虚拟化存储规划
1. 虚拟化网络存储,是如何虚拟化的
虚拟化存储可以理解为对计算资源的虚拟化,传统的服务器计算资源都是本地直连的,比如说一台物理机,CPU、内存、硬盘、网卡都是直接插在主板上的,IT管理员通过telnet、SSH等方式通过网络远程管理它或者来到机房通过直连的键盘与显示器管理物理机。随着虚拟化进程的进一步推进,计算资源的虚拟化主要表现为“资源池”化,若干,或成千上百台的物理机资源,被整合到一起,就像一个游泳池一样,成千上百的CPU、内存、硬盘存储空间、网络接口,通过虚拟化底层架构,为上层的虚机服务,上层的虚机按照管理员的调度指令,调用部分CPU、内存、硬盘存储空间,作为自己的计算资源提供服务。
存储虚拟化也一样可以这样理解,使用NETGEAR(美国网件)ReadyDATA5200,或者同类型的统一存储设备,提供TB、PB或以上级别的存储空间,并不是为一台物理机准备的,而是让这些存储空间“池”化,为上层的虚机服务的,通过管理员的调度分配,为提供不同业务服务的虚机分配不同的存储空间,匹配业务的发展,动态调整虚机所需的存储空间,这样有着空前的灵活性,这是非虚拟化架构所不能比拟的,就像服务器存储空间不够了,要买硬盘了,买多少?主板接口够吗?多块磁盘怎么做RAID?相信无论是对企业的管理者,还是工程师都会觉得麻烦的问题,而通过虚拟化架构,同样的事情仅仅只需轻轻的鼠标点击,或者敲几条命令便可完成,这些便是虚拟化架构中,资源虚拟化所带来的便利。
2. 如何在虚拟化环境下进行数据存储管理
理解虚拟机存储需求
规划部署方案可以节约时间和资金,并避免在将来出现令人头疼的问题。部署物理存储环境前,因当了解当前环境的具体情况。我们开始研究如何在虚拟化环境下解决存储的需求分配问题。每个环境都不尽相同,尽管如此,还是有一些简单问题可以帮助我们理清数据存储管理规划:
1、工程师需要理解环境中虚拟化的程度。环境中是否大多数服务器都已虚拟化,还是仅仅运行了少量的虚拟机。
2、需要超前规划将来用户、服务与应用增长所需的计算资源。环境会不断演变,既要满足当前应用,也要规划未来发展。
一旦开始李肢规划,工程小组需要对自己即将部署的存储解决方案类型有深入认识。某些虚拟机需要为其存储设置许多固定参数,而其他虚拟机则可以更为灵活的调整。根据大多虚拟机监控(VMM)实现方案,可以大致分为两个主要部分:
1、在创建虚拟磁盘时预先分配所需的整个存储空间。此方案中,虚拟磁盘既可以被拆分为许多水平文件(默认情况下为每文件2GB大小)所组成的文件集,被称做"分割水平文件",也可以采用单一的水平文件。预分配存储机制也被成为"厚配置".
2、按需动态增长存储。若采用此机制,虚拟磁盘可以分割或单一文件保存,但其有一个重要特性--存储可以根据需求进行分配。此种类型的动态增长存储同样被称为"自动精简配置",VMware Inc.和Citrix System都支持此种磁盘配置。
一旦负载评估确定以及相关可行性调查完成,就可着手研究如何将存储添加至环境中。但比这更重要的一环是明确工作负载究竟需要多少存储空间,因为此时已进入存储资源分配过程了。
动态存储分布
管理员现在可以通过虚拟化平台接口进行监控,分配和管理所有虚拟机的存储需求。Vsphere、XenServer和Hyper-V目前都提供了非 常复杂的图形用户接口(GUI),这些管理工具可以提供关于虚拟机的详细信息。例如,管理员可以查看系统所连接的存储仓库,了解其是如何被利用的,也可以 查看每个虚拟机(VM)的磁盘使用状况。虚拟化管理平台的每次更新都加强了针对存储设备的连接能力,包括支持更多厂商的产品,新功能以及通过GUI界面所 能实现的存储设备管理。
在部署自动精简配置(或动态存储分配)作为虚拟磁盘特性时,需要留意存储资源池或数据存储中那些还未被使用的空间。通过跟踪未使用资源,工程师可以 调整最佳实践并决定下一步操作是回收现有未使用资源,或者在应用中断与宕机发生之前往资源池中加入新的可用空间。为避免系统宕机,建议对磁盘使用情况进行 追踪并设置告警等通知,保证在空间不足时能通知到管理员。动态空间分配并不是什么新技术,该功能在现今大部分主流虚拟化软件中都可以实现。尽管如此,关于 这种数据存储机制还是有一些管理技巧的:
1、设置磁盘空间需求告警。添加额外磁盘空间并不困难。现实中,实现空间添加可能只需要大约3次鼠标点击。挑战在于了解有多少资源可以分配,以及数 据存储是否将要用尽。要解决这个问题,工程师应该为虚拟化平台管理工具设置告警策略,以及准确管理自动精简配置。对某些管理平台来说,告警是项新功能,但 十分重要。这些告警可以通
2、过自定义触发规则实现,这样管理员们就可以对“磁盘空弯兄间耗尽”这项事故进行预防并才去行动。告警可设置为当数据存储使用率到 达某一百分数值或超额比率达到一定数值时触发相关通知。
3、文档与环境监控。每款主流虚拟化管理平台的GUI工具都很实用,任何IT工程师都应该能够检索存储仓库并对存储使用状况与规划有明确的认识。尽 管如此,在处理存储需求时,数据存储管理是一项永无止境的过程,需要无时无刻关注。空间资源耗尽并不是一个好应对的问题,而且通常情况下,可以通过审计与 对存储环境的维护来避免事故发生。
确保存储和虚拟化管理平台及时更新。经常检查负载状况是件十分重要的例行公事,留意存储硬件和虚拟化软件平台运哪闹世行情况也十分重要。新硬件和软件更新可提供更好的支持与功能及,提升IT工程师管理环境的能力。微小变更,诸如告警与警示,可以用来增强存储空间管理能力。
3. 什么是存储虚拟化
存储虚拟化(StorageVirtualization)最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。通过将一个(或多个)目标(Target)服务或功能与其它附加的功能集成,统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况:屏蔽系统的复杂性,增加或集成新的功能,仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的,而这些实体则是用来提供存储资源或/及服务的。在虚拟化领域流传着一个故事:一个好的虚拟化解决方案就好像游历一个虚拟现实的主题公园。当游客想象他正在城市上空滑翔时,传感器就会把相应的真实感觉传递给游客,并同时隐藏真实的力学环境。
同样,一个好的虚拟化工具可以对企业的存储设备做相同的工作,只不过过程也许会反过来首先建立一个框架,让数据感觉自己是存储在一个真实的物理环境里,之后操作者就可以任意改变数据存储的位置了,同时保证数据的集中安全。虚拟化技术到底是什么?其实广义上来说,就是通过映射或抽象的方式屏蔽物理设备复杂性,增加一个管理层面,激活一种资源并使之更易于透明控制。它可以有效简化基础设施的管理,增加IT资源的利用率和能力,比如服务器、网络或存储。存储虚拟化是一种贯穿于整个IT环境、用于简化本来可能会相对复杂的底层基础架构的技术。存储虚拟化的思想是将资源的逻辑映像与物理存储分开,从而为系统和管理员提供一幅简化、无缝的资源虚拟视图。
4. 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。