SAN和NAS虛擬化深度解析

SAN和NAS虛擬化深度解析（1）

存儲虛擬化一直以來(lái)被認為是阻礙虛擬化的瓶頸。然而在數年內，存儲虛擬化已經(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變?yōu)榱素摀闷鸬漠a(chǎn)品。中端存儲陣列的出現，使得存儲虛擬化大幅減輕了中小型企業(yè)的存儲管理負擔。與此同時(shí)，由頂級廠(chǎng)商提供的專(zhuān)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率(ROI)

存儲虛擬化在主存儲和物理存儲中創(chuàng )建了一個(gè)抽象的層，其模糊了個(gè)體存儲設備的特征。當在一個(gè)SAN中執行時(shí)，它為所有的塊級存儲提供了一個(gè)單一的管理點(diǎn)。簡(jiǎn)而言之，存儲虛擬化從多個(gè)、不同種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò )存儲設備匯聚了物理存儲，為主機提供了可以使用的虛擬存儲容量。

除了由不同陣列的物理磁盤(pán)組成的存儲池外，存儲虛擬化還以一種統一的方式提供了大量的服務(wù)。包括了邏輯單元號(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)容量擴展和自動(dòng)數據移植，進(jìn)而延伸到了數據保護和災難恢復，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)，強化存儲管理策略，實(shí)現更高的SLA

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

四個(gè)架構解決辦法

在一個(gè)虛擬化的SAN網(wǎng)絡(luò )中，有四個(gè)辦法可以傳遞存儲虛擬化服務(wù)：帶內應用、帶外應用、被稱(chēng)為分離路徑虛擬化架構的混合解決辦法和基于控制器的虛擬化。不管架構，所有的存儲虛擬化解決方案必須要做三個(gè)實(shí)質(zhì)性的事情：保留一張虛擬磁盤(pán)和物理存儲的地圖，包括其它的配置元數據;配置變化和在座管理任務(wù)的執行命令;在主機和存儲之間傳輸數據。在他們處理元數據、控制和數據路徑這三個(gè)獨立的路徑或流的方式中，四個(gè)架構會(huì )有區別。這些區別影響到性能和延展性。

帶內應用在一個(gè)單一設備中處理元數據、控制和數據路徑信息。換句話(huà)說(shuō)，元數據管理和控制功能共享數據路徑。在繁忙的SAN中，這是一個(gè)潛在的瓶頸，原因是所有的主機請求必須流過(guò)一個(gè)單一的控制點(diǎn)。帶內應用廠(chǎng)商通過(guò)在產(chǎn)品中增加高級簇和緩存能力解決這一潛在的延展性問(wèn)題。這些廠(chǎng)商中的大多數都能夠針對大型企業(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。

帶外應用將元數據管理和控制操作排除到了數據路徑外，將這些轉向了一個(gè)獨立的計算引擎上。其障礙是該軟件代理必須被安裝在每臺主機上。軟件代理的是工作是從數據流中采集元數據和控制需求，將它們前送至帶外應用進(jìn)行處理，讓主機更加專(zhuān)注于數據傳輸和存儲。帶外應用的唯一提供商是LSI Logic公司，其推出的StoreAge產(chǎn)品適用于帶外或分離路徑。

分離路徑系統可讓智能交換機的端口級處理能力從數據路徑中剝離元數據和控制信息。與帶外應用在主機內剝離路徑不同，分離路徑系統在是網(wǎng)絡(luò )中分離數據和控制路徑。分離路徑系統將元數據和控制信息前送至帶外計算引擎進(jìn)行處理，然后將數據路徑信息傳遞給存儲設備。因此，分離路徑系統降低了對主機級代理的需求。

總的來(lái)說(shuō)，分離路徑虛擬化軟件運行在智能交換機上。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系統中的物理硬盤(pán)。不過(guò)，這一情況正在發(fā)生改變。對老方案的改良是在控制器上部署虛擬化智能，這樣一來(lái)其就可以虛擬化內部和外部存儲。與帶內應用一樣，控制器處理數據、控制和元數據三個(gè)路徑。日立通用存儲平臺是這一基于控制器虛擬化方案的代表。

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/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系統相關(guān)的復雜性和局限制性。我們已經(jīng)認識到無(wú)序的數據容量正在出現爆炸式增長(cháng)。對此，IT行業(yè)幾乎沒(méi)有有效辦法控制這些數據。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設備的潛在特點(diǎn)，通過(guò)物理設備創(chuàng )建了一個(gè)統一的名稱(chēng)空間。名稱(chēng)空間僅僅是關(guān)于目錄與文件和它們的相應元數據層級的一個(gè)新穎的說(shuō)法，其關(guān)系到單一的機器或文件系統。通過(guò)引入基于單一名稱(chēng)空間的多文件系統和設備，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)管理數據。

文件虛擬化與存儲虛擬化的許多優(yōu)點(diǎn)是相同的。如與存儲虛擬化一樣，文件虛擬化能夠有序的從一臺設備向另一臺設備轉移文件數據。存儲管理員只需要例行性的維持NAS設備，可以在不妨礙應用程序或用戶(hù)的情況下更換老存儲陣列。

當引入了簇技術(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(高性能計算)嚴重依賴(lài)文件虛擬化技術(shù)傳輸可擴展的數據訪(fǎng)問(wèn)。

三個(gè)架構解決辦法

目前文件虛擬化還處于起步階段。一直以來(lái)，不同廠(chǎng)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：整合平臺的名稱(chēng)空間、集群存儲派生的名稱(chēng)空間、基于網(wǎng)絡(luò )的虛擬化名稱(chēng)空間。

整合平臺的名稱(chēng)空間是主機文件系統的擴展。此類(lèi)名稱(chēng)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或操作系統。典型代表是Brocade StorageX、NFS v4和微軟的分布式文件系統 (DFS)。

集群存儲系統聯(lián)合了簇和高級文件系統技術(shù)，可創(chuàng )建一個(gè)模塊化擴展系統，應對一直增長(cháng)的NFS和 CIFS容量需求。集群存儲系統非常適合高性能應用，將多文件服務(wù)器整合為一個(gè)單一的高可用性系統。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(chēng)空間可由安裝在網(wǎng)絡(luò )上，位于客戶(hù)與NAS設備之間的設備(通常指網(wǎng)絡(luò )文件文件管理器)創(chuàng )建。雖然這些設備本質(zhì)上是作為文件級協(xié)議的路由器或交換機，但是它們可以跨文件服務(wù)器提供虛擬名稱(chēng)空間，在客戶(hù)與存儲之間路由所有的NFS和CIFS信息。NFM設備可以被部署至帶內或帶外?；诰W(wǎng)絡(luò )的虛擬化名稱(chēng)空間非常適合層列式存儲部署和其它需求有序進(jìn)行數據轉移的情況。

編輯：博子