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  • 存储虚拟化
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    2021-08-13 20:18:09

    一、存储资源

    概念:谁为云计算中的服务器提供存储空间,谁就是存储资源

    比如说:ipsan、fcsan、nas、fusionstorage
    (1)需要管理员手动添加(FCSAN不同添加)
    (2)存储资源添加上来之后可以关联主机(该存储资源后续的空间只有这些主机可以扫描到并使用)

    操作:

    (1)添加存储接口(保障与存储互通)
    (2)添加存储资源
    资源池—存储—存储资源下
    (3)关联主机(可以选择关联所有主机也可以关联部分主机)

    二、存储设备

    存储资源上划分过来的相应大小的逻辑存储空间,比如说IPSAN—LUN ; FCSAN—LUN; NAS–共享目录;Fusionstorage—存储池;本地硬盘
    注意:
    (1)一个存储资源可以创建多个存储设备
    (2)一个存储设备可以挂载给多个主机(共享存储)
    (3)一个主机也可以挂载多个存储设备
    操作:前提是存储工程师已经在存储侧配置完成
    (1)扫描存储设备(每个主机都能扫描到各自的存储设备,也能扫描到共享的存储设备)

    三、数据存储

    存储设备多种多样,使用方式也是有差异的,所以云计算平台为了提供统一的使用接口,在存储设备之上添加一个逻辑层,屏蔽底层存储设备的差异,对上提供统一存储使用方式,该过程就是存储设备转换成数据存储

    3.1数据存储的使用方式

    (1)虚拟化数据存储

    在存储设备的基础上进行格式转换并格式化创建文件系统(虚拟化的本地硬盘----EXT4 虚拟化的san存储----VIMS NAS—NFS)

    注意:

    优点—可以支持高级特性,比如创建在该数据存储上的虚拟机可以支持快照、磁盘扩容、链接克隆、精简磁盘等
    缺点—读写性能没有非虚拟化高因为有空间寻址的过程

    (2)非虚拟化数据存储

    在存储设备的基础上进行格式转换,不创建文件系统。----该方式目前6.3平面lun、共享目录、本地硬盘这些存储设备不支持该类型数据存储

    注意:

    优点—读写性能高(空间连续分配,无寻址问题)

    缺点—不支持存储的高级特性

    (3)裸设备映射

    是将SAN存储的物理LUN直接作为磁盘绑定给业务虚拟机,使SAN存储具有更高的性能。该类型的数据存储只能整块当做裸设备映射的磁盘使用,不可分割,因此只能创建与数据存储同等容量的磁盘,且不支持虚拟化存储的高级功能。

    适用于:对于读写性能要求高的场景,一般用在数据库rac场景。

    ​ 存储资源----对应的存储设备-----可以支持的数据存储类型
    ​ a、IPSAN、FCSAN—lun----虚拟化、裸设备映射
    ​ b、本地硬盘-------本地硬盘-----虚拟化
    ​ c、NAS----共享目录----虚拟化

    四、磁盘

    4.1 磁盘类型

    (1)普通磁盘

    该类型磁盘只能挂载给一个虚拟机使用

    (2)共享磁盘

    该类型磁盘可以挂载给多个虚拟机共同使用

    4.2 磁盘的配置模式

    (1)普通磁盘

    根据磁盘容量为磁盘分配空间,在创建过程中会将物理设备上保留的数据置零。这种格式的磁盘性能要优于其他两种磁盘格式,但创建这种格式的磁盘所需的时间可能会比创建其他类型的磁盘长。
    建议系统盘使用该模式。

    (2)普通延迟置零

    根据磁盘容量为磁盘分配空间,创建时不会擦除物理设备上保留的任何数据,但后续从虚拟机首次执行写操作时会按需要将其置零。创建速度比“普通”模式快;IO性能介于“普通”和“精简”两种模式之间。

    (3)精简磁盘

    用多少分多少空间,随着用户写入数据的增加,使用的空间逐渐膨胀,该类型磁盘可以有效减少已分配但是未使用的空间大小,减少浪费。边写入边分配边置零,读写性能最差
    读写性能由高到底:普通》延迟置零》精简

    精简磁盘只分不回收

    (4)差分磁盘

    差分磁盘必须基于一个已有的父磁盘文件来创建,它只记录对与父磁盘差异的数据,包括数据的增改,差分磁盘不能脱离父卷

    常用于快照技术,链接克隆。能够保护父磁盘

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cFlCjnGk-1628857075562)(C:\Users\Jack\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210813111125885.png)]

    4.3 磁盘模式

    (1)从属

    对该虚拟机打快照时包含该磁盘,数据永久写入该磁盘

    (2)独立-持久

    对该虚拟机打快照时不包含该磁盘,数据永久写入该磁盘,不会随着虚拟机关机而数据丢失

    (3)独立-非持久

    对该虚拟机打快照时不包含该磁盘,写入该磁盘的数据会随虚拟机关机而消失。

    a、虚拟化本地硬盘----磁盘类型:普通、共享
    磁盘配置模式:普通、精简、延迟置零
    磁盘模式:从属、独立-持久、独立-非持久

    b、虚拟化san存储----磁盘类型:普通、共享
    磁盘配置模式:普通、精简、延迟置零
    磁盘模式:从属、独立-持久、独立-非持久

    c、nas存储—磁盘类型:普通、共享
    磁盘配置模式:普通、精简
    磁盘模式:从属、独立-持久、独立-非持久

    五、快照

    FC平台VM基于ROW技术实现快照

    1)快照原理

    虚拟机打快照用的是差分快照技术,差分快照有两种技术row和cow

    1、COW(写时拷贝)

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J2gGqEtk-1628857075573)(C:\Users\Jack\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210813123245935.png)]

    COW技术,快照被激活时,会创建映射表记录数据映射关系

    当写入新数据的时候,先将老数据写入资源空间在写入新数据

    写性能较差

    读性能高

    2、ROW(写时重定向)

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-48WRqrk3-1628857075577)(E:\Typora\Image\image-20210813124622508.png)]

    用户在T0时刻打快照,那么这个卷就变成了只快照,然后再它的基础上生成一个差分磁盘文件,用户写入数据不会再写入原磁盘而是写入差分磁盘文件中,这能大大提高写的效率。

    读数据的时候则是先从差分文件里读,读不到再去原磁盘读

    打的快照越多,性能越低

    快照回滚时,会删除原差分磁盘文件,再回滚的磁盘文件再生成一个新的差分磁盘文件

    2)快照类型:

