基于主机的存储虚拟化
1. 存储虚拟化方式有哪些,请分析它们的用途及优缺点
您好,很高兴能帮助您
主机级别的方案中通常只是虚拟化直连主机的存储,当然也有一些可以部署在一个SAN环境中的多台存储子系统上。
早先的存储虚拟化产品常用于简化内部磁盘驱动器和服务器外部直连存储的空间分配,以及支持应用集群。Veritas Volume Manager和Foundation Suite就是首批这类解决方案,这类方案使得存储扩展,以及为应用程序和文件服务器提供空间更为简单快速。
随着存储需求的增长远远超过直连存储所能提供的范围,存储虚拟化逐渐成为存储阵列中的一种容量提供方式。而容量持续增长以及诸如iSCSI等小型IT组织负担得起的共享存储技术的出现又使得存储虚拟化技术也融合进基于网络的设备和运行在通用硬件的软件里。
不过现今的服务器和桌面虚拟化技术兴起给存储虚拟化技术带来了新的生机,而基于主机的存储虚拟化技术正在逐渐回归。服务器虚拟化平台必需要基于共享存储体系架构来实现一些关键特性,比如VMware的vMotion和Distributed Resource Schele (DRS)。通过传统的SAN架构自然可以实现这种共享存储体系架构,不过越来越多的IT组织开始寻求更简单的方式来实现共享存储。基于主机的虚拟化技术就是方式之一。
诸如VMware之类的服务器虚拟化供应商认为存储是妨碍虚拟化技术大规模普及的瓶颈之一。这些Hypervisor供应商已经实现了处理器和内存资源的抽象,实现更好的控制并提高资源利用率,他们自然而然也会希望这样控制存储。不过将存储控制功能整合到主机服务器端,称之为“存储Hypervisor”时会带来一些潜在的问题。处理一些在虚拟服务器和虚拟桌面环境中至关重要的存储服务,诸如快照、克隆和自动精简配置时,会严重影响主机服务器的性能。
Virsto的解决方案
Virsto开发出了一款软件解决方案,安装在每台主机服务器上(无论是一台虚拟机或Hypervisor上的过滤驱动器)并在主存储上创建一个虚拟化层,称为Virsto存储池。其同时创建一个高性能磁盘或者固态存储区域,成为“vLog”。读操作会直接指向主存储,不过写操作会通过vLog进行,这会给请求的虚拟机或应用程序发回一个确认。然后vLog将这些写操作异步地分布写入主存储,从而减少对写性能的影响。该存储池可以容纳多至4层的存储方式,包括固态存储和各类型的磁盘驱动器。
和缓存的工作方式类似,vLog通过在存储前端降低耦合度改善了存储性能,降低了后端存储的延迟。其同时将前端主机的随机写操作变为顺序方式,实现后端存储的最佳性能。基于Virsto主机的存储虚拟化软件实现了以上这些功能。
虚拟存储设备
基于主机的存储虚拟化的另一项应用实例是虚拟存储设备(VSA)
VSA是运行在虚拟机上的存储控制器,其虚拟化统一集群中的主机所直接连接的存储。VSA提供一个主机使用的简易的存储共享体系架构,并支持高可用性、虚拟机迁移,并改善存储提供方式。对于很多企业,这种方式可以替代原本需要建立并管理传统SAN或NAS来支持虚拟服务器和桌面的体系架构。
vSphere Storage Appliance。VMware的vSphere Storage Appliance以一个虚拟机的方式运行,从在2个或3个节点集群中,每个ESX/ESXi主机所直连的DAS存储中,创建一个共享存储池。VMware VSA提供每个节点的RAID保护,并在同一集群的各个节点之间提供镜像保护。虽然从技术角度上看,VMware VSA是一个基于文件的体系架构,不过其亦为集群中每台主机提供数据块级别的存储虚拟化,并用户可以从这种部署方式中获取和基于数据块的共享存储一样的收益。
HP的LeftHand Virtual SAN Appliance。虽然和VMware VSA的功能类似,P4000 VSA软件可以支持每台主机直连DAS以外的方式。其还允许使用iSCSI或FC SAN等外部存储来创建共享存储池。这就意味着可以将如何可用的存储,本地存储或用于容灾的异地存储,转变为LeftHand存储节点。P4000t提供快照和自动精简配置,并且支持Hyper-V和VMware。
