| 本文是為業(yè)內(nèi)提供存儲(chǔ)器虛擬化的一個(gè)實(shí)際的綜合性定義,根據(jù)這項(xiàng)定義可以對存儲(chǔ)器提供商進(jìn)行衡量,同時(shí)也指出存儲(chǔ)集合和真正的存儲(chǔ)器虛擬化之間的差別。
存儲(chǔ)器虛擬化是什么？
存儲(chǔ)器虛擬化的實(shí)際定義是：在一個(gè)集中化存儲(chǔ)池的所有可用空間上交叉存儲(chǔ)并利用這些空間的能力,使存儲(chǔ)器能夠被集中管理并與一個(gè)多機(jī)種服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)共享。
真正的虛擬化為用戶提供了大量好處：
簡化了存儲(chǔ)容量管理：用戶可以將重點(diǎn)放在其存儲(chǔ)需要上,而不是放在物理硬盤的大小、類型和特點(diǎn)上。用戶只需增加硬盤,并將任何容量或類型的硬盤混合和匹配起來,就能增加存儲(chǔ)容量。這項(xiàng)工作可以迅速完成,而不會(huì)使系統(tǒng)癱瘓。
簡化了配置：用戶可以根據(jù)特殊環(huán)境很容易地配置存儲(chǔ)器。他可以在存儲(chǔ)盒內(nèi)管理不同的RAID級(jí),并在運(yùn)行中改變RAID級(jí)。
多機(jī)種服務(wù)器環(huán)境中的集中化存儲(chǔ)：裝有不同操作系統(tǒng)的不同服務(wù)器可以與一個(gè)龐大的集中化存儲(chǔ)池連接并同時(shí)共享該存儲(chǔ)池。
簡化了存儲(chǔ)器分配：用戶可以將存儲(chǔ)器分割成一些“虛擬磁盤”,隨時(shí)隨地需要存儲(chǔ)容量,都能將這些“虛擬磁盤”分配給服務(wù)器。然后,用戶在用完之后可以將這些存儲(chǔ)容量返還給存儲(chǔ)池。
簡化了存儲(chǔ)體積擴(kuò)充：用戶可以在運(yùn)行中迅速擴(kuò)充虛擬磁盤。
簡化了數(shù)據(jù)管理：用戶可以在存儲(chǔ)盒內(nèi)以及在SAN上很容易地管理、拷貝、鏡像和交換數(shù)據(jù)。
有效利用容量：在任何及所有可用硬盤上交叉存取數(shù)據(jù),可以使系統(tǒng)在配置存儲(chǔ)器上面提高靈活性。
系統(tǒng)性能最大化：所有主軸和傳動(dòng)器均可用來處理讀/寫請求。這樣消除了數(shù)據(jù)存取瓶頸或“熱點(diǎn)”。此外,尋道距離減少了,因此加快了訪問時(shí)間。
虛擬化之路
過去三十年來,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)取得了相當(dāng)大的發(fā)展,分為兩個(gè)主要方面：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的地方。
最初,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是在簡單的硬盤上。這種設(shè)備不能提供保護(hù),以防止因硬盤破壞或?yàn)?zāi)難造成的數(shù)據(jù)丟失。此外,其讀/寫性能通常較差。
RAID（獨(dú)立磁盤冗余陣列）的問世改進(jìn)了數(shù)據(jù)處理的方式。在一組硬盤（RAID 0） 上交叉存取數(shù)據(jù)提高了系統(tǒng)性能,因?yàn)楦嗟挠脖P傳動(dòng)器可以用來處理讀/寫請求。鏡像（RAID 1）通過將多個(gè)硬盤上的數(shù)據(jù)放到存儲(chǔ)系統(tǒng)之內(nèi),提供了容錯(cuò)性。帶奇偶校驗(yàn)的交叉存�。≧AID 3、5）由于納入了奇偶校驗(yàn)磁盤,從而提供了更高的交叉存取性能和某些容錯(cuò)性,交叉存取和鏡像（RAID 10,0+1）把交叉存取的改進(jìn)性能與反射的容錯(cuò)性結(jié)合到了一起。