    1、普通快照

    快照会保存磁盘当前数据。

    2、内存快照

    快照创建时会保存虚拟机当前内存中的数据。

    3、一致性快照

    快照创建时会将虚拟机当前未保存的缓存数据先保存,再创建快照。

    3)创建快照、回滚快照、删除快照

    4)不支持快照的情况

    a、当数据存储类型为“虚拟化本地硬盘”、“虚拟化SAN存储”、“NAS存储”或“FusionStorage Block”,且磁盘类型为“共享”时,该磁盘不支持创建快照,默认“独立-持久”。

    b、“独立-持久”或“独立-非持久”,则对虚拟机创建快照时,不对该磁盘的数据进行快照。

    c、一台VM一旦存在共享类磁盘,整台VM不支持打快照

    5)内存快照相关

    a、虚拟机状态为运行中时,若创建内存快照,快照会保留虚拟机的实时状况;若不创建内存快照,则快照中磁盘数据可能不一致。
    b、内存快照要求:虚拟机没有绑定共享磁盘。
    虚拟机中的磁盘均支持快照。
    c、一台主机只能同时创建一个内存快照。
    d、当虚拟机系统盘数据存储类型为NAS存储时,不支持创建内存快照。
    e、休眠状态时,默认生成内存快照;
    f、当对光驱、软驱设备进行读写操作时创建内存快照,则在快照恢复虚拟机时可能导致数据恢复不完全。
    g、当虚拟机在进行如热迁移、在线增加CPU、重启或关机,不能进行虚拟机内存快照创建操作。

    六、存储热迁移

    1)存储热迁移

    将虚拟机中的磁盘从一个数据存储迁移到另一个数据存储中。

    按磁盘迁移

    虚拟机多个磁盘可以分别选择迁移的目的数据存储和迁移后的磁盘模式

    整体迁移

    虚拟机磁盘作为一个整体,从源数据存储迁移到目的数据存储

    2)迁移过程(FC6.1)

    1、读取源存储上的磁盘文件信息(格式、容量)
    2、根据磁盘信息在目标存储上创建与源存储一致的空镜像文件
    3、将目标磁盘文件与源磁盘文件设置为镜像(io mirror),就可以使得vm对源存储的修改也同步到目标磁盘文件上,保证数据一致性
    4、将源磁盘文件上的基线数据迁移到目标磁盘文件
    5、迁移完成后,短暂暂停上层vm的io请求,修改与目的磁盘文件的映射关系

    FC6.3迁移过程通过差分磁盘文件实现
    1、热迁移首先使用写时重定向,将虚拟机数据写入目的存储的一个差异磁盘,这样,原磁盘文件就变成只读的。
    2、将源卷的所有的数据块依次读取出来并合并到目标端的差异磁盘中,等数据合并完成后,目的端的差分磁盘就拥有虚拟磁盘的所有最新数据。
    3、去除目的端快照对源卷的依赖,将差分磁盘修改为动态磁盘,这样,目的端磁盘文件可以独立运行。

    3)热迁移约束

    不支持迁移已挂载的**“共享”类型的磁盘和链接克隆虚拟机的磁盘**。

    不支持迁移已挂载的总线类型为“IDE”的磁盘。

    不支持非持久化磁盘的迁移。在条件允许的情况下,建议将虚拟机关闭后迁移。

    不支持在不同的FusionStorage Block存储资源之间进行迁移。

    虚拟机为“已停止”时,如果目的数据存储为FusionStorage Block,不支持带快照 虚拟机磁盘的迁移。

    虚拟机为“已停止”时,如果源数据存储为FusionStorage Block,不支持带快照虚 拟机磁盘的迁移。

    4)应用场景

    1.将数据存储的所有卷迁移后,可以对数据存储进行减容
    2.可以调整数据存储之间的负荷
    3.虚拟机从低性能的数据存储迁移到高性能的数据存储

    5)范围

    (1)虚拟机状态为“已停止”时,可以在以下存储之间进行迁移:
    虚拟化存储之间
    同一个FusionStorage Block存储资源的不同数据存储之间
    虚拟化存储和FusionStorage Block数据存储之间
    (2)虚拟机状态为“运行中”时,可以在虚拟化数据存储之间进行迁移。

    七、RDM-裸设备映射

    1)只针对SAN上的LUN
    2)LUN添加成裸设备数据存储只能创建一个磁盘
    3)磁盘类型只能为共享
    4)高级特性只能在SAN存储上实现
    5)挂载给VM只能通过SCSI总线不能走virtio总线

    八、增加VM磁盘容量

    1)虚拟机处于“已停止”或“运行中”状态时,才可以进行磁盘扩容。

    2)当磁盘所属的数据存储类型为虚拟化本地硬盘、虚拟化SAN存储、NAS存储或FS存储时,才能增加磁盘容量。

    3)当磁盘所属的数据存储类型为NAS存储,且磁盘的配置模式为“普通”时,不支持在线增加磁盘容量。

    4)当磁盘模式为“独立-非持久”时,不支持在线增加磁盘容量。

    5)以下情况不支持磁盘扩容:

    磁盘为共享磁盘或者差分磁盘时不支持扩容。
    虚拟机模板不支持扩容。

    九、LUN对应数据存储扩容

    1)数据存储源LUN在底层存储管理界面上扩容容量
    2)增加新的LUN 一个数据存储来源会存在多个LUN的存储设备

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  •  虽然存储虚拟化的火热可能会被一些厂商为了达到宣传效果而过分夸大其功能,但是存储虚拟化的确是能够给用户带来一些实实在在的好处,这里探讨存储虚拟化的一些基本东西,希望能够给IT专家网用户
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    一、存储虚拟化概念 存储设备的能力、接口协议等差异性很大,存储虚拟化技术可以将不同存储设备进行格式化,将各种存储资源转化为统一管理的数据存储资源,可以用来存储虚拟机磁盘、虚拟机配置信息、快照等信息。...

    一、存储虚拟化概念

       存储设备的能力、接口协议等差异性很大,存储虚拟化技术可以将不同存储设备进行格式化,将各种存储资源转化为统一管理的数据存储资源,可以用来存储虚拟机磁盘、虚拟机配置信息、快照等信息。用户对存储的管理更加同质化。

        虚拟机磁盘、快照等内存均以文件的形式存放在数据存储上,所有业务操作均可以转化成对文件的操作,操作更加直观、便捷。

        存储虚拟化可以解决传统DAS、NAS存储架构中单点故障的问题,可以保证存储的可用性和连续性。

    实现存储虚拟化,最核心问题就是如何实现从逻辑地址到物理地址的转换

    二、存储虚拟化的分类

    根据SAN中存储虚拟化实现方式的不同,可以划分为三个层次:主机级、存储设备级和存储网络级。

      (1)主机级

    主机的虚拟化将虚拟化层放在SAN中的应用服务器上,通过改造操作系统的文件系统层或者设备层来完成卷逻辑地址到物理地址的转换,这种方式实现起来比较简单,但是存在单点故障和安装调试复杂的缺点。

