SAN和NAS虛擬化深度解析

SAN和NAS虛擬化深度解析（1）

存儲(chǔ)虛擬化一直以來(lái)被認(rèn)為是阻礙虛擬化的瓶頸。然而在數(shù)年內(nèi)，存儲(chǔ)虛擬化已經(jīng)證明了它自己在大型企業(yè)中的價(jià)值，將昂貴的小型解決方案轉(zhuǎn)變?yōu)榱素?fù)擔(dān)得起的產(chǎn)品。中端存儲(chǔ)陣列的出現(xiàn)，使得存儲(chǔ)虛擬化大幅減輕了中小型企業(yè)的存儲(chǔ)管理負(fù)擔(dān)。與此同時(shí)，由頂級(jí)廠商提供的專門(mén)解決方案為使用大型SAN的企業(yè)提供了最佳投資回報(bào)率(ROI)

存儲(chǔ)虛擬化在主存儲(chǔ)和物理存儲(chǔ)中創(chuàng)建了一個(gè)抽象的層，其模糊了個(gè)體存儲(chǔ)設(shè)備的特征。當(dāng)在一個(gè)SAN中執(zhí)行時(shí)，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)而言之，存儲(chǔ)虛擬化從多個(gè)、不同種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備匯聚了物理存儲(chǔ)，為主機(jī)提供了可以使用的虛擬存儲(chǔ)容量。

除了由不同陣列的物理磁盤(pán)組成的存儲(chǔ)池外，存儲(chǔ)虛擬化還以一種統(tǒng)一的方式提供了大量的服務(wù)。包括了邏輯單元號(hào)(LUN)偽裝、串聯(lián)以及容量分組與剝離的基本容量管理延伸至了精簡(jiǎn)自動(dòng)配置、自動(dòng)容量擴(kuò)展和自動(dòng)數(shù)據(jù)移植，進(jìn)而延伸到了數(shù)據(jù)保護(hù)和災(zāi)難恢復(fù)，這其中包括快照和鏡像?？傊?，虛擬化解決方案可以被用作中央控制點(diǎn)，強(qiáng)化存儲(chǔ)管理策略，實(shí)現(xiàn)更高的SLA

或許由塊級(jí)虛擬化所提供的最重要的服務(wù)是有序的數(shù)據(jù)移植。對(duì)于大型企業(yè)來(lái)說(shuō)，移動(dòng)數(shù)據(jù)是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。由于老設(shè)備被淘汰，而新設(shè)備不斷加入到網(wǎng)絡(luò)中，存儲(chǔ)虛擬化使得塊級(jí)數(shù)據(jù)的移植可以在無(wú)任何損耗的情況下由一個(gè)設(shè)備移植到另一個(gè)設(shè)備中。存儲(chǔ)管理員只需要進(jìn)行例行性的維護(hù)，可以在不妨礙應(yīng)用程序或用戶的情況下更換老存儲(chǔ)陣列。生產(chǎn)系統(tǒng)可一直保持在正常生產(chǎn)狀態(tài)。

四個(gè)架構(gòu)解決辦法

在一個(gè)虛擬化的SAN網(wǎng)絡(luò)中，有四個(gè)辦法可以傳遞存儲(chǔ)虛擬化服務(wù)：帶內(nèi)應(yīng)用、帶外應(yīng)用、被稱為分離路徑虛擬化架構(gòu)的混合解決辦法和基于控制器的虛擬化。不管架構(gòu)，所有的存儲(chǔ)虛擬化解決方案必須要做三個(gè)實(shí)質(zhì)性的事情：保留一張?zhí)摂M磁盤(pán)和物理存儲(chǔ)的地圖，包括其它的配置元數(shù)據(jù);配置變化和在座管理任務(wù)的執(zhí)行命令;在主機(jī)和存儲(chǔ)之間傳輸數(shù)據(jù)。在他們處理元數(shù)據(jù)、控制和數(shù)據(jù)路徑這三個(gè)獨(dú)立的路徑或流的方式中，四個(gè)架構(gòu)會(huì)有區(qū)別。這些區(qū)別影響到性能和延展性。

帶內(nèi)應(yīng)用在一個(gè)單一設(shè)備中處理元數(shù)據(jù)、控制和數(shù)據(jù)路徑信息。換句話說(shuō)，元數(shù)據(jù)管理和控制功能共享數(shù)據(jù)路徑。在繁忙的SAN中，這是一個(gè)潛在的瓶頸，原因是所有的主機(jī)請(qǐng)求必須流過(guò)一個(gè)單一的控制點(diǎn)。帶內(nèi)應(yīng)用廠商通過(guò)在產(chǎn)品中增加高級(jí)簇和緩存能力解決這一潛在的延展性問(wèn)題。這些廠商中的大多數(shù)都能夠針對(duì)大型企業(yè)SAN部署展示他們解決方案的延展性和性能。帶內(nèi)解決方案包括DataCore公司的SANsymphony、FalconStor公司的IPStor和IBM公司的SAN容量控制器。

帶外應(yīng)用將元數(shù)據(jù)管理和控制操作排除到了數(shù)據(jù)路徑外，將這些轉(zhuǎn)向了一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算引擎上。其障礙是該軟件代理必須被安裝在每臺(tái)主機(jī)上。軟件代理的是工作是從數(shù)據(jù)流中采集元數(shù)據(jù)和控制需求，將它們前送至帶外應(yīng)用進(jìn)行處理，讓主機(jī)更加專注于數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)。帶外應(yīng)用的唯一提供商是LSI Logic公司，其推出的StoreAge產(chǎn)品適用于帶外或分離路徑。