DataCore的SANsymphony-V。DataCore的解决方案是通过在一个虚拟机中部署其SANsymphony软件来整合其它各个VMware,Hyper-V或XEN主机的直连存储,形成共享存储池。SANsymphony-V可以和HP的解决方案那样虚拟化外部的网络存储,并且该软件可以在迁移到传统的共享存储体系架构时部署在外部服务器上。SANsymphony-V同时提供各类存储服务,譬如快照、自动精简配置、自动化分层和远程复制。
FalconStor的NSS Virtual Appliance。FalconStor的Network Storage Server Virtual Appliance(NSSVA)是该公司NASS硬件产品中唯一支持的VMware版本,用网络上其它主机的直连存储创建一个虚拟存储池。和DataCore和LeftHand的解决方案类似,该存储池可以扩展到网络上任何可用的iSCSI存储上。该NSS Virtual Appliance包括快照、自动精简配置、读/写缓存、远程复制和卷分层等存储功能。
基于主机的存储虚拟化解决方案是目前大多使用在虚拟化服务器和虚拟化桌面环境中,用以实现环境的高可用性特性,以及改善存储性能、利用率和管理效率。
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2. 存储虚拟化的问题
据统计,存储数据量的年增长率达50%~60%。面对新的应用,以及不断增加的存储容量,企业用户需要借用虚拟技术来降低管理的复杂性,提高效率。但是随着存储技术的发展,用户对于数据的需求增加,为什么虚拟存储技术没有完全普及呢?这还要从虚拟存储技术面临的困难说起。
目前,企业用户面临的最大压力是什么?一是存储数据的成本在不断地增加;二是数据存储容量爆炸性增长;三是越来越复杂的环境使得存储的数据无法管理。周所周知,虚拟化有三种方式实现,基于服务器、基于存储以及基于网络。基于存储的虚拟化手段,目的就是面向用户的应用进行优化。存储虚拟化首先要解决的难题就是异构平台的数据管理问题。存储虚拟化可以把用户不同的存储系统融合成单一的平台,解决数据管理难题,并通过分级存储实现信息的生命周期管理,从而进一步优化应用环境。
虚拟存储技术最受关注的问题是数据安全问题。因为虚拟存储把所有数据都放在了一个系统环境下,这就相当于把鸡蛋都放在一个篮子里,一旦打翻,所有鸡蛋都会损失。所以一旦数据被存放进虚拟存储环境中,就不能被轻易删除。这无疑加大了数据的风险,在安全投资上也要相应加大。
虚拟存储的第二个问题在于忽视了我国庞大的中小企业需求。目前的虚拟存储技术大部分都是专注于高端用户的,这些用户存储系统庞大,不仅设备多,所采用的软件也很复杂,在这种情况下,虚拟存储技术可以带来管理,成本上的诸多优势。但是目前我国中小企业已经成为企业市场的主力军,不针对中小企业用户的需求推广虚拟存储技术,使该技术的发展变得缓慢了。
阻碍存储虚拟化产品的因素还有一个就是价格,这也正是由于专注于高端市场带来的弊端。对于多数的中小企业用户面临存储空间不足,直接买大容量硬盘来解决存储上的问题,即使在存储空间上有所浪费,但相比使用虚拟化存储架构,大容量的硬盘还是比较合算,此外中小企业存储系统不复杂,管理起来也没有太大难度,这些都导致虚拟存储技术在普及上存在着一定的困难。
一款存储虚拟化产品只能对有限的存储空间起作用。扩展性和性能哪个更为重要,要根据实际的情况来分析。在部署产品之前要进行系统测试。在刚部署完成的初期,扩展性问题也许不会显现出来。因此提前对扩展性进行评估可以帮助用户选择正确的产品。
基于阵列的存储虚拟化产品只是对自己厂家的产品有效。基于主机或者光纤的存储虚拟化产品也是对某些特定厂家的软件或者设备有效。用户需要检查存储虚拟化产品是否跟自己当前的存储环境兼容。
