存储培训教材虚拟化技术.pdf

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1、存储培训教材存储培训教材虚拟化技术虚拟化技术日期：2011-05-21亿通国际主机组学习目标什么是存储虚拟化为什么要存储虚拟化存储虚拟化实现模式存储虚拟化的应用难点1234什么是存储虚拟化什么是存储虚拟化SNIA(存储网络工业协会存储网络工业协会)对存储虚拟化的定义：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 res

2、ources 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 virtualize

3、d simultaneously in multiple layers of a system,for instance to create HSM-like systems.参考译文：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。什么是存储虚拟化虚拟化的原理16857管理2客客户户管理员管理员物理资

4、源物理资源逻辑资源逻辑资源为什么要存储虚拟化为什么要存储虚拟化存储虚拟化的原动力虚拟存储池虚拟存储池复制复制空间资源整合空间资源整合镜像镜像快照快照统一数据管理统一数据管理迁移迁移标准化接入标准化接入存储虚拟化的目的抽象抽象Abstract统一数据管理功能统一数据管理功能“Virtualization”降低管理难度降低管理难度数据跨设备流动数据跨设备流动提高可扩展性提高可扩展性提高设备使用效率提高设备使用效率隐藏隐藏Hide隔离隔离Isolate设备构件化设备构件化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

5、向应用：以应用为先导，资源动态分配、统一管理用虚拟化简化IT架构存储系统存储系统计算节点计算节点互连网络互连网络虚拟信息架构虚拟信息架构Virtual Information Infrastructure应用应用Applications(ERP,SCM,CRM,OA)What you haveWhat you want基础架构技术融基础架构技术融合；合；面向应用的计算、面向应用的计算、网络、存储的网络、存储的IT IT资源池资源池开放中间件，开放中间件，实现可定制实现可定制应用与基础应用与基础架构分离架构分离ESGESG报告表明，早期采用虚拟化技术平均每年可节约报告表明，早期采用虚拟化技术平均

6、每年可节约:24%24%硬件成本硬件成本16%16%软件成本软件成本19%19%管理成本管理成本如果预算共如果预算共$1$1，000000，000000，花费，花费$500$500，000000于硬件，于硬件，$200$200，000000于软件和于软件和$300$300，000000于管理。于管理。存储虚拟化的价值每年可节约每年可节约$209$209，000000存储虚拟化实现模式存储虚拟化实现模式一、存储虚拟化实现的结果存储虚拟化存储虚拟化磁盘虚拟化磁盘虚拟化块虚拟化块虚拟化磁带、磁带驱动磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化器、磁带库虚拟化文件系统文件系统虚拟化虚拟化文件文件/记录记录虚拟化虚拟

7、化基于主机基于主机的虚拟化的虚拟化基于网络基于网络的虚拟化的虚拟化基于存储设备、存储基于存储设备、存储子系统的虚拟化子系统的虚拟化带内虚拟化带内虚拟化带外虚拟化带外虚拟化实现结果实现结果实现位置实现位置实现方式实现方式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磁盘虚拟化001002003004005006007磁盘虚拟化LBA1、块虚拟化是指对多块硬盘建立RAID，划分逻辑卷

8、（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。块虚拟化物理磁盘RaidRaid、磁盘分区、磁盘分区逻辑资源块虚拟化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技术很少使用磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化VTL虚拟磁带库磁带虚拟化磁带虚拟化RAIT条带化功能多个磁带驱

9、动器多个磁带驱动器一个逻辑驱动器一个逻辑驱动器磁盘磁盘1.提高磁带驱动器使用效率2.加快数据备份的速度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文件系统虚拟化 NASNAS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虚拟文件系统NFS/CIFS 客户端文件文件LANNAS设备虚拟硬盘提供专用文件系统二、存储虚拟化实现的位置存储虚拟化存储虚拟化磁盘虚拟化磁盘虚拟化块虚拟化块虚拟化磁带、磁带驱动磁带、磁

