存储的最初方法虚拟化它是在存储区域网络中解决这个问题的,因为SAN位于存储和服务器之间,对这些系统的破坏最小。然而,在将近十年之后,当服务器虚拟化已经被广泛接受时,这种方法并没有得到普及。要使存储虚拟化像服务器虚拟化一样普遍存在,需要改变什么?
在服务器虚拟化出现之前,服务器配置为峰值负载,但大多数时间处于闲置状态,导致平均利用率仅为低的十几倍。许多人尝试整合服务器上的应用程序以利用空闲周期,但是在不同的操作系统之间转换应用程序是很困难的。这一突破来自于虚拟化服务器的能力,这样它就可以运行任何操作系统,使应用程序无需转换就可以整合。
利用存储系统也很低,通常在20%到30%的范围内。存储会搁浅,因为应用程序所有者不希望共享存储,并冒着其他应用程序影响性能或可用性的风险。由于大多数开放系统不允许在应用程序生成更多数据时扩展存储卷,因此常见的管理实践只是过度分配存储容量。虽然存储成本的下降有助于限制这种做法的成本,但环境、变更管理、备份/恢复、技术更新、搜索和发现的运营成本随着存储容量日益超额和未充分利用而上升。
开放系统的存储是通过逻辑单元号(LUN)或卷呈现的,存储系统从物理磁盘驱动器组成的RAID阵列组中分割出来并呈现给应用程序。创建lun和管理lun的过程是厂商唯一的。为了从不同的存储系统虚拟化存储,必须屏蔽LUN或卷管理的差异。
早期的存储虚拟化尝试通过将异构LUN重新映射为通用的虚拟LUN格式来表示给主机系统来解决这个问题。但是,重新映射引入了另一层操作和管理复杂性,这阻碍了对该方法的接受。
通过使用基于存储控制单元的虚拟化技术,可以虚拟化物理lun,而不需要重新映射它们。lun在外部存储系统中按照厂商的具体方式进行配置。然后,这些lun通过fc端口连接到虚拟化控制单元,就像连接到主机服务器一样。控制单元的软件在fc端口上发现lun,并通过控制单元的缓存将这些lun呈现给应用服务器,就好像这些lun是应用服务器的内部lun一样。
这种方式不需要对LUN进行重新映射,而是使用存储虚拟化控制单元的常用管理工具来管理来自不同系统的LUN。LUN映像显示在控制单元缓存中,并继承该控制单元中可用的所有服务,如复制、移动和复制。没有必要为了虚拟化的目的重新设计这些功能。底层存储可以通过虚拟化控制单元的大型高性能缓存进行连接,从而提高其本地性能。
这种存储虚拟化方法实现起来很简单。它可以掩盖管理异构存储系统的复杂性,并可以对现有存储控制单元的业务进行聚合,实现对低级存储系统的增强。由于虚拟化是在控制单元级别完成的,所以它不局限于SAN连接,它为任何通过标准协议(如Fibre Channel、ESCON、FICON、网络连接存储(NAS)、SAN和直接连接)连接的应用服务器提供存储虚拟化。
早期存储虚拟化方法中缺失的另一个特性是分区。分区保证了共享虚拟化存储的用户安全、多租户和服务质量。在服务器虚拟化中,时间切片用于对虚拟服务器进行分区,通过控制时间切片的分配来管理QoS。
在存储虚拟化中,共享一个存储资源池的用户必须保证安全多租户,以保证共享同一虚拟化存储资源的其他用户不会访问其数据,也不会影响性能。使用基于控制器的虚拟化方法,分区可以通过缓存寻址和端口优先级处理来完成。分区可以在靠近物理存储的地方进行,在那里可以强制分区。
存储虚拟化的时机已经成熟,但前提是存储虚拟化方法能够提供以下基本功能:
*为所有存储用户提供存储虚拟化,包括直接挂载、SAN、NAS、光纤通道、ESCON、FICON、*聚合存储服务,使其可重复使用,以增强低级存储系统。*为用户提供安全共享资源的能力,而不影响其安全性、可用性或性能需求。
存储虚拟化简化了当今日益复杂的存储环境,允许组织简化其基础设施的管理,并将来自不同供应商的存储系统合并到一个存储池中。此外,它还允许组织掩盖底层物理结构的复杂性,并通过使用精简配置大大提高利用率。精简配置是在实际使用时提供存储容量,并将其作为服务提供给没有这种能力的存储系统。存储虚拟化还通过减少对额外存储管理工具、许可证和管理员的需求,显著降低了成本和效率。
存储虚拟化将带来显著的效率、成本节约、电力和冷却方面的好处,以及在调整存储基础设施以适应业务需求方面的更大灵活性。
吉田是日立数据系统公司(www.hds.com)的首席技术官。