      ⑵存储设备级

    即将存储虚拟化实现在实际的物理存储设备上面,例如磁盘阵列。这样的做法的特点是兼容性高,屏蔽各种操作系统的细节,但是在跨盘阵的分布式虚拟化的设计上有局限性。

      (3)存储网络级

    特点为充分利用网络资源,在实现过程中,既能使用户感觉不到虚拟化的存在,而且操作上屏蔽各种细节,符合存储网格的发展趋势,同时具有很高的扩展性、灵活性。

    • 存储虚拟化可分为“带内”和“带外”两种基本类型。两者最显著的特点是管理路径和生产路径是否重叠,如果重叠,会发生争用带宽的问题,使得生产系统的效率降低。带内虚拟技术是在数据读写的过程中,在主机到存储设备的路径上实现存储虚拟化;而带外虚拟技术,是在数据读写之前,就已经做好了虚拟工作,而且实现虚拟的部分并不在主机到存储设备的访问路径上,所以带内虚拟技术可以基于主机、网络、设备和网络实现,而带外虚拟技术则只能是基于存储网络实现。

    三、存储模型

        存储虚拟化是将存储设备抽象为数据存储,虚拟机在数据存储中作为一组文件存储在自己的目录中。

    数据存储是逻辑容器,类似于文件系统,它将各个存储设备的特性隐藏起来,并提供一个统一的模型来存储虚拟机文件。

    • 一个存储资源可以有多个存储设备
    • 一个数据存储和一个存储设备对应
    • 数据存储承载了具体的虚拟机业务,例如创建磁盘等

    FusionCompute可使用的存储资源来自主机本地磁盘或专用的存储设备。专用的存储设备与主机之间应通过网线或光纤连通。

    例如:将一个SAN设备【存储资源】分配的一个LUN【存储设备】接入到FusionCompute环境成为一个数据存储【数据存储】,可以在该数据存储上创建运行业务的虚拟机,对外提供服务。

    华为云计算存储模型

    存储资源

    •  FusionCompute的存储资源包括:

    IP SAN、FC SAN、Advanced SAN、本地磁盘、FusionStorage和NAS

    。IP SAN是通过iscsi链路和主机建立连接。

    。FC SAN是通过光纤通道和主机连接的,主机连接SAN设备后可以扫描存储设备(LUN) 。

    。Advanced SAN是通过SMI-S接口扫描、管理磁盘的。

    • Advanced SAN是一种特殊的IP-SAN,兼容华为OceanStor 系列存储。
    • Advanced SAN与VIMS不同的是,在创建虚拟机磁盘时创建的是LUN,并与虚拟机进行绑定。作为虚拟机的磁盘使用
    • Advanced SAN在Advanced SAN V3存储中创建的磁盘,物理设备需要一部分空间用以保存元数据,从而会带来一些空间损耗。
    • SMI-S (Storage Management Interface Specification 存储管理接口标准)是SNIA开发的一种标准管理接口,旨在减轻多厂商SAN(存储区域网络)环境的管理负担。SMI-S 为各种网络组件提供了一个通用管理接口,减小了SAN管理的复杂性。

    。FusionStorage是通过其管理结点提供的接口管理存储的。

    • FusionStorage是华为Server SAN产品;Server SAN是利用存储软件和服务器构建起来的SAN存储技术。

    。NAS通过NFS协议扫描和挂载共享目录。

    •  主机访问存储资源:

    。先需要添加存储资源。

    。再选定主机并关联存储资源。

    存储资源使用对比

    • 存储卸载:指将部分存储操作(模板部署、删除清零等操作)下移到存储侧进行,这样做可以不浪费主机侧资源,同时也可以提升操作效率。
    • 虚拟化:对于LUN或者本地磁盘,在不支持虚拟化的场景不能支持快照,链接克隆等高级功能,但是所创建的卷具有很好的性能。虚拟化后的数据存储,支持各种高级功能,卷格式也支持多种,但是性能低于非虚拟化的存储设备。

    存储设备

    • FusionCompute的存储设备有五种: LUN 、本地磁盘、Advanced SAN存储池、FusionStorage存储池和NAS共享目录。
      • LUN在使用前需要在存储侧或者交换机侧进行配置。该配置根据不同的厂家会不一样,具体需要参照存储或交换机配置。
    • 存储设备需要通过主机探测的方式进行扫描来发现
      • 主机需要链接存储资源后才能扫描存储资源所包含的存储设备。
      • 每个主机都能发现各自的存储设备,也能发现共享的存储设备。

    数据存储

    • 数据存储是在存储设备上创建的逻辑管理单元:
      • 数据存储需要创建在指定的存储设备上,且一个存储设备只能创建一个数据存储。
      • 数据存储和主机关联,为主机提供资源,数据存储可以关联到多个主机,一个主机也可以使用多个数据存储。
    • 数据存储的使用:
      • 存储设备必须被添加为数据存储才能被使用。
      • 数据存储可用于存放虚拟机磁盘、快照文件。
      • 数据存储的大小依赖于存储设备的大小。
    • 计算集群有共享存储设备时,基于该存储设备建立的数据存储被关联给计算集群中的每个主机。
    • 数据存储是FusionCompute对存储资源上的存储单元进行的统一封装。存储资源封装成数据存储并与主机关联后,就能够进一步创建出若干虚拟磁盘,供虚拟机使用。
    • 能够封装为数据存储的存储单元包括:
    •  SAN存储(包括iSCSI或光纤通道的SAN存储)上划分的LUN。
    • Advanced SAN存储。
    • NAS存储上划分的文件系统。
    • FusionStorage上的存储池。
    • 主机的本地硬盘。
    • 主机的本地内存盘。

     

    四、虚拟化存储连接

          1.FC SAN存储场景

          2.IP SAN存储场景

           3.NAS存储场景

    虚拟化的存储栈

    文件系统

    • 文件系统作用在于提供文件操作接口,屏蔽存储设备的差异,为虚拟化卷文件提供存放空间。
    • 当前FusionCompute所使用的文件系统为:VIMS、EXT4、NFS。
    • 计算集群共享存储设备上的文件系统即为:VIMS文件系统或NFS文件系统。
    • 未加入计算集群的主机,且仅有本地磁盘;该主机的文件系统使用Ext4文件系统。

    五、存储虚拟化特性

      1.精简磁盘和空间回收

    功能特性

    • 支持创建精简磁盘,可以随着用户使用而自动分配空间。
    • 膨胀的精简磁盘不会随着用户删除数据而缩小,使用空间回收工具可以将用户删除的数据空间释放到数据存储。

    适用场景

    • 精简磁盘可应用于局点运行初期,用户磁盘使用率低的情况。能够降低初始存储投资及维护成本。存储设备只保存有效数据,不保存预留空间,可以提高存储资源利用率。
    • 空间回收可以提高精简磁盘的使用/分配比,提高存储利用率。

