的供給商,無論是EMC、康柏、Sun還是戴爾公司的存儲(chǔ)設(shè)備,都可以順利地接進(jìn)系統(tǒng)。

支持24×7小時(shí)的數(shù)據(jù)可用性。

高性能的數(shù)據(jù)訪問。

數(shù)據(jù)安全性--只答應(yīng)有訪問權(quán)的用戶進(jìn)行訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

平滑的存儲(chǔ)容量擴(kuò)展--存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上添加存儲(chǔ)設(shè)備的過程對(duì)用戶透明,而且任何服務(wù)器都不需停機(jī)。

支持?jǐn)?shù)據(jù)保護(hù)和恢復(fù)。

透明的數(shù)據(jù)遷移--由于系統(tǒng)故障或者存儲(chǔ)系統(tǒng)重新配置所進(jìn)行的數(shù)據(jù)遷移不改變用戶訪問數(shù)據(jù)的方式。

存儲(chǔ)系統(tǒng)在線重新配置--當(dāng)用戶請(qǐng)求新的存儲(chǔ)需求或要求訪問權(quán)限調(diào)整時(shí),不會(huì)中斷其他用戶的數(shù)據(jù)訪問。

存儲(chǔ)虛擬化是支持存儲(chǔ)公用設(shè)施模型的關(guān)鍵技術(shù),是安全可靠的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)池,可以適應(yīng)和包容豐富多樣、迅速發(fā)展的存儲(chǔ)設(shè)備,具備為異構(gòu)服務(wù)器和客戶機(jī)提供服務(wù)的能力。因此,虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)必須具備下列功能:

存儲(chǔ)協(xié)議的自由轉(zhuǎn)換,例如從SCSI到光纖通道協(xié)議或者從SSA到光纖通道協(xié)議,能夠支持異構(gòu)存儲(chǔ)和服務(wù)器環(huán)境。

支持高可用性和高性能SAN存儲(chǔ)配置,例如指定主從鏡像和空閑驅(qū)動(dòng)器、產(chǎn)生合成式驅(qū)動(dòng)器、聯(lián)結(jié)多個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)構(gòu)成單一驅(qū)動(dòng)器、實(shí)現(xiàn)集中治理以及靈活的存儲(chǔ)容量擴(kuò)充。

具有可視性和可治理性,能夠在更新和恢復(fù)等突發(fā)事件發(fā)生時(shí)及時(shí)通知治理員。

通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)n路鏡像、快照和異步遠(yuǎn)程拷貝等數(shù)據(jù)復(fù)制操縱。

存儲(chǔ)設(shè)備的故障或任何在主機(jī)和存儲(chǔ)子系統(tǒng)路徑上的設(shè)備(例如路由器、主機(jī)適配器或交換機(jī)等)故障能夠觸發(fā)自動(dòng)故障接替。

可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)備份和恢復(fù)。

可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速緩存。

可以控制主機(jī)訪問不同的存儲(chǔ)設(shè)備分區(qū)。

自從存儲(chǔ)虛擬化成為熱門技術(shù)以來,很多供給商開始采用不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬功能,但其完整性和容量水平有所差異。

從系統(tǒng)的觀點(diǎn)看,有三種主要的存儲(chǔ)虛擬化方法:

基于主機(jī)的虛擬存儲(chǔ);

基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ);

基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲(chǔ)。

方法1:基于主機(jī)的虛擬存儲(chǔ)

基于主機(jī)的虛擬存儲(chǔ)依靠于代理或治理軟件,它們安裝在一個(gè)或多個(gè)主機(jī)上,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化的控制和治理。由于控制軟件是運(yùn)行在主機(jī)上,這就會(huì)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,由于有可能導(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虼艘粋€(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(chǔ)虛擬化還可能由于不同存儲(chǔ)廠商軟硬件的差異而帶來不必要的互操縱性開銷,所以這種方法的靈活性也比較差。

