【云计算 IT 基础知识】 3.5 存储虚拟化技术

muzilan 2016-04-19 06:41:54

加精

3.5 存储虚拟化技术

基于主机的存储虚拟化

当仅需要单个主机服务器(或单个集群)访问多个磁盘阵列时,可以使用基于主机的存储虚拟化技术。该技术又称为逻辑卷管理,通常由主机操作系统下的逻辑卷管理软件实
现。逻辑卷管理软件把多个不同的磁盘阵列映射成一个虚拟的逻辑块空间。
当存储需求增加时,逻辑管理软件能把部分逻辑空间映射到新增的磁盘阵列,因此可以在不中断运行的情况下增加或减少物理存储设备。

基于主机的存储虚拟化示意图如图3-11所示。

主机1可以使用磁盘阵列1和2上的存储空间,主机2可以使用磁盘阵列2上的存储空间, 主机3和4均可使用磁盘阵列3和4上的存储空间。

该技术使主机经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列,因此常用于在不同磁盘阵列之间做数据镜像保护。

该技术的优点:

l 支持异构的存储系统。
l 容易实现,不需要额外的特殊硬件。
l 开销低,不需要硬件支持,不修改现有系统架构。

该技术的缺点:

l 占用主机资源,降低应用性能。
l 存在操作系统和应用的兼容性问题。
l 导致主机升级、维护、扩展复杂,容易造成系统不稳定。
l 需要复杂的数据迁移过程,影响业务连续性。

基于存储设备的存储虚拟化

当有多个主机服务器需要访问同一个磁盘阵列时,可以使用基于存储设备的存储虚拟化技术。该技术通过在存储控制器上添加虚拟化功能实现,可以将一个阵列上的存储容量划分为多个存储空间(LUN),供不同的主机系统访问。

基于存储设备的存储虚拟化示意图如图3-12所示。

磁盘阵列1的存储空间可以提供给主机1和2使用,磁盘阵列2的存储空间可以提供给主机 2~4使用。该技术常用于在同一存储设备内部,进行数据保护和数据迁移。该技术常见于中高端存储设备。

该技术的优点:

l 与主机无关,不占用主机资源。
l 数据管理功能丰富。

该技术的缺点:

l 一般只能实现对设备内磁盘的虚拟化。
l 不同厂商间的数据管理功能不能互操作。
l 多套存储设备需要配置多套数据管理软件,成本较高。

基于网络的存储虚拟化

当多个主机服务器需要访问多个异构存储设备时,可以使用基于网络的存储虚拟化技术。该技术通过在SAN(Storage Area Network)中添加虚拟化引擎实现。
基于网络的存储虚拟化示意图如图3-13所示。

主机1~4可以使用磁盘阵列1~4上的存储空间。该技术常用于异构存储系统的整合和统一数据管理,在实际使用中较为常见。

该技术的优点:

l 与主机无关,不占用主机资源。
l 支持异构主机、异构存储设备。
l 统一不同存储设备的数据管理功能。 l 构建统一管理平台,可扩展性好。

该技术的缺点:

l 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。 l 部分厂商产品成熟度低,仍然存在和不同存储、主机兼容的问题。

该技术根据实现位置的不同,又可以分为:

l 基于交换机的虚拟化
将虚拟化层直接嵌入到交换机中,通过改造或添加交换机的中间件,使其同时具备交换功能和虚拟化功能。
l 基于路由器的虚拟化
将虚拟化层直接嵌入路由器中,通过改造路由器的中间件,使其同时具备虚拟化功能、交换功能、不同协议的转换功能。
l 基于元数据服务器的虚拟化
在存储网络中接入一台专用服务器(元数据服务器)实现虚拟化功能。应用服务器上驻留一个小的虚拟化代理软件模块,该模块用于维护地的数据视图和I/O重定向。元数据服务器负责管理存储网络环境中的虚拟化数据管理工作。元数据服务器维护整个存储网络的虚拟化视图。当应用服务器所需数据不在地视图中时,它将通过代理软件模块向元数据服务器发出请求,元数据服务器把相关的数据视图和元数据返回给应用服务器。应用服务器再根据这些元数据去取得相应的数据。

几种存储虚拟化技术的比较

几种存储虚拟化技术的比较如表3-7所示。