     

    2.快照原理和应用

    快照功能特性

    • 快照记录了虚拟机在某一时间点的内容和状态。
    • 通过恢复虚拟机快照使虚拟机多次快速恢复到这一时间点。
    • 快照包含磁盘内容、虚拟机配置信息、内存数据。
    • 多次快照之间保存差量数据,节约存储空间。

    适用场景

    • 虚拟机用户在执行一些重大、高危操作前,例如系统补丁,升级,破坏性测试前执行快照,可以用于故障时的快速还原。
    • 用户触发的创建快照和恢复快照操作。

     

    2.1存储虚拟化的快照

    创建快照时会生成一个新的差分卷,虚拟机会挂载这个差分卷作为磁盘文件,虚拟机的读请求会重定向到源卷中。

    创建快照采用了ROW(Redirect on write)技术,快照后的写操作会进行重定向,所有的写IO都被重定向到新卷中。所有旧数据均保留在只读的源卷中。

    2.2快照链

    磁盘做多个快照后,会产生一个快照链。

    虚拟机卷始终挂载在快照链的最末端。

    用户对一个虚拟机进行多次快照操作,可以形成快照链;一个虚拟机生成快照的数量不能超过32个,也是快照链的最大长度。

    用户可以将虚拟机从当前状态恢复到快照链中的某个状态。

    快照链中任意一个快照都可以删除而不影响其余快照。

    3.链接克隆

    链接克隆功能特性

    • 链接克隆技术是一种通过将源卷和差分卷组合映射为一个链接克隆卷,提供给虚拟机使用的技术。
    • 一个链接克隆模板可以创建多个链接克隆差分卷,对应创建多个链接克隆虚拟机。
    • 新创建的差分卷占用空间很小,随着虚拟机的使用,空间会逐渐膨胀。

    适用场景

    • 能够快速、批量部署虚拟机。
    • 对于类似的虚拟机,公用的数据可以放在模板中,提高存储利用率。

    4.虚拟机虚拟磁盘文件迁移(存储热迁移)

    虚拟机虚拟磁盘文件迁移功能特性

    • 存储虚拟化支持将虚拟机的磁盘从一个数据存储迁移到另一个数据存储。
    • 可以将虚拟机的所有磁盘整体迁移,也可以单个磁盘分别迁移。
    • 虚拟机的快照可以一起迁移。
    • 虚拟机开启或者关闭时都可以迁移。

    适用场景

    • 将数据存储的所有卷迁移后,可以对数据存储进行减容。
    • 可以调整数据存储之间的负荷。

     

     

    六、存储虚拟化常用功能

    1.数据存储扩容原理

    在存储端对现有的LUN扩容或添加新LUN之后,在FusionCompute端可以将现有的数据存储进行扩容。数据存储扩容的空间来自于:

    • 原有LUN扩容的新空间
    • LUN(图中所示方式)

    新增的存储空间以线性映射的方式追加至虚拟块设备末尾。

    由于虚拟块设备的信息都是保存在节点内存中,则当其它节点发现数据存储空间有变化时,会自动更新虚拟块设备信息,完成扩容虚拟块设备

     

    1.2虚拟机磁盘扩容

    虚拟机磁盘扩容功能特性

    • 可以在不影响虚拟机磁盘现有数据的情况下,将虚拟机磁盘容量扩大。
    • 支持系统磁盘和用户磁盘的扩容,但分区合并需要操作系统支持(XP和WIN7支持用户分区扩容)或第三方工具。
    • 部分操作系统支持进行在线磁盘扩容。

    适用场景

    • 初始磁盘分配空间时,可以按需分配,后续不够了可以进行扩容,提高存储设备利用率。

    注意点:

    • 虚拟化存储支持以磁盘扩容的方式,增加虚拟机存储空间。
    • 非虚拟化存储场景下,只能通过增加独立的磁盘来实现。

    当磁盘所属的数据存储类型为虚拟化本地硬盘、虚拟化SAN存储、NAS存储或FusionStorage时,才能增加磁盘容量。

    当磁盘所属的数据存储类型为NAS存储,且磁盘的配置模式为普通时,不支持在线增加磁盘容量。

    当磁盘所属的数据存储类型为FusionStorage时,在线增加磁盘容量需关闭虚拟机后再启动虚拟机生效。

    当磁盘所属的数据存储类型为虚拟化本地硬盘、虚拟化SAN存储、NAS存储时,在线增加磁盘容量如下操作系统可直接生效,其余操作系统需重启虚拟机生效。

    • Windows Server 2003
    • Windows Server 2008
    • Windows XP
    • Windows 7

    2.磁盘裸设备映射

    • 存储直通技术
      • (又称裸设备映射,RDM)为虚拟机提供了一种机制来直接访问物理存储子系统(IPSAN或FCSAN)上的LUN,VM的业务能够直接访问存储设备或直接对存储设备下发控制命令。
    • 技术特点
      • 虚拟机直接通过SCSI命令操作裸存储设备。
      • 兼容FC光纤存储和IP SAN存储。
      • 通过使用裸设备映射,可以让虚拟机识别SCSI磁盘,实现在虚拟机内部下发SCSI命令,交给主机然后透传给存储设备进行处理,最后将应答返回。
    • 适用场景
      • 集群系统软件,降低大量使用物理服务器的成本比如Oracle RAC或MSCS 。

    3.设置虚拟机磁盘IO上限

    • 单个LUN提供最大的BPS和IOPS是由物理设备所决定的,主要包括硬盘类型,raid组包含盘数等。
    • 特性功能:
      • 支持查询虚拟机各磁盘实时的IO数据。
      • 支持设置磁盘的最大BPS(每秒读写字节数)和最大IOPS(每秒处理IO个数)。
      • 所有存储类型的虚拟机,都能设置IO上限值,该设置在pvdriver运行时生效。
    • 适用场景:
    • 设置非重要虚拟机磁盘的IO上限,保证在这些虚拟机业务量大时,不会影响到重要的虚拟机业务

     

    展开全文
  • 存储虚拟化是提高存储可用性的一项关键技术,不会增加任何管理工作量。惠普存储虚拟化产品家族提供全面的存储网络解决方案,满足企业对可靠、可扩展的数据存储不断增长的需要。  集成您的存储资源  企业经常要...
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  • 存储虚拟化五步规划

    2020-10-26 00:02:33
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  • 存储虚拟化方案集

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      关于云计算存储虚拟化技术三个层次上的实现

      随着企业的成长,业务和应用不断增加,IT 系统规模日益庞大,带来高能耗、数据中心空间紧张、IT 系统总体拥有成本过高等问题;而现有服务器、存储系统等设备又没有充分被利用起来,资源极度浪费;IT基础架构对业务需求反映不够灵活,不能有效的调配系统资源适应业务需求。因此,企业需要建立一种可以降低成本、具有智能化和安全特性、并能够与当前的业务环境相适应的灵活、动态的基础设施和应用环境,以更为快速的响应业务环境的变化,并且降低数据中心的运营成本。
      关于云计算存储虚拟化技术三个层次上的实现