10、带驱动器、磁带库虚拟化器、磁带库虚拟化文件系统文件系统虚拟化虚拟化文件文件/记录记录虚拟化虚拟化基于主机基于主机的虚拟化的虚拟化基于网络基于网络的虚拟化的虚拟化基于存储设备、存储基于存储设备、存储子系统的虚拟化子系统的虚拟化带内虚拟化带内虚拟化带外虚拟化带外虚拟化实现结果实现结果实现位置实现位置实现方式实现方式基于主机的存储虚拟化主要用途：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。优点：优点：支持异构的存储系统。缺点：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

11、。需要复杂的数据迁移过程，影响业务连续性。常见产品：常见产品：Symantec Veritas VolumeManagerAgentAgentAgentAgentDAS或SAN存储网络实现方式：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。基于存储设备的存储虚拟化主要用途：主要用途：在同一存储设备内部，进行数据保护和数据迁移。优点：优点：与主机无关，不占用主机资源。数据管理功能丰富。AgentAgentAgentAgentSAN存储网络虚拟化引擎实现方式：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。缺点：缺点：一般只能

12、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。数据管理功能需求较高时，会降低存储访问性能。常见产品常见产品H3C IX/EX系列HP EVAHDS TagmaStorSUN 6920系列基于网络的存储虚拟化主要用途：主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理。优点：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。SAN+虚拟化引擎实现方式：实现方式：通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。缺点：缺点：部分厂商数据管理功能弱，难以达到虚拟化统一数据

13、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。常见产品常见产品H3C IV系列IBM SVCEMC InvistaNetApp GFiler系列存储虚拟化实现技术比较主机影响主机影响 主机兼容性主机兼容性存储兼容性存储兼容性业务功能业务功能性能影响性能影响可扩展性可扩展性实施影响实施影响基于主机基于主机基于存储基于存储基于网络基于网络好好较好较好较差较差很差很差三、存储虚拟化实现的方式存储虚拟化存储虚拟化磁盘虚拟化磁盘虚拟化块虚拟化块虚拟化磁带、磁带驱动磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化器、磁带库虚拟化文件系统文件系统虚拟化虚拟化文件文件/记录记录虚拟化虚拟化基于主机基

14、于主机的虚拟化的虚拟化基于网络基于网络的虚拟化的虚拟化基于存储设备、存储基于存储设备、存储子系统的虚拟化子系统的虚拟化带内虚拟化带内虚拟化带外虚拟化带外虚拟化实现结果实现结果实现位置实现位置实现方式实现方式带内虚拟化主机层网络层存储层虚拟化引擎虚拟化引擎逻逻辑辑读读写写指指令令物物理理磁磁盘盘指指令令SANSAN数数据据读读写写流流用途：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优点：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：缺点：虚拟化设备发生故障，整个系统将中断

15、逻辑指令转换物理指令带外虚拟化主机层网络层存储层SANSAN注注册册请请求求存存储储列列表表注注册册响响应应建建立立连连接接，进进行行读读写写AgentAgentAgent控控制制信信息息流流虚拟化引擎虚拟化引擎数数据据读读写写流流用途：用途：一般用于不同存储设备之间的数据复制优点：优点：虚拟化设备发生故障，整个系统将不会中断缺点：缺点：主机资源占用较大大部分产品缺乏数据管理功能主机和存储系统需要严格的兼容性认证数据初始化同步复杂配置复杂，实施难度高存储虚拟化的应用难点存储虚拟化的应用难点原数据卷磁盘阵列难点一：数据状态的一致性保证Question：如何保证虚拟化之后的数据状态不变，同时避免复

16、杂的数据备份和迁移？Answer：SSE(存储服务使能）实现对已有数据的卷的虚拟化：数据状态不变访问路径不变无需数据迁移丰富的数据管理功能应用主机虚拟化之后的数据卷虚拟化信息虚拟化信息无缝接入用户无缝接入用户原有环境！原有环境！难点二：多存储访问协议支持应用服务器应用服务器DAS设备设备IP SAN设备设备FC SAN设备设备FCiSCSINFSCIFS虚拟化引擎虚拟化引擎QuestionQuestion：虚拟化如何同时支持虚拟化如何同时支持IP SANIP SAN、FC SANFC SAN、NASNAS等多种存储访等多种存储访问协议？问协议？AnswerAnswer：虚拟化设备内置高效的虚拟