分離路徑系統(tǒng)可讓智能交換機(jī)的端口級(jí)處理能力從數(shù)據(jù)路徑中剝離元數(shù)據(jù)和控制信息。與帶外應(yīng)用在主機(jī)內(nèi)剝離路徑不同，分離路徑系統(tǒng)在是網(wǎng)絡(luò)中分離數(shù)據(jù)和控制路徑。分離路徑系統(tǒng)將元數(shù)據(jù)和控制信息前送至帶外計(jì)算引擎進(jìn)行處理，然后將數(shù)據(jù)路徑信息傳遞給存儲(chǔ)設(shè)備。因此，分離路徑系統(tǒng)降低了對(duì)主機(jī)級(jí)代理的需求。

總的來(lái)說(shuō)，分離路徑虛擬化軟件運(yùn)行在智能交換機(jī)上。分離路徑虛擬化控制器提供商為EMC 公司(Invista)、 Incipient公司和 LSI Logic公司 (StoreAge SVM)。

陣列控制器是最普通的層，虛擬化服務(wù)被部署在此處。但是控制器僅虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)中的物理硬盤(pán)。不過(guò)，這一情況正在發(fā)生改變。對(duì)老方案的改良是在控制器上部署虛擬化智能，這樣一來(lái)其就可以虛擬化內(nèi)部和外部存儲(chǔ)。與帶內(nèi)應(yīng)用一樣，控制器處理數(shù)據(jù)、控制和元數(shù)據(jù)三個(gè)路徑。日立通用存儲(chǔ)平臺(tái)是這一基于控制器虛擬化方案的代表。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201706/353355.htmSAN和NAS虛擬化深度解析（2）

文件虛擬化

正如簡(jiǎn)化SAN管理一樣，文件虛擬化可以大幅降低與企業(yè)NAS系統(tǒng)相關(guān)的復(fù)雜性和局限制性。我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到無(wú)序的數(shù)據(jù)容量正在出現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。對(duì)此，IT行業(yè)幾乎沒(méi)有有效辦法控制這些數(shù)據(jù)。文件虛擬化為我們提供了一個(gè)解決辦法。

文件虛擬化抽象化了物理文件服務(wù)器和NAS設(shè)備的潛在特點(diǎn)，通過(guò)物理設(shè)備創(chuàng)建了一個(gè)統(tǒng)一的名稱空間。名稱空間僅僅是關(guān)于目錄與文件和它們的相應(yīng)元數(shù)據(jù)層級(jí)的一個(gè)新穎的說(shuō)法，其關(guān)系到單一的機(jī)器或文件系統(tǒng)。通過(guò)引入基于單一名稱空間的多文件系統(tǒng)和設(shè)備，文件虛擬化提供了目錄和文件的一個(gè)單一視圖，給予了管理員一個(gè)單一控制點(diǎn)管理數(shù)據(jù)。

文件虛擬化與存儲(chǔ)虛擬化的許多優(yōu)點(diǎn)是相同的。如與存儲(chǔ)虛擬化一樣，文件虛擬化能夠有序的從一臺(tái)設(shè)備向另一臺(tái)設(shè)備轉(zhuǎn)移文件數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)管理員只需要例行性的維持NAS設(shè)備，可以在不妨礙應(yīng)用程序或用戶的情況下更換老存儲(chǔ)陣列。

當(dāng)引入了簇技術(shù)后，文件虛擬化也可以大幅提升延展性和性能。與單一的NAS設(shè)備相比，一個(gè)NAS簇可以提供多個(gè)更快吞吐量和IOPS的命令。HPC(高性能計(jì)算)嚴(yán)重依賴文件虛擬化技術(shù)傳輸可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

三個(gè)架構(gòu)解決辦法

目前文件虛擬化還處于起步階段。一直以來(lái)，不同廠商的解決辦法僅僅適合不同的使用模式，沒(méi)有一個(gè)解決辦法適合所有的模式。目前市場(chǎng)上有三個(gè)不同的文件虛擬化解決方案：整合平臺(tái)的名稱空間、集群存儲(chǔ)派生的名稱空間、基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化名稱空間。

整合平臺(tái)的名稱空間是主機(jī)文件系統(tǒng)的擴(kuò)展。此類(lèi)名稱空間適合多站點(diǎn)協(xié)作，不過(guò)它們的缺乏豐富的文件控制，局限于單一的文件系統(tǒng)或操作系統(tǒng)。典型代表是Brocade StorageX、NFS v4和微軟的分布式文件系統(tǒng) (DFS)。

集群存儲(chǔ)系統(tǒng)聯(lián)合了簇和高級(jí)文件系統(tǒng)技術(shù)，可創(chuàng)建一個(gè)模塊化擴(kuò)展系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)一直增長(zhǎng)的NFS和 CIFS容量需求。集群存儲(chǔ)系統(tǒng)非常適合高性能應(yīng)用，將多文件服務(wù)器整合為一個(gè)單一的高可用性系統(tǒng)。這一解決方案的代表是Exanet、Isilon、Network Appliance (Data ONTAP GX)和惠普(PolyServe)。

基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化名稱空間可由安裝在網(wǎng)絡(luò)上，位于客戶與NAS設(shè)備之間的設(shè)備(通常指網(wǎng)絡(luò)文件文件管理器)創(chuàng)建。雖然這些設(shè)備本質(zhì)上是作為文件級(jí)協(xié)議的路由器或交換機(jī)，但是它們可以跨文件服務(wù)器提供虛擬名稱空間，在客戶與存儲(chǔ)之間路由所有的NFS和CIFS信息。NFM設(shè)備可以被部署至帶內(nèi)或帶外。基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化名稱空間非常適合層列式存儲(chǔ)部署和其它需求有序進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的情況。

編輯：博子