华为 OceanStor VIS6600T虚拟化技术白皮书

VIS6600T虚拟化方案白皮书V1.0

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目录

1设计概述 (4)

2设计目标 (4)

3方案构架原理 (5)

4方案设计 (6)

4.1方案的物理构成 (6)

4.2关键技术 (6)

4.2.1异构阵列管理技术 (6)

4.2.2动态多路径技术 (7)

4.2.3卷虚拟化技术 (7)

5方案优势 (12)

1 设计概述

随着社会的发展和科技的进步，企业在这一过程中逐步实现存储设备的更新换代，采购不同存储厂商的设备，或者采购同一存储厂商的不同系列的存储设备来满足业务发展的需求。同时，客户对存储资源的管理也提出了更高的要求，配置过程简单，屏蔽存储设备的差异，资源的统一管理、虚拟化管理成为客户的诉求。客户的需求主要涉及到两个方面：首先，对现有存储资源的有效利用，防止浪费。有效利用现有的环境可能已经购买了不同存储厂商的存储设备或者同一存储厂商的不同档次的设备，实现存储资源的统一管理。

其次，存储资源的动态管理。存储资源可以满足动态分配和调整的需求，配置过程简单，底层的差异和具体的数据布局对客户屏蔽，客户只参与业务的管理过程。

基于上述需求，VIS6600T的虚拟化方案为数据管理系统提供了一层虚拟的“卷”的逻

辑设备，来屏蔽异构存储设备的差异,通过对逻辑卷的管理，克服了硬件设备的物理局限性

和差异性，使逻辑卷可以跨越多个物理磁盘,可以在系统处于活动状态时动态配置磁盘存储区。

2 设计目标

VIS6600T虚拟化方案可以对来自不同阵列厂商的存储设备统一管理，屏蔽硬件设备的

差异性，同时借助一层虚拟的“卷”的逻辑设备实现存储资源的动态、虚拟管理，使整个资源管理过程更符合客户的要求。VIS6600T的虚拟化方案主要实现如下目标：

1、可以有效管理客户采购不同存储厂商的设备和同一存储厂商的不同系列的存储设

备，实现利旧和异构存储资源的统一管理；

2、提供统一的存储资源管理方式，屏蔽异构存储设备的差异,通过对逻辑卷的管理，克

服了硬件设备的物理局限性和差异性，使逻辑卷可以跨越多个物理磁盘,可以在系统

处于活动状态时动态配置磁盘存储区。

基于VIS6600T的虚拟化方案，可以实现对异构资源的统一管理，实现存储资源的动态、虚拟化管理。

3 方案构架原理

图1 VIS6600T存储虚拟化方案

VIS6600T的虚拟化方案主要融合了异构阵列管理技术，动态多路径技术以及卷虚拟化技术。通过对物理磁盘的多层虚拟化，实现了灵活的虚拟化框架，实现了存储资源的动态管理。

虚拟化方案的核心包括下面三个重要组成部分：

首先，异构阵列管理技术，该技术通过自动检测并识别对接到VIS6600T系统的存储设备，可以有效识别和管理异构存储设备；

其次，动态多路径技术，该技术可以自动管理不同类型的阵列，如A/A，A/P模式的阵列，自动实现业务的负载均衡和故障路径的IO切换和路径恢复后的回切功能。

再次，实现了基于多层虚拟对象的卷管理技术，实现了存储资源的动态虚拟化管理，客户可以将主要精力放在对业务的管理上，对存储资源的管理以及资源的分配由VIS6600T统一管理，实现存储资源的透明管理。

4方案设计

4.1 方案的物理构成

方案的物理构成上有如下特点：

首先，VIS在存储设备和上层业务系统之间，实现了虚拟化网关的作用。VIS6600T机框通过两个交换机和存储设备连接，实现了访问存储设备的物理链路的冗余，防止交换机单点故障导致的存储设备无法访问的情况。