综上所述,虚拟存储技术不仅在存储厂商是热门话题,而且在用户中对于存储虚拟化技术呼声越来越高,随着人们对于数据安全性、完整性的要求提高,存储系统已经成为IT应用中的重要环节,存储系统的复杂化,存储系统的管理也成为难点,相信在不久的将来虚拟存储技术在克服了面临的困难后,会给企业用户存储系统的效率的提高,系统安全稳定的运行,减少总体拥有成本,增加投资回报等方面有效的实现。
3. 虚拟化实现条件的三个典型特征是
同质:虚拟机的运行环启姿伍境和物理机的运行环境在本质 上是相同的,但是在表现上有一些差异。
高效:虚拟机中运行的软件必须和直接在物理机上运册携 行的软件性能接近。为了实现这点,当软件在虚拟机 中运行时,大多数的指令需直接在硬件上执行,只有 少量指令需要经过VMM处理或模拟。
资源受悄或控:VMM需要对系统资源有完全控制能力和管 理权限,包括资源的分配、监控和回收。
4. 云计算-虚拟化-概念
1. 云计算经历了这样一个过程
v1.0 --- 以计算为核心,kvm,hyper-v,xen, vmware exi,提高资源利用率
v2.0 --- 以资源为核心,openstack,vmware, aws,基础设施云化,资源服务陪陆标准化、自动化
v3.0 --- 以应用为核心,Docker,CoreOS,Cloud Foundry,应用云化,敏捷应用开发与生命周期管理
2. 云计算类型:
---IaaS - 基础设施
---PaaS - 平台
---SaaS - 软件
3.云计算关键技术:
---虚拟化
---分布式存储
---数据中心联网
---体系结构:用户界面,服务目录,管理系统,部署工具,监控,服务器集群
4.云计算部署:
---存储云
---医疗云
---教育云
---交流云
---金融云
5.虚拟化
云计算:一种服务
虚拟化:一种计算机资源管理技术,将各种IT实体资源抽象、培岁转换成另一种形式的技术都是虚拟化
1)虚拟化类型
---寄居虚拟化, virtualbox, vmvare workstation
---裸金属虚拟化, VMware ESX, Xen, FusionSphere,虚拟化层内核需要开发
---混合虚拟化, KVM
2)虚拟化层架构:
---全虚拟化, kvm
---半虚拟化,Xen
---硬件辅助虚拟化
容器:实现APP与操作系统的解耦
6.计算虚拟化
---CPU虚拟化
------cpu QoS:份额、预留、限额
------NUMA
---内存虚拟化
------全虚拟化,影子页表技术:每个VM维护一个页表,记录虚拟内存到物理内存的映射,由VMM提交给MMU进行转换,VM不需要改变。但是这种方式是固定好的区域分配给虚拟机的
-------半虚拟化,页表写入法:每个VM创建一个页表并向虚拟化层注册,VM运行过程中不断管理、维护该页表
-------硬件辅助虚拟化, Intel的EPT, AMD的NPT
-------内存复用:内存气泡、内存共享、内存交换
---IO虚拟化
------全虚拟化,性能不高
------由Hypervisor提供接口,需要修改内核
------硬件辅助虚拟化,IO直通技术,SR-IOV 单根IO虚拟化
------IO环,用来提升大块多队列类型的IO密集型业务的IO性能
---策略
------虚拟机HA
------DRS,动态资源调度
------DPM,分布式电源管理,低负载是迁移到一个主机,节能
------IMC,集成存储控制器,在不同类型CPU类型主机之间切换
7.存储虚拟化
把多个存储介质通过一定技术将它们集中起来,组成一个存储池,并进行统一管理。这种将多种、多个存储设备统一管理起来,为用户提供大容量、高数据传输性能的存储芦中顷系统,称为虚拟存储。
作用:
-----提高硬件资源使用效率,异构的管理
-----简化系统管理
-----增强云存储平台的可靠性
存储资源:
---DAS
---NAS
---SAN
存储设备:
---本地磁盘
---LUN
---Storage存储池
---NAS共享目录
数据存储
---表示虚拟化平台中科管理的存储逻辑单元,承载虚拟机业务,创建磁盘
存储模式:
---非虚拟化存储