      1.云计算

      随着企业的成长,业务和应用不断增加,IT 系统规模日益庞大,带来高能耗、数据中心空间紧张、IT 系统总体拥有成本过高等问题;而现有服务器、存储系统等设备又没有充分被利用起来,资源极度浪费;IT基础架构对业务需求反映不够灵活,不能有效的调配系统资源适应业务需求。因此,企业需要建立一种可以降低成本、具有智能化和安全特性、并能够与当前的业务环境相适应的灵活、动态的基础设施和应用环境,以更为快速的响应业务环境的变化,并且降低数据中心的运营成本。“云计算”作为一种模式和思想进入到人们的视野。

      云计算是以数据为中心的一种数据密集型的超级计算,在数据存储、数据管理、编程模式、并发控制、系统管理等方面具有自身独特的技术。云计算的出现,改变了信息服务的提供方式。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩张的,并且可以及时获取,随时扩展或缩小,按需使用。而实际上,它并不是一个单独的服务,而是一个服务集合。它以前所未有的规模为使用者提供IT 服务能力。云计算研究的重点是网络计算,实际上它的本质是计算机的虚拟化。

      2.虚拟化技术

      虚拟化技术是一种调配计算资源的方法, 它将应用系统的不同层面,包括硬件、软件、数据、网络、存储等一一隔离开来,从而打破数据中心、服务器、存储、网络、数据和应用中的物理设备之间的划分,实现架构动态化,并达到集中管理和动态使用物理资源及虚拟资源,以提高系统结构的弹性和灵活性,降低成本、改进服务、减少管理风险等目的。云环境中,虚拟化技术按系统层级划分,可以分为:服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用虚拟化以及客户端虚拟化。不同种类的虚拟化技术致力于从不同的角度解决不同的系统性能问题。虚拟化技术加入到云计算中,简化了资源管理的复杂度,提高了资源利用率。对于用户而言,可以通过互联网随时获得自己需要的服务,可以自由取用,按需付费。存储虚拟化技术作为虚拟化的重要技术之一,特别是在数据安全性和完整性要求更高的时代, 存储系统变得尤为重要,存储虚拟化技术得到了较快的发展和应用。

      3.存储虚拟化技术

      随着大数据时代的到来,数据量的存储需求迅速增长,存储技术越来越受到业界关注,使越来越多的企业把数据存储作为重要项目来管理,从而带来存储管理技术的快速发展。然而,存储设备的差异性,使高效管理这些设备面临诸多困难。对存储管理而言,虚拟化是一种具有广阔前景的解决方案。存储虚拟化技术解决了存储设备管理效率的问题,不同类型的存储资源整合问题,异构存储系统的兼容性、扩展性、可靠性、容错容灾等问题。

      SNIA(存储网络工业协会)对存储虚拟化的定义:通过对存储(子)系统或存储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离,使存储或数据的管理应用、服务器、网络资源的管理分离,从而实现应用和网络的独立管理。

      存储虚拟化技术是计算机虚拟化技术的重要结构,它的思想是将资源的逻辑映像与物理存储分开, 为系统和管理员提供一幅简化、无缝的资源虚拟视图。对于用户来说,虚拟化的存储资源就像是一个巨大的“存储池”,看不到具体的磁盘,也不关心自己的数据在具体的哪个存储设备中。存储虚拟化技术具有提高动态适应能力。它将存储资源统一集中到一个大容量的资源池,无需中断应用即可改变存储系统和实现数据移动,对存储系统能够实现单点统一管理。

      存储虚拟化可在三个层次上实现,分别是:基于主机的虚拟化、基于存储设备的虚拟化、基于网络的虚拟化。它有两种实现方式,分别是带内虚拟化、带外虚拟化。实现的结果有:块虚拟化,磁盘虚拟化,磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化,文件系统虚拟化,文件/记录虚拟化。 如图1为存储虚拟化实现模式。
    关于云计算存储虚拟化技术三个层次上的实现
      图1 存储虚拟化实现模式

      (1)基于主机的存储虚拟化

      基于主机的的存储虚拟化一般是由操作系统下的逻辑卷管理软件完成,不同操作系统的逻辑卷管理软件也不相同。这种实现方式使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列,常用于在不同磁盘阵列之间做数据镜像保护。但它也有缺点:第一,占用主机资源,降低应用性能;第二,存在操作系统和应用的兼容性问题;第三,导致主机升级、维护和扩展非常复杂,而且容易造成系统不稳定;第四,需要复杂的数据迁移过程, 会影响业务连续性。

      (2)基于存储设备的存储虚拟化

      基于存储设备的存储虚拟化是在存储控制器上添加虚拟化功能,常见于中高端存储设备。它的目的是面向用户的应用进行优化,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。这种技术主要用在同一存储设备内部, 进行数据保护和数据迁移。它的优势是与主机无关,不占用主机资源,数据管理功能丰富。但也存在缺点:第一,一般只能实现对本设备内磁盘的虚拟化;第二,不同厂商的数据管理功能不能互操作;第三,多套存储设备需配置多套数据管理软件,成本较高。

      (3)基于网络的存储虚拟化

      基于网络的存储虚拟化是通过在存储区域网(SAN)中添加虚拟化引擎实现的。主要用于异构存储系统的整合和统一数据管理。它的优势是:第一,与主机无关,不占用主机资源;第二,能够支持异构主机、异构存储设备;第三,能使不同存储设备的数据管理功能统一;第四,可以构建统一管理平台,可扩展性好。但也存在缺点:第一,部分厂商数据管理功能弱,难以达到虚拟化统一数据管理的目的;第二,部分厂商产品成熟度较低,仍然存在和不同存储和主机的兼容性问题。

      很多人关注虚拟化在哪里部署,到底是基于主机,基于网络还是基于存储。当然所有这些选择都有各自的优点和缺点。最主要的是让存储虚拟化合并异质存储系统,将这些系统合并到一个公共的存储池并进行共同的管理和保护。存储虚拟化的目标是让企业和用户有向不同厂商选择存储阵列的能力,向他们提供各种企业级功能,比如动态配置和动态数据迁移等。在企业用户应用存储虚拟化技术时,需要做好几项工作:第一,规划好企业的存储虚拟化策略;第二,将企业业务数据进行合理分类规划;第三,了解数据生命周期;第四,规划好存储层次以及服务级别;第五,考虑安全性和兼容性问题。尽可能的实现存储虚拟化的最大效用,更好的节约资源,简化管理。