但是,由于不需要任何附加硬件,基于主機(jī)的虛擬化方法最輕易實(shí)現(xiàn),其設(shè)備本錢最低。使用這種方法的供給商趨向于成為存儲(chǔ)治理領(lǐng)域的軟件廠商,而且目前已經(jīng)有成熟的軟件產(chǎn)品。這些軟件可以提供便于使用的圖形接口,方便地用于SAN的治理和虛擬化,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(chǔ)虛擬化是一種性價(jià)比不錯(cuò)的方法。

方法2:基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化

基于存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)虛擬化方法依靠于提供相關(guān)功能的存儲(chǔ)模塊。假如沒有第三方的虛擬軟件,基于存儲(chǔ)的虛擬化經(jīng)常只能提供一種不完全的存儲(chǔ)虛擬化解決方案。對(duì)于包含多廠商存儲(chǔ)設(shè)備的SAN存儲(chǔ)系統(tǒng),這種方法的運(yùn)行效果并不是很好。依靠于存儲(chǔ)供給商的功能模塊將會(huì)在系統(tǒng)中排斥JBODS(JustaBunchofDisks,簡(jiǎn)單的硬盤組)和簡(jiǎn)單存儲(chǔ)設(shè)備的使用,由于這些設(shè)備并沒有提供存儲(chǔ)虛擬化的功能。當(dāng)然,利用這種方法意味著終極將鎖定某一家單獨(dú)的存儲(chǔ)供給商。

基于存儲(chǔ)的虛擬化方法也有一些上風(fēng):在存儲(chǔ)系統(tǒng)中這種方法較輕易實(shí)現(xiàn),輕易和某個(gè)特定存儲(chǔ)供給商的設(shè)備相協(xié)調(diào),所以更輕易治理,同時(shí)它對(duì)用戶或治理職員都是透明的。但是,我們必須留意到,由于缺乏足夠的軟件進(jìn)行支持,這就使得解決方案更難以客戶化(customzing)和監(jiān)控。

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數(shù)據(jù)是企業(yè)最大的財(cái)富,任何一家公司都不可掉以輕心。數(shù)據(jù)一旦丟失,企業(yè)失往的不僅是眼前的財(cái)富,更可能是未來的發(fā)展機(jī)會(huì),因此很多企業(yè)紛紛引進(jìn)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù),??创鎯?chǔ)資源像我們?nèi)粘I钪械乃碗娨粯?,成為企業(yè)信息系統(tǒng)中的“公用設(shè)施”。

方法3:基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲(chǔ)

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(chǔ)虛擬化功能,具體有下面幾種方式:

1.基于互聯(lián)設(shè)備的虛擬化

基于互聯(lián)設(shè)備的方法假如是對(duì)稱的,那么控制信息和數(shù)據(jù)走在同一條通道上;假如是不對(duì)稱的,控制信息和數(shù)據(jù)走在不同的路徑上。在對(duì)稱的方式下,互聯(lián)設(shè)備可能成為瓶頸,但是多重設(shè)備治理和負(fù)載平衡機(jī)制可以減緩瓶頸的矛盾。同時(shí),多重設(shè)備治理環(huán)境中,當(dāng)一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障時(shí),也比較輕易支持服務(wù)器實(shí)現(xiàn)故障接替。但是,這將產(chǎn)生多個(gè)SAN孤島,由于一個(gè)設(shè)備僅控制與它所連接的存儲(chǔ)系統(tǒng)。非對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)比對(duì)稱式更具有可擴(kuò)展性,由于數(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)操縱系統(tǒng),例如Windows、SunSolaris、Linux或供給商提供的操縱系統(tǒng)。這種方法運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)操縱系統(tǒng)中,具有基于主機(jī)方法的諸多上風(fēng)--易使用、設(shè)備便宜。很多基于設(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)操縱系統(tǒng)更好的性能和更完善的功能,但需要更高的硬件本錢。

但是,基于設(shè)備的方法也繼續(xù)了基于主機(jī)虛擬化方法的一些缺陷,由于它仍然需要一個(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)操縱系統(tǒng)間的互操縱性仍然是一個(gè)題目。

