存储虚拟化
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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
NAS设备 •虚拟硬盘 •提供专用文件系统
LAN
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
文件 文件
NAS虚拟化典型产品——EMCIsilon
Windows UNIX/LINUX
NFS, CIFS, FTP, HTTP
(optional 2nd switch for additional subnet)
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 磁盘
• 1.提高磁带驱动器使用效率 • 2.加快数据备份的速度
提高设备使用效率
抽象Abstract 隐藏Hide 隔离Isolate
统一数据管理功能 设备构件化 降低管理难度 提高可扩展性
数据跨设备流动
用虚拟化简化IT架构
虚拟信息架构 Virtual Information Infrastructure
What you have
What you want
应用Applications(ERP,SCM,CRM,OA…)
块虚拟化
Raid、磁盘分区
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。
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
VTL虚拟磁带库 •3.持续扩展备份的性能和容量
NAS虚拟化
虚拟文件系统 NFS/CIFS 客户端
aggregating, hiding complexity or adding new capabilities to lower level storage
resources. Storage can be virtualized simultaneously in multiple layers of a system,
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
• 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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
存储虚拟化实现模式
存储虚拟化实现的结果
实现结果
存储虚拟化
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
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
for instance to create HSM-like systems.
• 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、
Slower………………………………………T…R…A…IN……S…TO…P…S. !!!!!!!!!!!! Clustered Storage
Faster…………………………………………T…R…A…IN……KE…E…P. S GOING!!
磁盘虚拟化
磁盘虚拟化
LBA
001 002 003 004 005 006 007 …
•应用与基础架 构分离
•开放中间件， 实现可定制
存储系统
互连网络
计算节点
•基础架构技术融 合；
•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
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。
虚拟化的原理
客户
逻辑资源
2
1
6
5 7
8
管理员
管理
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
统一数据管理 空间资源整合
复制 快照
迁移
镜像
虚拟存储池
存储虚拟化的目的
“Virtualization”
• 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
块虚拟化
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
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
NAS设备 •虚拟硬盘 •提供专用文件系统
LAN
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
文件 文件
NAS虚拟化典型产品——EMCIsilon
Windows UNIX/LINUX
NFS, CIFS, FTP, HTTP
(optional 2nd switch for additional subnet)
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 磁盘
• 1.提高磁带驱动器使用效率 • 2.加快数据备份的速度
提高设备使用效率
抽象Abstract 隐藏Hide 隔离Isolate
统一数据管理功能 设备构件化 降低管理难度 提高可扩展性
数据跨设备流动
用虚拟化简化IT架构
虚拟信息架构 Virtual Information Infrastructure
What you have
What you want
应用Applications(ERP,SCM,CRM,OA…)
块虚拟化
Raid、磁盘分区
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。
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
VTL虚拟磁带库 •3.持续扩展备份的性能和容量
NAS虚拟化
虚拟文件系统 NFS/CIFS 客户端
aggregating, hiding complexity or adding new capabilities to lower level storage
resources. Storage can be virtualized simultaneously in multiple layers of a system,
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
• 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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
存储虚拟化实现模式
存储虚拟化实现的结果
实现结果
存储虚拟化
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
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
for instance to create HSM-like systems.
• 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、
Slower………………………………………T…R…A…IN……S…TO…P…S. !!!!!!!!!!!! Clustered Storage
Faster…………………………………………T…R…A…IN……KE…E…P. S GOING!!
磁盘虚拟化
磁盘虚拟化
LBA
001 002 003 004 005 006 007 …
•应用与基础架 构分离
•开放中间件， 实现可定制
存储系统
互连网络
计算节点
•基础架构技术融 合；
•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
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。
虚拟化的原理
客户
逻辑资源
2
1
6
5 7
8
管理员
管理
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
统一数据管理 空间资源整合
复制 快照
迁移
镜像
虚拟存储池
存储虚拟化的目的
“Virtualization”
• 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
块虚拟化
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