---虚拟化存储
---裸设备映射
虚拟化实现方法:
---基于主机的存储虚拟化,单主机访问多存储, das, san
---基于存储设备的虚拟化,多主机访问同一磁盘阵列, SAN
---基于网络的存储虚拟化,多对多,异构整合
存储虚拟化功能:
---精简磁盘和空间回收
---快照
------ROW写时重定向,原磁盘+差分卷共同挂载,读时读原元磁盘,写时写差分卷(个人觉得这里有问题)
------COW写时拷贝,写时写元磁盘(元磁盘已经更新过了),读时同时同时读原磁盘和差分卷
------WA随机写
------快照链
------链接克隆
虚拟机磁盘文件迁移
8. 网络虚拟化
目的:
---节省物理主机的网卡资源,并且可以提供应用的虚拟网络所需要的L2-L7层网络服务
---网络虚拟化软件提供逻辑上的交换机和路由器(L2-L3),逻辑负载均衡器,逻辑防火墙(L4-L7)等,且可以以任何形式进行组装,为虚拟机提供一个完整的L2-L7层的虚拟网络拓扑。
特点:
---与物理层解耦合
---网络服务抽象化
---网络按需自动化
---多租户网络安全隔离
网卡虚拟化 :
---软件网卡虚拟化
---硬件网卡虚拟化,SR-IOV
虚拟化化软件交换机
---OVS,Open vSwitch
---虚拟机之间的通信
---虚拟机和外界网络的通信
网络虚拟化 :
---链路虚拟化:虚链路聚合,二层虚拟化
-------VPC,Virtual Port Channel,虚链路聚合
-------隧道协议, GRE,通用路由封装;IPsec,internet协议安全
---虚拟网络,由虚拟链路组成的网络
------层叠网络(虚拟二层延伸网络)
-----------Overlay Network, 在现有网络基础上搭建另外一种网络
-----------允许对没有IP地址标识的目的主机路由信息虚拟扩展局域网,大二层的虚拟网络技术
-----------vxlan,
------VPN
5. 虚拟存储技术的虚拟存储技术的实现方式
目前实现虚拟存储主要分为如下几种: 服务器厂商会在服务器端实施虚拟存储。同样,软件厂商也会在服务器平台上实施虚拟存储。这些虚拟存储的实施都是通过服务器端将镜像映射到外围存储设备上,除了分配数据外,对外围存储设备没有任何控制。服务器端一般是通过逻辑卷管理来实现虚拟存储技术。逻辑卷管理为从物理存储映射到逻辑上的卷提供了一个虚拟层。服务器只需要处理逻辑卷,而不用管理存储设备的物理参数。
用这种构建虚拟存储系统,服务器端是一性能瓶颈,因此在多媒体处理领域几乎很少采用。 另一种实施虚拟的地方是存储设备本身。这种虚拟存储一般是存储厂商实施的,但是很可能使用厂商独家的存储产品。为避免这种不兼容性,厂商也许会和服务器、软件或网络厂商进行合作。当虚拟存储实施在设备端时,逻辑(虚拟)环境和物理设备同在一个控制范围中,这样做的益处在于:虚拟磁盘高度有效地使用磁盘容量,虚拟磁带高度有效地使用磁带介质。
在存储子系统端的虚拟存储设备主要通过大规模的RAID子系统和多个I/O通道连接到服务器上,智能控制器提供LUN访问控制、缓存和其他如数据复制等的管理功能。这种方式的优点在于存储设备管理员对设备有完全的控制权,而且通过与服务器系统分开,可以将存储的管理与多种服务器操作系统隔离,并且可以很容易地调整硬件参数。 网络厂商会在网络设备端实施虚拟存储,通过网络将逻辑镜像映射到外围存储设备,除了分配数据外,对外围存储设备没有任何控制。在网络端实施虚拟存储具有其合理性,因为它的实施既不是在服务器端,也不是在存储设备端,而是介于两个环境之间,可能是最“开放”的虚拟实施环境,最有可能支持任何的服务器、操作系统、应用和存储设备。从技术上讲,在网络端实施虚拟存储的结构形式有以下两种:即对称式与非对称式虚拟存储。
从目前的虚拟存储技术和产品的实际情况来看,基于主机和基于存储的方法对于初期的采用者来说魅力最大,因为他们不需要任何附加硬件,但对于异构存储系统和操作系统而言,系统的运行效果并不是很好。基于互联设备的方法处于两者之间,它回避了一些安全性问题,存储虚拟化的功能较强,能减轻单一主机的负载,同时可获得很好的可扩充性。