2.基于路由器的虛擬化

基于路由器的方法是在路由器固件上實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化功能。供給商通常也提供運(yùn)行在主機(jī)上的附加軟件來進(jìn)一步增強(qiáng)存儲(chǔ)治理能力。在此方法中,路由器被放置于每個(gè)主機(jī)到存儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)的命令。由于路由器潛伏地為每一臺(tái)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(duì)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。由于不依靠于在每個(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(chǔ)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(huì)受到影響,其他主機(jī)仍然可以通過其他路由器訪問存儲(chǔ)系統(tǒng)。路由器的冗余可以支持動(dòng)態(tài)多路徑,這也為上述故障題目提供了一個(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)操縱系統(tǒng)和多供給商存儲(chǔ)環(huán)境之間提供互操縱性。

誰能勝出?

每一種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。

基于主機(jī)和基于存儲(chǔ)的方法對(duì)于初期的采用者來說魅力最大,由于他們不需要任何附加硬件,但對(duì)于異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)而言,系統(tǒng)的運(yùn)行效果并不是很好。對(duì)于那些要求最大限度進(jìn)行互操縱的企業(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(duì)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題目,存儲(chǔ)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。

不同供給商的存儲(chǔ)虛擬化實(shí)現(xiàn)方法不同,一些偏重于復(fù)制,一些擅長(zhǎng)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(chǔ)治理軟件供給商趨向于提供最完善的治理套餐。但是,多平臺(tái)的支持和最佳的性能特性并不輕易達(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。很多存儲(chǔ)供給商提供三層鏡像結(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(chǔ)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(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中,存儲(chǔ)訪問控制經(jīng)常在分區(qū)(Zoning)式的主機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行。只有屬于同一個(gè)分區(qū)的主性能夠訪問這個(gè)分區(qū)的存儲(chǔ)設(shè)備。主機(jī)和存儲(chǔ)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(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相似。

分區(qū)有多種方法。隨著共享存儲(chǔ)的粒度和治理難易程度不同,分區(qū)方法的差異很大?;诙丝诘姆謪^(qū)經(jīng)常在交換機(jī)中實(shí)現(xiàn),交換機(jī)內(nèi)部的訪問必須在指定的端口之間進(jìn)行。這種分區(qū)的特色是分區(qū)之間不能重疊。當(dāng)指定的端口分區(qū)成員發(fā)生變動(dòng)時(shí),分區(qū)需要重新配置。這種方式有著明顯的缺陷,由于大多數(shù)情況下,即使交換機(jī)端口發(fā)生調(diào)整,也不答應(yīng)改變分區(qū)成員的一致性。

子系統(tǒng)分區(qū)或卷映射經(jīng)常由內(nèi)部磁盤子系統(tǒng)的控制器來實(shí)現(xiàn),它答應(yīng)整個(gè)或部分驅(qū)動(dòng)器成為其數(shù)據(jù)出口,使得單一存儲(chǔ)子系統(tǒng)看起來似乎是多驅(qū)動(dòng)器和多主機(jī)。基于邏輯單元設(shè)備號(hào)掩碼(LUNmasking)之上的分區(qū)在主機(jī)I/O控制器、主機(jī)軟件或路由器上得以實(shí)現(xiàn)。LUN掩碼像一個(gè)過濾器,只答應(yīng)主機(jī)訪問特定的存儲(chǔ)資源,它也答應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)子系統(tǒng)中單一驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)儆诓煌姆謪^(qū),從而產(chǎn)生設(shè)備層面的分區(qū)。

存儲(chǔ)虛擬化功能的復(fù)雜性很輕易在很多供給商中產(chǎn)生一種"人人都能做虛擬化"的錯(cuò)覺,實(shí)在是各商家采取了不同的標(biāo)準(zhǔn)來定義"虛擬化"。供給商之間技術(shù)的整合和合作隨時(shí)都可能發(fā)生。因此要求數(shù)據(jù)中心經(jīng)理們具備良好的技術(shù)知識(shí),以便清楚地了解自己需要的是什么。

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