大型存儲(chǔ)器廠商通過把多個(gè)物理RAID設(shè)備安裝到一個(gè)底盤內(nèi)（圖1）又向前推進(jìn)了一步。這些系統(tǒng)通過共享冗余風(fēng)扇、電源、處理器板、高速緩存器和交換機(jī),實(shí)現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)。用戶可以將冗余系統(tǒng)上的存儲(chǔ)器集到一起,集中向多臺(tái)服務(wù)器分配容量并只利用一組操作指令來管理多臺(tái)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。
在大多數(shù)RAID設(shè)備中,數(shù)據(jù)是在一個(gè)固定的物理硬盤配置上被交叉存取。這種方式帶有幾個(gè)內(nèi)在問題：配置限制;存儲(chǔ)容量擴(kuò)展效率不高;技術(shù)升級(jí)昂貴;浪費(fèi)用戶時(shí)間;容量使用效率不高;難以改變存儲(chǔ)體積配置;性能存在瓶頸。
起初,存儲(chǔ)主要是在主機(jī)服務(wù)器上,但這些系統(tǒng)極其昂貴,而且遇到帶寬和性能限制。
服務(wù)器附屬存儲(chǔ)器
20世紀(jì)90年代,誕生了客戶機(jī)－服務(wù)器技術(shù)：分布式計(jì)算、部門服務(wù)器和不同操作系統(tǒng)成了規(guī)范。在這種環(huán)境中,很多存儲(chǔ)是通過SCSI或光纖信道直接與部門服務(wù)器連接。
這種模式帶來的實(shí)際難題是：數(shù)據(jù)分散;管理復(fù)雜;備份操作效率不高;存儲(chǔ)擴(kuò)充昂貴（圖2）。
SAN設(shè)備：集合存儲(chǔ)技術(shù)
存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SANs）的好處是擁有提供了容錯(cuò)性和更高速度的集中化存儲(chǔ)。SANs將存儲(chǔ)器放在一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)上,使服務(wù)器可以與連接網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)器相連。SANs的確解決了與服務(wù)器附屬存儲(chǔ)器有關(guān)的許多問題,并為用戶提供了幾項(xiàng)好處：數(shù)據(jù)集中;存儲(chǔ)管理得到改善;備份操作效率提高;投資收回率提高。不過,SAN上的大多數(shù)存儲(chǔ)設(shè)備不會(huì)降低存儲(chǔ)管理的復(fù)雜性。
 SAN設(shè)備提供了管理SAN上的存儲(chǔ)器的一種替代方式。SAN設(shè)備可以將SAN上的存儲(chǔ)器聚集起來,并為用戶提供這種存儲(chǔ)的一個(gè)“虛擬視圖”（圖3）。用戶可以從SAN設(shè)備盒中在這個(gè)集合存儲(chǔ)器上分割空間并執(zhí)行邏輯單元號(hào)（LUN）屏蔽和LUN映像。映像和屏蔽可確保存儲(chǔ)量只被分配給指定的服務(wù)器,而且這些服務(wù)器能夠適當(dāng)識(shí)別存儲(chǔ)量。
由于SAN設(shè)備不像存儲(chǔ)器虛擬化的定義那樣在所有可用主軸上交叉存取數(shù)據(jù),所以它們不提供真正的虛擬化。此外,因?yàn)樗鼈儾荒芸刂茊蝹�(gè)存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)際處理數(shù)據(jù)的方式,所以它們往往為用戶提供不了什麼價(jià)值（除了映像和LUN屏蔽之外）。
XIOtech的真正的存儲(chǔ)器虛擬化——MAGNITUDE
XIOtech通過開發(fā) MAGNITUDE SAN服務(wù)器和REDITM軟件家族解決了這項(xiàng)難題。MAGNITUDE是完全重新設(shè)計(jì)的,以便將一個(gè)SAN的所有部件納入一個(gè)集中化的、易于管理的高可用性配置之中。
XIOtech的MAGNITUD使用了真正的虛擬化,因?yàn)樗谒锌捎弥鬏S上對用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉存取,從而創(chuàng)建了虛擬磁盤,并利用系統(tǒng)中的 所有存儲(chǔ)容量（圖4）。這樣在服務(wù)器附屬存儲(chǔ)器和集合存儲(chǔ)器技術(shù)中消除了固定RAID設(shè)備所帶來的限制。