      4.存储虚拟化技术的应用

      虚拟化技术已经在存储领域得到广泛的应用。各个存储设备厂商也陆续推出了自己的虚拟化存储产品。存储虚拟化技术在各行各业中已经开始了大规模应用。这些应用包括数据中心、电信行业、银行证券保险行业、政府信息系统等。

      存储技术不断的发展,用户对于数据的需求增加,而存储虚拟化并没有完全普及。原因主要是对数据安全问题的考虑;其次是忽略了我国庞大的中小企业需求;再就是价格问题,很多中小型企业采用存储虚拟化技术方案投入的成本可能比传统的存储管理成本更高。但相信在不久的将来, 虚拟存储技术在克服了面临的困难后,会更广泛的得到应用, 从而有效实现企业和用户的存储系统效率提高,系统安全稳定的运行,总体拥有成本减少,投资回报得到增加等。

      5.结语

      虽然存储虚拟化技术已经得到了较大的发展,但对于企业和用户而言,存储虚拟化并不是万能的,企业存储管理人员需要把自己现有的存储资源、存储技术和存储虚拟化相关联,找到最适合自己企业的存储策略才是最为重要的,从而更好的利用资源、节约成本、简化存储管理。

      在大数据云计算环境中,数据在哪里存储,数据都有谁访问,数据是否安全,这些问题引起了人们的思考,数据安全问题变得尤为重要。在虚拟存储中数据可能面临着存取权限、数据备份和销毁等风险,这是在云计算应用中需要进一步解决的存储安全问题。

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  • 解读存储虚拟化

    千次阅读 2018-01-24 10:45:36
    一、何为“存储虚拟化技术”  “存储虚拟化”并不是近期才提出的一个新概念,它是伴随着大型计算机的产生、发展而出现的一个较为经典的概念,但随着网络存储的兴起,在新的领域中,存储虚拟化又被赋予了全新的解读...

    一、何为“存储虚拟化技术”
       “存储虚拟化”并不是近期才提出的一个新概念,它是伴随着大型计算机的产生、发展而出现的一个较为经典的概念,但随着网络存储的兴起,在新的领域中,存储虚拟化又被赋予了全新的解读,不过从存储的核心功能来看,其本质是具有延续性的。


    (
    一) 存储虚拟化的概念
      从广义的角度看,存储具有两大特性:其一,它是具有存取数据功能的载体;其二,它具有可管理性。
      存储虚拟化是物理存储的逻辑表示方法,是在服务器与存储之间设置的一个抽象层,服务器被绑定到逻辑抽象层上。于是,无论何时如果需要都可以改变所连接的物理存储,典型的如阵列的替换、层次化存储等,而不会影响应用对这个存储的访问。存储虚拟化也正是紧紧围绕着这两个主要方面展开的。
      从狭义的角度看,存储是具有两个访问通道的实体,数据通道和管理通道就是对此的简单描述。二者在物理上可以是聚合的,也可以是分离的,而存储虚拟化就相应地发生在这两个通道上。
      在理论上可以认为,相对于原存储实体,新的存储实体在数据和管理通道上所进行的任何非恒等的转换,都是一种存储虚拟化方法。概括地讲,所谓存储虚拟化可以简单地描述为:新存储实体对原存储实体的存储资源(如存储的读写方式、连接方式、存储的规格或结构等)和存储管理(如统一/分散管理)进行变化和转换的过程称为存储虚拟化。


    (
    二) 存储虚拟化的技术分类
      一般认为存储虚拟化是有所特指的,大致可以从以下两大类来划分:


    1
    、存储资源的虚拟化
    * 存储的规格或结构

      从早期的磁盘分区到现在具有复杂结构的磁盘阵列,对存储规格或结构的虚拟化始终作为一种最基本的虚拟化形式而不断发展,这是存储虚拟化的一个最为基本的特性之一——可分性。
      属于这一类的存储虚拟化产物有:RAID、虚拟网络磁盘等,在可以预见的未来,这类存储虚拟化方式将伴随着人们对块存储的需求,以及对存储安全性与性能的不懈追求仍将长期存储,并且适度发展。
      在结构虚拟化方面,设备冗余和资源空洞是两个完全不同的类型,设备冗余可以实现同步、异步镜像等,而资源空洞主要采用写时分配的技术,在提高资源利用率方面表现更为突出,它能够使得呈现给主机的逻辑卷大小远大于实际的物理存储大小;而快照技术更是实现了源和快照依赖于相同的存储资源,形成一种典型的一个虚拟多个的方式。


    *
    读写方式
      到目前为止,存储的读写方式可以归纳为四种主要形式:块读写方式、文件读写方式、对象读写方式和键值搜索读写方式,四种形式依次递进(如下图示意),对存储的抽象层次不断提高,使得应用(程序等)对存储的依赖程度逐渐降低,存储的智能性不断提升,进而也就不同程度地实现存储与应用的分离。在本质上,也逐步实现在计算机系统中,处于不活跃地位的存储与处于活跃地位的计算之间的分离,而归根结底,其源动力来自于人们对不断提高数据共享效率的需求。
      可以看出,存储读写方式的演进,在客观上也对存储规格和结构的发展提出了要求,但存储读写方式的演进并不依存于存储规格和结构的发展。

    图、四种存储读写方式关系示意
      在相当长的一段时间内,块读写方式和文件读写方式都将继续占据主流的地位,而其他两种方式由于受到应用模式和存储发展的某些关键技术的制约,仍将处于产品的缓慢发展和研究的相对快速发展的矛盾过程中,可以预见随着对象文件系统、对象操作系统、存储网格,以及搜索引擎和数据安全等方面技术的不断发展,基于对象读写方式和键值搜索读写方式的存储设备、存储系统、存储服务比较成长为主流方式。


    *
    连接方式
      网络存储的连接方式主要有Fibre Channel(FC)、InfiniBand(IB)、IP三种。三种方式各具特色,但总的来说,FC设备在高端存储系统采用较多;IB设备的高带宽和高吞吐率在高性能计算领域有相当的优势,但经历了Intel、微软放弃支持和戴尔、IBM与SUN宣布支持的一落一起之后,IB的发展还不明朗;在性能和标准的制约下,IP网络存储长时间在中低端市场徘徊,但由于无处不在IP网络和其极具诱惑力的价格,近乎无限的延伸扩展能力,以及传输标准和正在快速提升的硬件性能,可以预见IP存储的市场将会作为企业存储解决方案的主要选择之一。


      不同的存储连接方式,也对应着不同的存储特性,存储虚拟化技术可以将融合多种连接方式(包括上述三种方式)的优势,更好地满足应用的需求。


    2
    、存储管理的虚拟化
    *
    集中管理

      网络存储发展到今天,出现了很强的旨在体现集中管理的聚合趋势,大型存储系统和超大型的存储系统不断出现,高性能、高可用、高数据安全性和大容量成为其主要的发展目标。但伴随而来的是存储管理的复杂性也一升再升,不同的存储系统之间无法实现有效地级联(管理方面),甚至这一现象也出现在同一厂商的系列产品中,进而也使得存储资源无法实现有效地管理和使用,复杂的管理和相应的高管理成本都阻碍了网络存储的发展。