不管采用何种虚拟存储技术,其目的都使为了提供一个高性能、安全、稳定、可靠、可扩展的存储网络平台,满足节目制作网络系统的苛刻要求。根据综合的性能价格比来说,一般情况下,在基于主机和基于存储设备的虚拟存储技术能够保证系统的数据处理能力要求时,优先考虑,因为这两种虚拟存储技术构架方便、管理简单、维护容易、产品相对成熟、性能价格比高。在单纯的基于存储设备的虚拟存储技术无法保证存储系统性能要求的情况下,我们可以考虑采用基于互连设备的虚拟存储技术。
6. 考题,快:什么是虚拟存储器它主要解决什么问题
扩大存储容量。
虚拟存储器即虚拟内存,虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。针对物理地址的直接映射的许多弊端,计算机的设计中就采取了一个虚拟化设计,就是虚拟内存。CPU通过发出虚拟地址,虚拟地址再通过MMU翻译成物理地址,最后获得数据。
(6)基于主机的存储虚拟化扩展阅读:
注意事项:
基于主机的虚拟化存储技术其就是位于第三层的虚拟化存储技术管理软件。在现实应用中,这个软件通常是有操作系统下的逻辑卷管理软件来实现。
如Windows操作系统下面的自动卷管理软件。不过从笔者的经验来看,还是采用操作系统自带的卷管理软件为好。在兼容性、性能上面都比较优越,而且还是的。通过这个虚拟层,可以将存储设备组成逻辑磁盘与逻辑卷。
7. 虚拟化有哪些应用
服务器虚拟化主要的有三种
Citrix XenServer
微软 Windows Server 2008 Hyper-V
VMware ESX Server 这是最常用的
总特点:
将服务器物理资源抽象成逻辑资源,让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器,或者让几台服务器变成一台服务器来用,我们不再受限于物理上的界限,而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”,从而提高资源的利用率,简化系统管理,实现服务器整合,让IT对业务的变化更具适应力
VMware ESX ServerESX Server
运行在服务器裸机上,是基于硬件之上的架构。属于企业级应用。用同一台服务器底层硬件,划分出若干虚机,集中管理,很方便的做集群,负载均衡,热迁移等功能。
XenCenter是Citrix的虚拟化图形接口管理工具,可在同一界面,管理多台的XenServer服务器。管理上,通常会先在XenCenter建立一个服务器群组(Pool),然后将位于同一机房内的XenServer服务器加入。
和大多数服务器半虚拟化产品相同的是,当数台XenServer服务器连接到同一台共享磁盘驱动器,且将虚拟档案放置于此的前提下,可以通过Xen-Motion这项功能,将虚拟机以手动方式在线转移到其它的XenServer服务器,从事主机的维护,或者降低硬件资源的消耗。
我是从IT号外知道的。
8. 网络虚拟化有哪些实现方式
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凯扰同一条通道上;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竖搏盾。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。
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。
网络虚拟化的内容一般指虚拟专用网络。对网络连接的概念进行了抽象,允许远程用余孙祥户访问组织的内部网络,就像物理上连接到该网络一样。网络虚拟化可以帮助保护 IT 环境,防止来自网络的威胁,同时使用户能够快速安全的访问应用程序和数据。
9. 如何解决服务器虚拟化中的存储问题
