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虚拟化存储

 宜宾翠屏区 2020-10-30

      存储虚拟化(Storage Virtualization)就是对存储硬件资源进行抽象化表现。通过将一个(或多个)目标(Target)服务或功能与其它附加的功能集成,统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况:屏蔽系统的复杂性,增加或集成新的功能,仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的,而这些实体则是用来提供存储资源及服务的。
       虚拟存储池是采取集中化的管理,并根据具体的需求把存储资源动态地分配给各个应用。利用虚拟化技术,可以用磁盘阵列模拟磁带库,为应用提供速度像磁盘一样快、容量却像磁带库一样大的存储资源,这就是当今应用越来越广泛的虚拟磁带库(VTL, Virtual Tape Library),在当今企业存储系统中扮演着越来越重要的角色。
      虚拟化存储的三种方式:
      方法1:基于主机的虚拟存储
      基于主机的虚拟存储依赖于代理或管理软件,它们安装在一个或多个主机上,实现存储虚拟化的控制和管理。由于控制软件是运行在主机上,这就会占用主机的处理时间。因此,这种方法的可扩充性较差,实际运行的性能不是很好。基于主机的方法也有可能影响到系统的稳定性和安全性,因为有可能导致不经意间越权访问到受保护的数据。这种方法要求在主机上安装适当的控制软件,因此一个主机的故障可能影响整个SAN系统中数据的完整性。软件控制的存储虚拟化还可能由于不同存储厂商软硬件的差异而带来不必要的互操作性开销,所以这种方法的灵活性也比较差。
       方法2:基于存储设备的虚拟化
       基于存储设备的存储虚拟化方法依赖于提供相关功能的存储模块。如果没有第三方的虚拟软件,基于存储的虚拟化经常只能提供一种不完全的存储虚拟化解决方案。对于包含多厂商存储设备的SAN存储系统,这种方法的运行效果并不是很好。依赖于存储供应商的功能模块将会在系统中排斥JBODS(JustaBunchofDisks,简单的硬盘组)和简单存储设备的使用,因为这些设备并没有提供存储虚拟化的功能。当然,利用这种方法意味着最终将锁定某一家单独的存储供应商。
       基于存储的虚拟化方法也有一些优势:在存储系统中这种方法较容易实现,容易和某个特定存储供应商的设备相协调,所以更容易管理,同时它对用户或管理人员都是透明的。但是,我们必须注意到,因为缺乏足够的软件进行支持,这就使得解决方案更难以客户化(customzing)和监控。
       方法3:基于网络的虚拟存储
       基于网络的虚拟化方法是在网络设备之间实现存储虚拟化功能,具体有下面几种方式:
       1.基于互联设备的虚拟化
       基于互联设备的方法如果是对称的,那么控制信息和数据走在同一条通道上;如果是不对称的,控制信息和数据走在不同的路径上。在对称的方式下,互联设备可能成为瓶颈,但是多重设备管理和负载平衡机制可以减缓瓶颈的矛盾。同时,多重设备管理环境中,当一个设备发生故障时,也比较容易支持服务器实现故障接替。但是,这将产生多个SAN孤岛,因为一个设备仅控制与它所连接的存储系统。非对称式虚拟存储比对称式更具有可扩展性,因为数据和控制信息的路径是分离的。
       基于互联设备的虚拟化方法能够在专用服务器上运行,使用标准操作系统,例如Windows、SunSolaris、Linux或供应商提供的操作系统。这种方法运行在标准操作系统中,具有基于主机方法的诸多优势——易使用、设备便宜。许多基于设备的虚拟化提供商也提供附加的功能模块来改善系统的整体性能,能够获得比标准操作系统更好的性能和更完善的功能,但需要更高的硬件成本。
       2. 基于路由器的虚拟化
       基于路由器的方法是在路由器固件上实现存储虚拟化功能。供应商通常也提供运行在主机上的附加软件来进一步增强存储管理能力。在此方法中,路由器被放置于每个主机到存储网络的数据通道中,用来截取网络中任何一个从主机到存储系统的命令。由于路由器潜在地为每一台主机服务,大多数控制模块存在于路由器的固件中,相对于基于主机和大多数基于互联设备的方法,这种方法的性能更好、效果更佳。由于不依赖于在每个主机上运行的代理服务器,这种方法比基于主机或基于设备的方法具有更好的安全性。当连接主机到存储网络的路由器出现故障时,仍然可能导致主机上的数据不能被访问。但是只有联结于故障路由器的主机才会受到影响,其他主机仍然可以通过其他路由器访问存储系统。路由器的冗余可以支持动态多路径,这也为上述故障问题提供了一个解决方法。由于路由器经常作为协议转换的桥梁,基于路由器的方法也可以在异构操作系统和多供应商存储环境之间提供互操作性。

     SAN、DAS、NAS三种存储技术

      1、 DAS(Direct-attached Storage) 直连存储
      直连式存储与服务器主机之间的连接通常采用SCSI连接,SCSI通道是IO瓶颈;服务器主机SCSI ID资源有限,能够建立的SCSI通道连接有限。
     无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster),或存储阵列容量的扩展,都会造成业务系统的停机。

     2、NAS(Network Attached Storage) 网络附加存储——是一个网络上的文件系统
     存储设备通过标准的网络拓扑结构(以太网)添加到一群计算机上。应用:文档图片电影共享,云存储。NAS即插即用,支持多平台。
    3、NAS有一关键问题,即备份过程中的带宽消耗,NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到网络上,也就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。
      NAS需要服务器自己搜索它的硬盘

       SAN优点:
       将存储和服务器隔离,简化了存储管理,能够统一、集中的管理各种资源。
        使存储更为高效。通常网络中,可能一个服务器可用空间用完了,另一个服务器还有很多可用空间。SAN把所有存储空间有效的汇集在一起,每个服务器都享有访问组织内部的所有存储空间的同等权利。这一方法能降低文件冗余度。
       SAN能屏蔽系统的硬件,可以同时采用不同厂商的存储设备
       SAN不足:跨平台性能没有NAS好,价格偏高,搭建SAN比在服务器后端安装NAS要复杂的多。
         虚拟化存储

  

  

  

  

  

  

  

  

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