17、化设备内置高效的多协多协议数据转换引擎议数据转换引擎，将来自前，将来自前端服务器的多种主机数据访端服务器的多种主机数据访问单元，与后端存储阵列的问单元，与后端存储阵列的存储数据访问单元，进行解存储数据访问单元，进行解析和转换，保证数据的正确析和转换，保证数据的正确读写访问。读写访问。多协议数据转换引擎存储设备存储设备难点三：存储多链路负载均衡QuestionQuestion：针对多样化的存储阵列，如何针对多样化的存储阵列，如何部署多链路负载均衡软件，保部署多链路负载均衡软件，保证后端存储访问路径的高可用？证后端存储访问路径的高可用？AnswerAnswer：MultiPathMultiPath

18、是一种多路径软件是一种多路径软件,为虚拟化引擎到后端存储提供为虚拟化引擎到后端存储提供多路径功能多路径功能支持负载均衡支持负载均衡支持故障切换支持故障切换LUN 0LUN 1存储系统存储系统LUN0LUN0LUN0LUN0LUN1LUN1LUN1LUN1LUN0LUN1LUN 0虚拟化虚拟化虚拟化引擎虚拟化引擎MultiPathFC 交换机FC 交换机控制器2控制器1难点四：主机多链路负载均衡FC HBA 卡 1FC 交换机FC HBA 卡 2FC 交换机LUN 1LUN 0应用主机应用主机IV5000LUN0LUN0LUN1LUN1LUN0LUN1虚拟化虚拟化虚拟化虚拟化DynaPathQu

19、estionQuestion：针对不同的应用主机，如何部针对不同的应用主机，如何部署多链路负载均衡软件，保证署多链路负载均衡软件，保证前端主机访问路径的高可用？前端主机访问路径的高可用？AnswerAnswer：DynaPath DynaPath 是安装在主机端，是安装在主机端，为了实现为了实现FCFC环境下的多路径的环境下的多路径的一种软件一种软件支持负载均衡支持负载均衡支持故障切换支持故障切换难点五：统一数据管理功能虚拟存储池虚拟存储池HAHA功能功能镜像镜像连续数据保护连续数据保护跨设备数据保护跨设备数据保护跨设备数据迁移跨设备数据迁移远程数据复制远程数据复制应用服务器应用服务器虚拟化引

20、擎虚拟化引擎存储设备存储设备QuestionQuestion：虚拟化存储资源整合后，虚拟化存储资源整合后，能否提供统一的丰富的数能否提供统一的丰富的数据管理功能，实现跨设备、据管理功能，实现跨设备、跨地域的全面数据保护？跨地域的全面数据保护？AnswerAnswer：H3C NeoceanH3C Neocean虚拟化数据管虚拟化数据管理平台，在提供数据虚拟理平台，在提供数据虚拟化整合的基础上，提供镜化整合的基础上，提供镜像、快照、网络复制等数像、快照、网络复制等数据管理功能，提供丰富的据管理功能，提供丰富的数据保护解决方案。数据保护解决方案。某厂商存储虚拟化技术架构面向应用服务基础架构面向应用

21、服务基础架构多链路负载均衡CDP连续数据保护数据一致性插件标准协议访问存储资源(iSCSI/FC/SCSI/SAS)存储系统虚拟化统一管理动态空间分配/扩展动态资源路由(iSNS)统一数据管理统一数据管理标准协议接入支持(iSCSI/FC/IB)标准设备管理协议(SNMP)标准存储资源管理协议(CMI/SMI-S)虚拟化磁盘管理/虚拟卷管理SSE数据服务管理（Storage Service Enabler）网络镜像/跨设备跨广域数据镜像网络复制/跨设备跨广域数据复制跨设备数据快照网络存储统一平台网络存储统一平台10GE/GE高速交换Infiniband（10G/20G）高性能接口SAS（12G）高速总线技术SANMSANWSAN iSCSI NAT穿越广域网加速远程数据复制/数据镜像端点准入控制EAD广域网VPN防火墙/七层深度检测IPS认证加密 块级数据安全（日志/回滚/加密）SAN+SAN+虚拟化引擎虚拟化引擎存储控制存储控制磁盘阵列磁盘阵列IV5000IV5000主机层网络层存储层虚拟存储池Q/A 谢谢！