浅谈存储虚拟化方案的设计和发展方向

　　在应用如IBM的SAN卷控制器(SVC)，HDS USPV和LSI SVM此类异构虚拟化引擎之前，基于数据块的存储面临的一个主要障碍，就是缺乏多个异构存储服务平台的技术支持。 这限制了整个数据中心的发展。

　　尽管这些技术日渐成熟，有些客户仍然不喜欢将复杂的附加层添加到共享存储基础设施。 如果是这样，唯一可行的方法就是跨越整个数据中心(只适用于小型和一些中等规模的数据中心)实施单一管理框架，或在数据中心的一个或多个最大的存储池来实现虚拟化。本文的目的就旨在引导如何在存储池设计和实施虚拟化。

　　存储虚拟化的设计和部署能力

　　目前最普遍的存储虚拟化技术就是，将物理存储从多网络存储设备汇集到单一逻辑存储设备，可以由一个中央控制点(控制台)管理。 存储虚拟化技术一般应用在存储区域网络(SAN)，但也适用于有多个NAS文件管理器的大型NAS环境。

　　管理存储设备需要花费大把的存储管理时间，而且很容易出错。 通过隐藏存储网络(SAN)的复杂性，存储虚拟化可以帮助存储管理员执行复制、备份、归档的任务，并能更省力的恢复，减少耗时，降低错误。

　　基于SAN存储网络的用户可以通过软件应用实现通用卷虚拟化，通过使用软硬件一体化设备，或者是内置虚拟化引擎的存储控制器。这项技术可以在存储区域网络的不同层级使用。 对于规模较小的系统环境，可以在存储网络基础设施的结构中使用虚拟化设备。 其他候选设备还有IBM的SAN卷控制器(SVC)，已经应用了一段时间，以及EMC的Invista，使用仍然受限。HDS USP – VM(有内部容量或无磁盘版本)，而惠普公司则已经拥有基于阵列的解决方案。

　　在规模较大、以及性能至关重要的环境中，大多数设备使用内置虚拟引擎的存储控制器，这对I / O性能的影响最小，能用最少的时间从任何故障中恢复出来。Xiotech，3PAR，IBM的XIV和Compellent的一些完全虚拟化阵列都采用虚拟引擎，将数据分解成小页(1 - 256MB)分布在磁盘驱动器。 只有日立的USP V产品线(也由惠普和Sun转售)提供异构虚拟化解决方案 ，可将外部阵列虚拟化。这尤其适用于在内外存储设备上跨存储级进行自动数据移动。

　　基于NAS的存储网络用户可以通过许多不同的方式实施文件虚拟化。 一些厂商，如NetApp(Data ONTAP GX)，BlueArc和HDS提供了合并跨多个文件服务器的文件系统目录的解决方案。 最近又增加了惠普使用PolyServe文件服务技术的Extrem存储方案和IBM的SoFS方案。 有两种异构NAS虚拟化解决方案，合并文件级或目录级。 目录级整合只能部分解决，但易于实现。 文件级整合更为完整且受益无穷，但是较难执行，在我们看来，尚未做好进军关键生产系统的准备。 今天，最实用的方法就是实施同质结构的NAS虚拟化解决方案。 选择就在NetApp和其他低中档性能的小平台，以及拥有高端性能和容量的BlueArc，惠普，IBM和HDS之间产生。

　　虚拟化技术处于日新月异的发展中，作为一个非常有用的构造块，按需为应用提供额外存储服务。基于虚拟化环境，分层存储技术可以得到显著增强。虚拟化扩展了新功能，比如随着卷(LUN)容量变化的文件系统的增长/减少的耦合，以及依赖于虚拟化的精简配置技术。

　　存储虚拟化设计和部署的具体目标

　　一个成功的存储虚拟化的设计和部署方案将会：

　　提高管理效率和存储基础设施的利用

　　减少管理存储所需的工作量

　　提高存储网络的整体可用性

　　提高存储基础设施的灵活性(用来提供或更改存储以满足应用需求的时 间)

　　与其他在进行中的存储网络方案互补

　　不会对生产系统产生明显影响或造成风险

　　提供能扩展以满足未来存储需求的系统，并允许对现有数据进行安全迁移

　　提前启动任务，如分层存储和自动精简配置

　　使用标准Wikibon商业模式，IT部门的综合效益在三年内达到50万美元至100万美元。从提高生产效率来看，三年内的潜在收益应在30至50万美元之间。

　　IT预算的主要影响因素，通常会包括：

　　存储虚拟化产品的成本(软件和额外的硬件)