具體地說,它提供了：
簡單性：通過在所有可用硬盤上交叉存取數(shù)據(jù),MAGNITUDE可以讓用戶從一個(gè)中央控制臺(tái)迅速而容易地執(zhí)行所有的存儲(chǔ)管理任務(wù)。大多數(shù)任務(wù)只需要幾秒鐘,敲幾下鍵就行了。
功能性：用戶可以在虛擬磁盤之間拷貝、交換和鏡像數(shù)據(jù),并在與MAGNITUDE相連的光纖信道設(shè)備上執(zhí)行LUN屏蔽、LUN映像和群集任務(wù)。
性能：它不是利用一個(gè)底板中數(shù)量有限的傳動(dòng)器和主軸來為用戶獲取數(shù)據(jù),而是利用所有主軸和傳動(dòng)器使系統(tǒng)的隨機(jī)性能極大化。智能I/O優(yōu)化算法也努力減少存儲(chǔ)盒所遇到的實(shí)際工作負(fù)載。
MAGNITUDE也解決了與分散存儲(chǔ)和多機(jī)種操作環(huán)境有關(guān)的許多問題。
集中化：MAGNITUDE裝有一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)交換機(jī)和64個(gè)SCSI硬盤,構(gòu)成了一項(xiàng)集成存儲(chǔ)解決方案。這樣把主機(jī)計(jì)算機(jī)和集中存儲(chǔ)所提供的好處和規(guī)模經(jīng)濟(jì)與當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所需的分散計(jì)算的靈活性結(jié)合到了一起。
多機(jī)種環(huán)境：用戶可以通過業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的光纖信道主機(jī)總線適配器,將192個(gè)服務(wù)器（每個(gè)服務(wù)器有一個(gè)不同的操作系統(tǒng)）與同一MAGNITUDE連接。MAGNITUDE目前可同時(shí)支持NetWare、Windows NT、Windows 2000、Linux、MAC OS、AIX、HP-UX、IRIX以及Solaris連接。
當(dāng)今的存儲(chǔ)選擇如何達(dá)到虛擬化的定義標(biāo)準(zhǔn)
在集中化存儲(chǔ)池的所有可用空間上交叉存取數(shù)據(jù)并利用這些空間的能力
服務(wù)器附屬存儲(chǔ)器既不提供、也不主張?zhí)峁┐鎯?chǔ)器虛擬化。服務(wù)器附屬RAID設(shè)備提供了冗余存儲(chǔ)的好處,但絲毫沒有解決與分散存儲(chǔ)相關(guān)的問題（圖2）。
大型RAID設(shè)備和SAN設(shè)備沒有在所有可用主軸上交叉存取數(shù)據(jù),因此沒有通過首次虛擬化測試（圖1、圖3）。由于沒有使數(shù)據(jù)虛擬化,所有這些設(shè)備都遇到了前面所述的一些限制——從配置限制到性能瓶頸等。
XIOtech真正的虛擬化技術(shù)有效地消除了固定RAID設(shè)備所帶來的限制。虛擬化過程對于只是看到一個(gè)在需要時(shí)能夠被分割并分配給服務(wù)器的大型存儲(chǔ)池的用戶而言是透明的。用戶遠(yuǎn)離了存儲(chǔ)介質(zhì)的物理特征,而且可以管理存儲(chǔ)池而不是單個(gè)硬盤。
通過在所有可用硬盤上交叉存取數(shù)據(jù),MAGNITUDE可以讓用戶從一個(gè)中央控制臺(tái)迅速而且很容易地執(zhí)行幾乎所有的存儲(chǔ)管理任務(wù),而不會(huì)使服務(wù)器癱瘓。大多數(shù)任務(wù)只需要幾秒鐘,敲幾下鍵就行了。
利用MAGNITUDE SAN服務(wù)器,用戶可以：
● 通過創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬磁盤給一臺(tái)服務(wù)器分配存儲(chǔ)器。
● 從一臺(tái)服務(wù)器中卸去存儲(chǔ)器并通過刪除虛擬磁盤將未用空間歸還給自由存儲(chǔ)池。