      面对这一现实问题,统一存储管理标准问题愈显突出,这也是制约存储虚拟化,乃至于网络存储工业发展的关键症结所在。


      为了从根本上解决这一问题,全球范围内的许多存储厂商、研究和学术机构在网络存储工业协会(SNIA)的积极倡导下,开始了网络存储管理的标准化过程,随着这一过程的不断发展和推进,必将冲破技术和市场壁垒,为存储管理的虚拟化提高现实的基础。


    *
    分散管理
      在使用存储的某些特定场合,所虚拟出的资源应具有一定的独立可管理特性。
    *
    性能的动态调整
      在共享网络带宽的情况下,虚拟出的多个设备其之间的性能,可动态调节或可动态配置。


    (
    三) 存储虚拟化系统的结构分类
      在网络存储领域,实行存储虚拟化的手段大致可以从以下两方面考虑:
      一方面,按虚拟化模块在网络存储中的位置划分为三类:基于主机、基于网络和基于存储设备节点;基于网络的虚拟化是发展的潮流,这一点,IBM与EMC的观点是相同的。


      另一方面,按照虚拟化管理模块相对于数据通道的位置,划分为带内(In-Band)和带外(out-of-band)。
      In-Band虚拟化模块(引擎)位于主机和存储节点之间的数据通道上,因为位于数据读写的关键路径上,所以既有安全性高、实现容易、对主机要求低等优点,又有扩展性差、易形成单点故障等明显的结构缺点,通常利用Cache技术来优化性能。


      与In-Band不同的是,Out-of-Band虚拟化模块位于主机和存储节点之间的数据通道之外,通过其它的网络连接方式与主机系统通讯。于是,在每个主机服务器上,都需要安装客户端软件,或者特殊的主机适配卡驱动,相比于In-Band方式,这种方式的系统可扩展性很强,虚拟化模块不会在数据通道上成为单故障点,但其实施难度比较大。


    (
    四) 存储虚拟化与信息生命周期管理(ILM)的关系
      由于数据和存储直接密不可分的关系,分析数据的发展变化特性非常必要,从某种程度上说,数据是存储存在的根据。


      存储虚拟化是数据生命周期的内在需求。数据产生后首先处于比较活跃的时期,处于这一时期的数据对企业而言具有很大的价值,而最活跃的时期通常会在随后出现,这主要取决于数据的类型等因素。在数据的生命周期中,可能会出现几个活跃期,伴随数据活跃期的出现会产生大量相关数据,而数据历经几次活跃期后,会出现不同程度的衰减甚至被销毁。IDC曾建议把数据分为5层,即:重要数据、关键业务数据、可访问的在线数据、近线数据和离线数据;对于数据拥有者而言,在数据所处的不同时期配以不同性能和特性的存储是一种最为经济的选择,为了方便地实现数据的管理和迁移,存储虚拟化技术便成为当之无愧的首选。


      目前,SNIA正在为信息生命周期管理寻求一个标准,可以认为,在信息生命周期管理的助力下,存储虚拟化技术和产品市场可以得到更大的发展。


    二、 存储虚拟化的未来发展方向
    (
    一) 存储网格

      自从网格思想产生之初,人们就常以电力网为例来类比网格的思想和现实形态,这无疑是一种较为现实的、易于理解的类比方式,也道出了网格的很多本质特性,自治性(机制)和共享性(机制)是人们关注网格的最主要原因。但不得不提的是,作为一个系统网格必须是可控的,这一点在现实的电力网中也是如此。同时,网格也必须是可测量的、安全的,这几点是作为现实可行的技术所必须具备的条件,而正是在这样几点上对网格的发展,构成了很大的障碍,原因在于到目前为止,在这些方面的理论和技术准备并不充分。


      存储网格是实现存储资源自主、有序、合理“流动”的系统,由存储网格软件所构成的存储资源的势能评价体系(内存“脏”页的标记就是一种简单的评价)为存储资源的调配提供了可实时决策的依据。存储资源是一种概念抽象,它既可能包含了类似Cache这样易失特性的存储介质,也可能包含了磁盘存储、磁带存储这样的非易失性存储,而光盘存储也是可以涵盖在其中的,那么应该如何理解存储资源的“流动”呢,存储资源的“流动”表现为由存储网格软件所评价出的存储资源对象的特性与数据对象的匹配过程,例如:数据对象的重要性或安全性需求降低后,原来用来保存该数据对象的存储资源对象将不适合,那么也就产生了数据对象迁移的需求,而存储网格可以按照一定的规则实现这一自动的迁移过程,从而产生了存储资源的“流动”(由此也可以看出这种所谓的“流动”有如电流和电荷的关系一样,是一种相对的概念,是一种理论抽象的结果)。存储网格中实现共享和自治机制的存储网格软件,以及实现存储对象与数据对象匹配的操作等等是存储网格的技术支撑,而这些软件所依托的理论和实现模型,以及对象(包括存储资源对象、数据对象、系统资源对象等)的概念抽象是存储网格的核心之所在。


      目前,存储网格被理解为多种多样的形式,但多片面地强调其某一个侧面,而忽略了其内在规律性,无论是将存储网格描述为全交换或全联通的网络拓扑结构,还是强调它所带来的灵活性、安全性、互操作性等等,包括p2p技术,这都是存储网格的外在表现或实现层面的局部特征,而构成存储网格的核心思想并不在于此。


      存储网格从思想到实现并不存在半点玄妙的东西,它所想表达的思想和技术是人们习以为常的众多自然、物理规律,乃至社会规律在计算机系统构成中的自然延伸,存储网格将是人们尊重规律来发展技术的必然选择。而就存储虚拟化这一论题而言,存储网格与其并不在一个层面上,但从广义上讲存储网格是存储虚拟化技术的归宿之一。


    (
    二) 以数据为核心的存储构成理念
      随着人们对信息需求的不断增长,数据量呈现不断激增的态势,其直接表现是社会各单位对于存储资源的需求量也越来越大,而随着整个社会对信息的依存度的不断提高,信息载体——数据的重要性也随之得到提升。由此也促使着人们的管理理念正从以计算为核心、以存储为核心逐步转向以数据为核心,随着数据存储容量和数据服务种类的增加,如何更为合理、有效地保证数据服务质量的问题便愈显突出,但目前的解决方式还是在单一HSM的配置下,对所有的数据服务均配以相同质量的存储服务,或者人为地针对不同数据服务要求设定存储服务质量,例如ILM管理理念指导下的方法,但这些都不是从根本上给出解决这一问题的方法。