但也因为虚拟化的特性,为承载环境中不断增长的虚拟机,需要扩容存储以满足性能与容量的使用需求。IT经理们已经发现,那些因服务器虚拟化所节省的资金都逐渐投入存储购买的方案上了。 服务器虚拟化因虚拟机蔓延、虚拟机中用于备份与灾难恢复软件配置的问题,让许多组织彻底改变了原有的数据备份与灾难恢复策略。EMC、Hitachi Data System、IBM、NetApp和Dell等都致力于服务器虚拟化存储问题,提供包括存储虚拟化、重复数据删除与自动化精简配置等解决方案。 服务器虚拟化存储问题出现在数据中心虚拟化环境中传统的物理存储技术。导致虚拟服务器蔓延的部分原因,在于虚拟服务器可能比物理服务器多消耗约30%左右的磁盘空间。还可能存在虚拟机“I/O 搅拌机”问题:传统存储架构无法有效管虚拟机产生的混杂模式随机I/O。虚拟化环境下的虚拟存储管理远比传统环境复杂——管理虚拟机就意味着管理存储空间。解决服务器虚拟化存储问题 作为一名IT经理,你拥有解决此类服务器虚拟化存储问题的几个选项,我们从一些实用性较低的方案开始介绍。其中一项便是以更慢的速度部署虚拟机。你可以在每台宿主上运行更少的虚拟机,降低“I/O混合器”问题出现的可能性。另外一个方法则是提供额外存储,但价格不菲。 一个更好的选择是在采购存储设备时,选择更智能的型号并引入诸如存储虚拟化,重复数据删除与自动化精简配置技术。采用这一战略意味着新技术的应用,建立与新产商的合作关系,例如Vistor、DataCore与FalconStor。将存储虚拟化作为解决方案 许多分析师与存储提供商推荐存储虚拟化,作为服务器虚拟化存储问题的解决方案。即使没有出现问题,存储虚拟化也可以减少数据中心开支,提高商业灵活性并成为任何私有云的重要组件之一。 概念上来说,存储虚拟化类似服务器虚拟化。将物理存储系统抽象,隐藏复杂的物理存储设备。存储虚拟化将来自于多个网络存储设备的资源整合为资源池,对外部来说,相当于单个存储设备,连同虚拟化的磁盘、块、磁带系统与文件系统。存储虚拟化的一个优势便是该技术可以帮助存储管理员管理存储设备,提高执行诸如备份/恢复与归档任务的效率。 存储虚拟化架构维护着一份虚拟磁盘与其他物理存储的映射表。虚拟存储软件层(逻辑抽象层)介于物理存储系统与运行的虚拟服务器之间。当虚拟服务器需要访问数据时,虚拟存储抽象层提供虚拟磁盘与物理存储设备之间的映射,并在主机与物理存储间传输数据。 只要理解了服务器虚拟化技术,存储虚拟化的区别仅在于采用怎样的技术来实现。容易混淆的主要还是在于存储提供商用于实现存储虚拟化的不同方式,可能直接通过存储控制器也可能通过SAN应用程序。同样的,某些部署存储虚拟化将命令和数据一起存放(in-band)而其他可能将命令与数据路径分离(out-of-band)。 存储虚拟化通过许多技术实现,可以是基于软件、主机、应用或基于网络的。基于主机的技术提供了一个虚拟化层,并扮演为应用程序提供单独存储驱动分区的角色。基于软件的技术管理着基于存储网络的硬件设施。基于网络的技术与基于软件的技术类似,但工作于网络交换层。 存储虚拟化技术也有一些缺陷。实现基于主机的存储虚拟化工具实际上就是卷管理器,而且已经流传了好多年。服务器上的卷管理器用于配置多个磁盘并将其作为单一资源管理,可以在需要的时候按需分割,但这样的配置需要在每台服务器上配置。此解决方式最适合小型系统使用。 基于软件的技术,每台主机仅需要通过应用软件查询是否有存储单元可用,而软件将主机需求重定向至存储单元。因为基于软件的应用通过同样的链路写入块数据与控制信息(metadata),所以可能存有潜在瓶颈,影响主机数据传输的速度。为了降低延迟,应用程序通常需要维护用于读取与写入操作的缓存,这也增加了其应用的价格。服务器虚拟化存储创新:自动化精简配置与重复数据删除 存储技术的两个创新,自动化精简配置与重复数据删除,同样是减少服务器虚拟化环境对存储容量需求的解决方案。这两项革新可以与存储虚拟化结合,以提供牢固可靠的存储容量控制保障。 自动精简配置让存储“走的更远”,可减少已分配但没有使用的容量。其功能在于对数据块按需分配,而不是对所有容量需求进行预先分配。