● 通過擴(kuò)充一個(gè)服務(wù)器的分配的虛擬磁盤來增加其存儲(chǔ)量。
● 在運(yùn)行中創(chuàng)建、改變或混合RAID級(jí)。
● 通過插入任何容量的另一個(gè)硬盤為MAGNITUDE增加存儲(chǔ)容量;該系統(tǒng)獲得存儲(chǔ)空間并將其增加到一個(gè)自由存儲(chǔ)池中。
集中管理并與一個(gè)多機(jī)種服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)共享存儲(chǔ)器的能力
服務(wù)器附屬存儲(chǔ)器的最大一個(gè)缺點(diǎn)是,它將一個(gè)公司的寶貴財(cái)富——數(shù)據(jù)——分散了（圖2）。數(shù)據(jù)不能用來進(jìn)行分析和決策,而是被分布到常常裝有不同操作系統(tǒng)和硬件的多臺(tái)服務(wù)器中。數(shù)據(jù)不能很容易地被共享、移動(dòng)或受到保護(hù),以防止災(zāi)難。備份操作比較復(fù)雜,而且給網(wǎng)絡(luò)性能提出了過分要求。
大型RAID存儲(chǔ)設(shè)備將一個(gè)物理底盤內(nèi)的所有存儲(chǔ)容量并入一個(gè)很龐大的集中化存儲(chǔ)池中（圖1）。此外,它們還為用戶提供了集中管理該存儲(chǔ)池的各種不同工具。當(dāng)前市場上可用的SAN設(shè)備在多機(jī)種服務(wù)器環(huán)境中有效工作的能力各不相同,這種能力是真正的虛擬化的一個(gè)重要組件。因此,根據(jù)特定大型存儲(chǔ)設(shè)備與多種服務(wù)器類型及操作系統(tǒng)一起工作的能力,它也許會(huì)、也許不會(huì)通過第二項(xiàng)虛擬化測試。
SAN設(shè)備將實(shí)際位于網(wǎng)絡(luò)中的各種存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)器聚集起來（圖3）。通過聚集SAN上的異構(gòu)存儲(chǔ)器并為用戶提供其存儲(chǔ)器的一個(gè)“虛擬化視圖”,SAN設(shè)備的確通過了第二項(xiàng)虛擬化測試。用戶在需要時(shí)可以利用硬盤,并從一個(gè)多機(jī)種存儲(chǔ)環(huán)境內(nèi)的SAN設(shè)備盒內(nèi)執(zhí)行LUN屏蔽和LUN映像。
雖然大型存儲(chǔ)設(shè)備和SAN設(shè)備提供了集中化存儲(chǔ),但它們實(shí)際提供的是集合而不是虛擬化。用戶仍必須意識(shí)到系統(tǒng)內(nèi)硬盤的物理特點(diǎn),以有效利用和管理存儲(chǔ)池。
MAGNITUDE也通過了第二項(xiàng)虛擬化測試（圖4）。利用XIOtech的REDI軟件家族,用戶可以很容易地從一個(gè)中央控制臺(tái)執(zhí)行各方面的存儲(chǔ)管理任務(wù)。他可以在磁盤之間拷貝、交換和鏡像數(shù)據(jù),并在與MAGNITUDE相連的光纖信道設(shè)備上執(zhí)行LUN屏蔽、LUN映像和群集任務(wù)。所有這一切均可以在一個(gè)多機(jī)種服務(wù)器環(huán)境之內(nèi)聯(lián)機(jī)完成。
利用MAGNITUDE和REDI軟件家族,用戶只需敲幾下鍵就能：
● 改變用戶希望將服務(wù)器與之連接的一個(gè)磁盤的LUN。
● 遮住一個(gè)特殊的LUN,以防止多機(jī)種服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中某些服務(wù)器進(jìn)行的不受歡迎的存取。
● 將數(shù)據(jù)從一個(gè)虛擬磁盤拷貝到另一個(gè)虛擬磁盤,以復(fù)制大量數(shù)據(jù)。
● 將大量數(shù)據(jù)從一個(gè)虛擬磁盤反射到另一個(gè)虛擬磁盤。
● 將數(shù)據(jù)從一個(gè)虛擬磁盤遷移到另一個(gè)虛擬磁盤。
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