存储虚拟化(非常详细)

Client/Application Layer
Standard Gigabit Ethernet Layer
Isilon IQ Storage Layer
Writing a File with EMC Isilon
Servers
NFS, CIFS, FTP, HTTP
Servers
(optional 2nd switch) (optional 2nd nd (optional 2 switch) switch)
Servers
Reading a File with EMC Isilon
Servers
NFS, CIFS, FTP, HTTP
Servers
(optional 2nd switch) (optional 2nd switch)
Servers
存储虚拟化实现的位置
存储虚拟化
实现结果
块虚拟化
磁盘虚拟化
块虚拟化
Raid、磁盘分区
块虚拟化
物理磁盘 • • •
逻辑资源
1、块虚拟化是指对多块硬盘建立RAID，划分逻辑卷（LUN）。 2、每个逻辑卷对于使用者都完全等同于一块物理硬盘。物理上来说，这个逻辑卷 的所有数据块，都是通过RAID处理，分布在不同的物理硬盘上。 3、块虚拟化的结果是使存储的使用者无须关心RAID实现的具体过程，只要象读写 普通硬盘一样读写这个逻辑卷，就能获得RAID对数据的保护功能。
• 如果预算共$1，000，000，花费$500，000于硬件， • $ 200，000于软件和$300，000于管理。
•每年可节约$209，000
存储虚拟化实现模式
存储虚拟化实现的结果
存储虚拟化
实现结果
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
实现位置 基于主机 的虚拟化 基于网络 的虚拟化 基于存储设备、存储 子系统的虚拟化
GOING!!
磁盘虚拟化
LBA
001 002
003
磁盘虚拟化 004 005 006 007 … • • • • 1. 磁盘扇区的物理地址一般用C-H-S(柱面号-磁头号-扇区号）表示 2. 磁盘虚拟化就是将扇区地址用LBA（逻辑块地址）表示，屏蔽底层物理磁盘的概念 3. 磁盘虚拟由磁盘自身固件完成 4. 磁盘虚拟化的结果是使磁盘的使用者无须了解磁盘的内部硬件细节，通过块地址就可以访问磁 盘
实现方式：一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成（安装客户端软件），不同操作系 统的逻辑卷管理软件也不相同。
优点： 支持异构的存储系统。 缺点： 占用主机资源，降低应用性能。 存在操作系统和应用的兼容性问题。 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性。 需要复杂的数据迁移过程，影响业务连续 性。 常见产品： Symantec Veritas VolumeManager Agent Agent Agent Agent
设备构件化
隔离Isolate
提高可扩展性
数据跨设备流动
用虚拟化简化IT架构
What you have What you want
虚拟信息架构 Virtual Information Infrastructure 应用Applications(ERP,SCM,CRM,OA…)
•应用与基础架 构分离 •开放中间件， 实现可定制 •基础架构技术融 合；
实现位置 基于主机 的虚拟化 基于网络 的虚拟化 基于存储设备、存储 子系统的虚拟化
实现方式 带内虚拟化 带外虚拟化
带内虚拟化
用途： 异构存储系统整合 统一数据管理，在业务运行同 时完成复制、镜像、CDP等各 种数据管理功能
数 据 读 写 流
主机层
① 逻 辑 读 写 指 令
逻辑指令转换物理指令
SAN存储网络
虚拟化引擎
基于网络的存储虚拟化
主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理。 实现方式：通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。 优点： 与主机无关，不占用主机资源。 能够支持异构主机、异构存储设备。 使不同存储设备的数据管理功能统一。 构建统一管理平台，可扩展性好。 缺点： 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。 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。 常见产品 H3C IV系列 IBM SVC EMC VPLEX NetApp GFiler系列
Servers
Writing a File with EMC Isilon
Work
Vert-Specific
(optional 2nd switch)
Reading a File with EMC Isilon
Servers
பைடு நூலகம்NFS, CIFS, FTP, HTTP
Servers
(optional 2nd switch) (optional 2nd nd (optional 2 switch) switch)
VPLEX Local VPLEX Metro VPLEX Geo
数据中心内
远距离 AccessAnywhere 同 步
远距离 AccessAnywhere 异 步
VPLEX 系列使用案例
移动性
群集 A 群集 B
可用性
协作
随时随地访问
随时随地访问
随时随地访问
远距离移动和重新定位虚 拟机、应用程序和数据
•
• •
参考译文： 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 的管理与应用、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。
对存储服务和设备进行虚拟化，能够在对下一层存储资源进行扩展时进行资源合并、 降低实现的复杂度。存储虚拟化可以在系统的多个层面实现，比如建立类似于HSM(分 级存储管理)的系统。
优点： 服务器、存储设备的兼容性好 虚拟化和数据管理功能由专用硬 件实现，不占用主机资源 丰富的数据管理功能 配置简单，易于实施 缺点： 虚拟化设备发生故障，整个系 统将中断
SAN
虚拟化引擎
网络层
② 物 理 磁 盘 指 令
存储层
带内虚拟化典型产品——EMC VPLEX
分布式. 动态. 智能.