    1
    、现有的存储构成理念
      从网络存储设备及接口方面考虑,卡耐基梅隆大学(Carnegie-Mellon University或CMU)还在研究和标准化NASD(Network Attached Secure Disk);从智能化磁盘设备方面,国外已有一些相关研究。从国内来看,网络存储方向的新技术研究相对较少。
    * NASD


      CMU的NASD(Network Attached Secure Disk)是一个较早提出的磁盘系统。它的提出为网络智能磁盘的标准化做出了很大的贡献。美国国家存储工业委员会NSIC(National Storage Industry Consortium)提出的OSD(Object-Based Storage Device)模型就是基于NASD。


      这些系统的研究重点是存储设备的功能及其接口协议。NASD提供给用户的不是磁盘块接口,而是磁盘对象接口。在多数情况下,磁盘对象都是对应着文件。一个磁盘对象可以有许多由磁盘系统管理的属性,其中包括大小、各种时间等。


    *
    活跃磁盘设备(Active Disk
      卡耐基梅隆大学(CarnegieMellon University)和加州大学的Santa Barbara分校与马里兰大学(Maryland University)分别进行了活跃磁盘相关的研究项目。


      两个关于活跃磁盘的研究项目都是利用磁盘内部的CPU和内存资源。随着硬件技术及磁盘技术的发展,磁盘内部的CPU及内存资源越来越丰富。在近几年内,服务器所使用磁盘内部的嵌入式CPU可达到200 MIPS的处理能力,而内存容量也相应地可达到32MB~64MB。活跃磁盘的这两个研究项目就是研究和设计一个分布式的系统结构,使得应用程序的一部分可以动态地下载到磁盘中去并在磁盘的运行环境中执行。其结果不仅充分地利用了磁盘的处理能力,大大降低了存储容量的增长速度与CPU处理能力的增长速度之间的差异。与此同时,由于磁盘内嵌入式CPU的有效使用,大大降低了对于I/O带宽的要求。


      卡耐基梅隆大学所进行的项目主要研究基于扫描算法的各种应用,其中包括最近邻居的查找,常用的集合,以及图像边缘的探测等。这些问题对于磁盘的处理能力及内存容量要求都较低,对于磁盘间的通讯没有任何要求。


      加州大学的SantaBarbara分校与马里兰大学联合所进行的项目主要研究类似的问题,其中包括数据库内的选择操作,并行排序,数据立方操作,以及图像处理等。该研究要求更强的磁盘CPU处理能力及内存容量,对于磁盘间的通讯也有一定要求。


    *
    智能磁盘设备(Intelligent Disk
      在活跃磁盘研究项目的基础上,加州大学的伯克利分校开始了智能磁盘设备的研究。与活跃磁盘不同,智能磁盘对于磁盘的CPU能力、内存容量、磁盘间的通讯带宽都有更高的要求。与此相应,智能磁盘除了针对数据库、决策支持系统之外,还面向更为广泛的应用,其中包括降低数据写延迟、软件RAID的实现、系统自动配置等。
      在智能磁盘的研究中,还有许多问题并未能够解决。例如,智能磁盘的软件系统结构,及智能磁盘的操作系统所应提供的服务等。


    *
    自省存储设备(Introspective Storage for Data-Intensive Network Services
      与前面几个研究项目类似,加州大学的伯克利分校所进行的自省存储设备项目也是在充分意识到存储容量的增长与CPU处理能力的增长之间的差异,基于嵌入式CPU技术的发展和普及所设计的一种新型智能存储系统结构。与以上的研究不同,处理试图解决系统的性能和可扩展性外,该项目的研究焦点更集中在系统的高可用及自我管理和维护功能方面。其所面向的应用主要包括电子商务、信息检索和获取、以及在线决策支持等。


      在这个系统结构中,I/O设备,特别是存储设备,都具有智能处理能力,并且成为系统的最为基本的子系统。从硬件构成方面,自省系统是以I/O为核心,所有的设备都是标准的、可互换的,通过智能机箱与网络相连,从而构成完整系统。软件系统的系统结构主要支持各种的系统检测和相应处理能力的需求,并且系统能够自动生成常用的检测和处理程序。该项目已衍变为另一个研究领域:ROC(Recovery Oriented Computing)。


      上述研究的重点更多地还是关注于系统的计算能力,I/O是所有优化的核心,但从中也可以看到有些研究开始关注于应用的特性,如上述的活跃磁盘设备和智能磁盘设备,而这仅仅是一种理念转变的开端。


    2
    、现有存储构成理念的问题
      HSM是在以计算为中心的历史条件下,由IBM首先提出的一种存储管理结构。为了更好地适应计算能力的发展速度,计算机系统的构成必须将存储部件按照与计算部件的交互关系有层次的连接,与计算部件直接交互的为读写速度最快的存储部件,其它间接交互的存储部件的读写速度次之,依次形成了一级Cache、二级Cache、内存以及磁盘设备或磁带设备这样一个分层的存储管理结构,这种构成的主要出发点是为了使存储能力适应计算能力。
      ILM是二十世纪九十年代产生的一种以合理使用存储资源为目标的理念,它之所以没有能够像HSM一样在存储系统结构方面产生较大的影响,原因在于人们对于存储系统的理解普遍认识是,存储系统是计算机系统中最不活跃的成分,它受硬件构成等因素的影响无法实现自主灵活性。因此,ILM仅停留在管理理念的层面上,而具体体现在数据管理功能上,对存储系统的需求是对多介质存储系统的统一管理。


    3
    、以数据为核心
      计算系统存在的价值在于它能够实现数据处理功能,计算系统是一种重要的、难以替代的工具,但无论怎样,数据才是最终的核心所在,在以数据为核心的理念指导下,存储系统构建的思想也必然应该进行相应的调整。
      以数据为核心首先关注的是存储如何更好地表达和体现数据对象的特性,从这一观察角度来看,适应数据对象特性的变化,存储结构必然是对象化的,HSM和ILM仅是一些特例的实现手段,而存储的性能(带宽、缓存等)、存储的效能(造价、能耗)、存储的安全性(有无单点故障、是否支持冗余)等等都是描述存储对象所应考虑的重点,这将是存储虚拟化未来发展的重要方向之一。


    三、 结束语
      纵观网络存储市场,存储虚拟化技术产品已经非常普遍,但用户所渴求的、能够实现对异构系统或多厂商产品进行统一管理的存储虚拟化技术和产品并不多,而且对于中低端市场用户来说,这些产品还难以企及,这也预示着,这方面的存储虚拟化技术和产品的广阔市场前景。随着国内外存储厂商的不断努力,以及网络存储管理标准的不断推进,预计在3到5年的时间内会有很大的突破。

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  • 云存储技术之存储虚拟化
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空空如也

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