其次，VIS的多节点集群配置。VIS一个机框包括两个节点，并可以扩展包含两个机框

的四节点集群，最多可以扩展成八节点集群配置。多个VIS机框组成的集群可以位于同一个站点，也可以分属两个站点，具体的配置需要参照客户对于高可靠的需求度以及管理的复杂度。

再次，该方案中对VIS6600T系统管理的阵列没有苛刻的要求，只要是通过VIS6600T系统认证过的阵列均可以部署到站点中。通过VIS660T系统能够有效管理客户现有的存储设备，实现利旧和统一管理的效果。

4.2 关键技术

方案涉及的关键技术主要有：异构阵列管理技术，实现了异构阵列的识别和管理；动态多路径技术，实现了逻辑磁盘设备的业务负载均衡和路径管理；卷虚拟化技术实现了存储资料的动态、透明管理。

4.2.1异构阵列管理技术

VIS6600T的虚拟化方案提供了存储资源自动发现功能。在发现连接了某款阵列后，会

自动获取相应的阵列设备型号，并启用相应阵列支持模块。阵列支持模块提供了阵列对阵列正常操作以及故障模式下的处理流程，保证阵列和VIS的响应符合预期。

在许多高级磁盘阵列中，RAID控制器可能会将几个物理磁盘作为一个逻辑磁盘设备提供给操作系统。在这种情况下，VIS6600T只会看到这个逻辑磁盘设备，而不是组成该逻辑

设备的物理磁盘。因此，VIS6600T看到的磁盘阵列中的一个磁盘时，该磁盘可能是物理设备，也可能是RAID控制器在磁盘阵列上划分的逻辑设备。物理设备挂接到主机上后，接手对这些设备的管理，并且在受VIS6600T控制的物理磁盘（VM磁盘）上写入标识信息，为物

理设备和逻辑设备建立了对应关系。访问磁盘的时候需要通过VM磁盘来找到物理磁盘。

经过异构阵列识别技术，可以识别出阵列的模式，如A/A，A/P等模式，然后根据模式

的不同，对每个阵列上映射到VIS的物理设备生成对应的逻辑磁盘对象，并根据VIS到阵列

的连接情况，为每个逻辑磁盘对象生成逻辑路径，每条逻辑路径均有相应的物理路径与之对应。

4.2.2动态多路径技术

经过异构阵列识别模块，可以识别出逻辑磁盘对象和逻辑路径和阵列的模式，如A/A，A/P等模式，而动态多路径技术则实现了逻辑磁盘的业务负载均衡技术和动态路径管理技术。

根据阵列模式的不同和负载均衡策略的不同，实现不同的业务负载均衡模式。对于不同模式的阵列，IO处理的模式存在差异。

对于A/A模式的阵列，这种阵列通过在到LUN 的多条路径之间平均分配I/O 负载，

使DMP 能够提供最大的I/O 吞吐量。如果一条路径出现故障，DMP 自动将I/O 路由到其他可用的路径。在IO选择下发的逻辑路径的策略上，主要有最短拥塞队列（选择等待处

理IO数量最少的路径）、最短响应时间等策略（选择每个IO处理最快的路径），通过VIS自动的策略选择，保证业务的负载均衡。

对于A/P模式的存储设备，生成的路径路径分为主路径和备路径，在所有的主逻辑路径上可以下发IO。如果一条主路径出现故障，DMP 自动将I/O 路由到其他可用主路径，选

择的策略同A/A模式的阵列一致，也是最短拥塞队列（选择等待处理IO数量最少的路径）、最短响应时间等策略（选择每个IO处理最快的路径）。当所有的主路径均故障后，动态多

路径技术会选择在所有的备路径下发IO，整个过程称为FAILOVER。当主路径故障恢复正常后，动态多路径技术会将IO重新切换到主路径上下发，这个过程称为FAILBACK。通过IO

的故障切换模式，保证IO的最大吞吐量和故障模式下的业务平滑切换。

4.2.3卷虚拟化技术

VIS6600T虚拟化方案通过多层次虚拟对象，对存储资源实现了透明的虚拟化管理。