一个逻辑驱动器 •VTL将磁盘阵列虚拟为磁带库，使用户在无须
改变备份习惯和现有备份软件配置的情况下， 获得以下优点： •1、大幅度提高性能，缩短数据备份和恢复窗 口 •2.获得磁盘阵列的RAID保护功能，避免磁带介 质故障 •3.持续扩展备份的性能和容量
磁盘
VTL虚拟磁带库
NAS虚拟化
虚拟文件系统 NFS/CIFS 客户端
存储虚拟化技术
什么是存储虚拟化
什么是存储虚拟化
• • SNIA(存储网络工业协会)对存储虚拟化的定义： The act of abstracting, hiding or isolating the internal function of a storage (sub) system or service from applications, compute servers or general network resources for the purpose of enabling application and network independent management of storage or data. The application of virtualization to storage services or devices for the purpose of aggregating, hiding complexity or adding new capabilities to lower level storage resources. Storage can be virtualized simultaneously in multiple layers of a system, for instance to create HSM-like systems.
互连网络
存储系统
计算节点
•面向应用的计算、 网络、存储的IT 资源池
• • •
1、融合：技术基础（更可靠、更可控、更灵活、更易扩展、更低成本） 2、开放：个性化基础（SOA的标准中间件架构和应用开发接口） 3、面向应用：以应用为先导，资源动态分配、统一管理
存储虚拟化的价值
• • • • ESG报告表明，早期采用虚拟化技术平均每年可节约: 24% 硬件成本 16% 软件成本 19% 管理成本
DAS或SAN存储网络
基于存储设备的存储虚拟化
主要用途：在同一存储设备内部，进行数据保护和数据迁移。 实现方式：在存储控制器上添加虚拟化功能，常见于中高端存储设备。 优点： 与主机无关，不占用主机资源。 数据管理功能丰富。 缺点： 一般只能实现对本设备内磁盘的虚拟化。 不同厂商间的数据管理功能不能互操作。 多套存储设备需配置多套数据管理软件， 成本较高。 常见产品 H3C IX/EX系列 HP EVA HDS TagmaStor SUN 6920系列 Agent Agent Agent Agent
(optional 2nd switch for high availability)
Client/Application Layer
Standard Gigabit Ethernet Layer
Isilon IQ Clustered Storage Layer
Intracluster Communication InfiniBand Layer
•
虚拟化的原理
客 户
管理员
逻辑资源 管理
2 1
5 7 6 8
物理资源
为什么要存储虚拟化
存储虚拟化的原动力
标准化接入
复制
镜像
统一数据管理
快照 迁移
虚拟存储池
空间资源整合
存储虚拟化的目的
“Virtualization”
抽象Abstract 隐藏Hide
降低管理难度 提高设备使用效率
统一数据管理功能
SAN+虚拟化引擎
存储虚拟化实现技术比较
主机 主机兼 影响 容性 基于 主机 存储兼 业务功 性能影 可扩展 实施影 容性 能 响 性 响
基于 存储
基于 网络
好 较好 较差 很差
存储虚拟化实现的方式
存储虚拟化
实现结果
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
实现方式 带内虚拟化 带外虚拟化
两条存储路线的斗争—Scale Up & Scale Out
Conventional Storage
Slower…………………………………………………………….
TRAIN STOPS!!!!!!!!!!!!
Clustered Storage
Faster…………………………………………………………… TRAIN KEEPS .
磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化
RAIT条带化功能 磁带虚拟化
•1.采用类似RAID的技术对多盘磁带进行 条带化和校验，以期提高磁带使用的可靠 性和性能 •2.由于磁带读写缓慢，难以满足条带和校 验的需要，因此RAIT技术很少使用
• •
多个磁带驱动器
1.提高磁带驱动器使用效率 2.加快数据备份的速度
灾难避免 数据中心迁移
通过跨位置镜像保持可用 性和无中断访问
EMC Isilon Architecture
Servers
NFS, CIFS, FTP, HTTP
Servers
(optional 2nd switch) (optional 2nd switch)
Servers
Intracluster Communication Infiniband or GigE Layer
NAS设备
文件
LAN
•虚拟硬盘
•提供专用文件系统
文件
NAS的特点 支持异构主机 成熟的网络拓扑结构 高度集成的存储子系统 设备简单化
NAS虚拟化典型产品——EMCIsilon
Windows NFS, CIFS, FTP, HTTP
UNIX/LINUX
(optional 2nd switch for additional subnet) MAC
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
实现位置 基于主机 的虚拟化 基于网络 的虚拟化 基于存储设备、存储 子系统的虚拟化
实现方式 带内虚拟化 带外虚拟化
基于主机的存储虚拟化
主要用途：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。