此方法可以减少几乎所有空白空间,帮助避免利用率低下的情况出现,通常可以降低10%的磁盘开销,避免出现分配大量存储空间给某些独立服务器,却一直没有使用的情况。 在许多服务器部署需求中,精简配置可通过普通存储资源池提供应用所需的存储空间。在这样的条件下,精简配置可以与存储虚拟化综合应用。 重复数据删除从整体上检测与删除位于存储介质或文件系统中的重复数据。检测重复数据可在文件、字节或块级别进行。重复数据删除技术通过确定相同的数据段,并通过一份简单的拷贝替代那些重复数据。例如,文件系统中有一份相同的文档,在50个文件夹(文件)中,可以通过一份单独的拷贝与49个链接来替代原文件。 重复数据删除可以应用与服务器虚拟化环境中以减少存储需求。每个虚拟服务器包含在一个文件中,有时文件会变得很大。虚拟服务器的一个功能便是,系统管理员可以在某些时候停下虚拟机,复制并备份。其可以在之后重启,恢复上线。这些备份文件存储于文件服务器的某处,通常在文件中会有重复数据。没有重复数据删除技术支持,很容易使得备份所需的存储空间急剧增长。改变购买存储设备的观念 即使通过存储虚拟化,重复数据删除与精简配置可以缓解存储数容量增长的速度,组织也可能需要改变其存储解决方案购买标准。例如,如果你购买的存储支持重复数据删除,你可能不再需要配置原先规划中那么多的存储容量。支持自动化精简配置,存储容量利用率可以自动提高并接近100%,而不需要管理员费心操作维护。 传统存储购买之前,需要评估满足负载所需的存储能力基线、三年时间存储潜在增长率、存储扩展能力与解决存储配置文件,还有拟定相关的采购合同。以存储虚拟化与云计算的优势,购买更大容量的传统存储将越来越不实际,尤其在预算仍是购买存储最大的限制的情况下。以下是一些简单的存储购买指导: 除非设计中明确说明,不要购买仅能解决单一问题的存储方案。这样的做法将导致购买的存储架构无法与其他系统共享使用。 ·关注那些支持多协议并提供更高灵活性的存储解决方案。 ·考虑存储解决方案所能支持的应用/负载范围。 ·了解能够解决存储问题的技术与方案,例如重复数据删除与自动化精简配置等。 ·了解可以降低系统管理成本的存储管理软件与自动化工具。 许多组织都已经在内部环境中多少实施了服务器虚拟化,并考虑如何在现有存储硬件与服务器上实现私有云。存储预算应用于购买合适的硬件或软件,这点十分重要。不要将仅将注意力集中在低价格上。相反,以业务问题为出发点,提供解决问题最有价值的存储解决方案才是王道。
10. 简述虚拟化存储技术的三种实现方法及工作原理
从系统的观点看,有三种主要的存储虚拟化方法:
基于主机的虚拟存储;
基于存储设备的虚拟存储;
基于网络的虚拟存储。
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。
但是,因为不需要任何附加硬件,基于主机的虚拟化方法最容易实现,其设备成本最低。使用这种方法的供应商趋向于成为存储管理领域的软件厂商,而且目前已经有成熟的软件产品。这些软件可以提供便于使用的图形接口,方便地用于SAN的管理和虚拟化,在主机和小型SAN结构中有着良好的负载平衡机制。从这个意义上看,基于主机的存储虚拟化是一种性价比不错的方法。
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(Just a Bunch of Disks,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、Sun Solaris、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。
但是,基于设备的方法也继承了基于主机虚拟化方法的一些缺陷,因为它仍然需要一个运行在主机上的代理软件或基于主机的适配器,任何主机的故障或不适当的主机配置都可能导致访问到不被保护的数据。同时,在异构操作系统间的互操作性仍然是一个问题。
3. 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。