　　实现虚拟化的新的流程和程序的成本

　　使用标准Wikibon的商业模式，部署到40 TB还有20-30万 。

　　其他潜在影响包括：

　　提高了大型NAS文件共享系统用户的生产效率，因为管理文件的成本落在最终用户身上

　　可能会造成其他方案的延迟(负面影响)

　　实施存储虚拟化设计和部署方案的风险

　　会影响存储虚拟化设计和部署方案成功的主要风险是：

　　实施虚拟化的开销超过了收益

　　执行过程中出现错误导致用户服务降低和/或数据丢失

　　没有控制将来的存储虚拟化和管理软件的成本。 虚拟化软件供应商一个常见的做法就是在TB管理的基础上增加软件费用。 由于每年TB的成本不断降低，幅度超过30%，用户可保持预算不变并购买超过50%的存储空间。在合同谈判时多加注意，以确保虚拟化软件的成本别失控。 基于虚拟化软件的固定费用，或物理存储阵列的数量，是衡量虚拟化软件成本的一个可行的方法。

　　存储虚拟化的设计和部署方案

　　在设计系统和阵列安装后，经过连接和测试，然后获得该项目的权益人批准时，开始实施存储虚拟化的设计和部署方案。

　　虽然以下因素对存储虚拟化的成功设计和部署很有必要，但不包含在此方案的范围内：

　　项目发起人认同时间和效力以确保成功

　　存储明显整合，存储池有良好的通用存储管理流程

　　存储虚拟化计划的预算已经确立

　　在存储池的效率和供应商损失之间权衡一个折衷方案

　　设计阶段

　　验收测试注意事项 ：

　　当主要发起人和股东认同接受存储虚拟化设计方案，并达成协议着手准备进入发展阶段或宣告方案失败时，设计阶段宣告完成。

　　主要设计阶段：

　　此阶段需要8 -16周，花费在3-5万美元之间。

　　1. 决定虚拟化架构

　　对于大批量的虚拟化环境来说，这是在基于阵列的虚拟化和基于存储网络的虚拟应用之间的选择。

　　除非有一个令人信服的理由去让人选择应用，从性能的角度来看，基于阵列的解决方案更具可预见性，且普遍有更好的可用性和扩展特性。

　　在NAS环境中，同质目录集成的解决方案将显著降低项目风险。 在大型异构NAS虚拟化解决方案实施前，将需要进行功能和其他附加测试

　　2. 决定主要供应商

　　指定供应商，硬件和软件技术可行，进行RFP /征求投标

　　考虑到如3PAR和Compellent这类初创的虚拟化产品， BlueArc，EMC，日立，惠普，IBM，Xiotech和NetApp将成为主要产品供应商

　　3. 存储虚拟化程序设计

　　在硬件和软件设计虚拟化程序，在现有程序中整合

　　尤其注意审核程序以确保数据不会被删除或篡改，灾难恢复

　　结束运行所需的培训

　　测试程序和脚本

　　发展阶段

　　验收测试注意事项

　　当设计系统和设备已进行安装，测试，记录，并得到该项目的主要投资人和股东的批准，在无项目工作人员的参与下系统已运行六个月。此时可以开始部署存储虚拟化的设计和发展计划。

　　关键阶段

　　此阶段大约需要3-5个月， 3年以上额外花费$150 - 250K。

　　1. 建立存储虚拟化系统

　　安装硬件和软件功能

　　将目前存储系统所需的任何更改安装在池中

　　安装存储网络所需的任何更改(交换机和端口)

　　以完整文档更新和创造新程序和流程

　　2. 存储虚拟化测试

　　根据历史数据测试设备，软件和程序

　　性能测试

　　根据历史数据进行恢复测试

　　测试迁移，备份，恢复和灾难恢复

　　3. 迁移及转换 存储虚拟化完成

　　完成用户培训和文档

　　帮助操作台培训和文档更新

　　4. 存储虚拟化集成到存储流程

　　新环境定义下的存储审计流程

　　完全遵守存储法规遵从Full compliance agreed with storage compliance group

　　5. 包装存储虚拟化

　　设立监控性能，可靠性和恢复特性的程序

　　添加额外的存储空间，存储功能，存储管理应用程序

　　最后审查文件

　　将所有项目人力从中节省出来，将精力转至IT运营

　　现在，存储虚拟化成为一项迅速成熟的技术，但远远尚未能做到以透明的方式管理异构存储阵列。 不过，基于 IBM，惠普和日立的卷为提高利用率、降低存储管理的成本奠定了坚实的贡献。 NAS虚拟化还很落后，但从NetApp，BlueArc，日立以及其他产品的异构解决方案很稳固。 借助存储虚拟化技术能够带来显著的存储改善，包括分层存储和自动精简配置。

(本文不涉密)
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