基于vmware技术的软件定义的存储方案研究

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1、基于VMware技术的软件定义的存储方案研究1弓I言(Introduction)数据存储已成为学校IT部门需要应对的最棘手的难题之一。随着大数据、云计算的推广应用，存储容量将以每年41%的速度不断增长,IT管理员将无法存储、编目并随时提供此类数据。在数据存储方面，尽管传统的外部网络存储系统较为成熟，但其中仍存在不少难题：资金开销较高、扩展方面面临着挑战、运维复杂性较高，且难以满足SLA要求；IDC的数据显示，最后一项是目前最为紧迫的问题。2传统存储的缺点与不足(Shortcomingsanddeficienciesoftraditionalstorage)当下的数据中心存储体系

2、结构在很大程度上均由硕件驱动和定义，无法满足这些新型的存储需求。传统的存储资源调配和维护方式已不足以实现业务目标。虽然我们可以进一步增加传统存储系统的容量，也可以引入性能更高的新系统，但以硬件为中心的方法仍然面临着一些本质上的挑战，这种方法非常复杂、极不灵活且效率低下。虽然新式存储阵列可以提供强大的数据存储、管理和保护功能，但它们并未考虑到不断变化的应用要求，往往无法快速应对变化。(1)满足存储SLA要求并根据业务需求进行调整的过程非常繁琐。传统存储的调配和日常管理流程极不灵活，很难支持不断变化的应用服务级别。我们需要进行大量前期规划，才能创建具有预定义性能设置和特定数据服务集

3、且独立于应用的预配置静态容量池。这种自下而上、以硬件为中心的方法会导致调配效率低下。应用需要映射到这些固定的容量池，以便确定“最符合”要求的容量。当应用发生变化时，存储要求会随之改变，这吋，虚拟机需要迁移到新的LUN或卷中。此外，性能的扩展不够细致，这就需要我们费时费力开展规划工作并投入大量的资金。由于从虚拟层到存储层缺乏端到端可见性，因此，我们很难对每台虚拟机进行故障排除并监控性能问题。总之，由于存储系统无法支持应用，目前的运维模式也无法快速适应变化。(2)CAPEX过高，扩展很昂贵现有的存储环境极不灵活，同时复杂性较高，会导致存储利用率和ROI较低。为降低存储调配的复杂性并

4、减少延迟，各个组织通常会部署超出实际需要的存储量。这种超额配置会导致实际分配的存储资源得不到充分的使用。同时，由于存储资源未经过虚拟化，闲置的存储无法轻松进行重新分配或共享，因此，组织需要更频繁地购买存储。最终，存储系统会占用很大一部分IT预算。同时，组织还必须大规模扩展存储资源，要么是支付昂贵的升级费用，要么是彻底更换现有硬件，其结果就是在不断重复购买高昂的新存储基础设施。1VMware技术的软件存储定义的工作(VMwaresoftwaredefinedstoragework)基于VMware技术的存储模式将存储领域带来服务器虚拟化［4］之丁计算领域的同等高效的运维模式。这种

5、全新的模式将改变存储的调配和管理方式，它由软件(而非硬件)定义。而且，此模式应从应用入手，而非存储阵列。软件定义的存储和软件定义的数据中心可实现更加敏捷高效的环境，并提供高速度、简便性以及经济高效的解决方案。软件定义的工作原理，就是软件定义的存储依赖虚拟化管理程序，以及两种新的体系结构元素，即虚拟数据层和策略驱动的控制层。虚拟数据层，对物理资源进行虚拟化，将其抽象化为以虚拟机为中心、可灵活使用和管理的逻辑容量池。VMware在这方面的实施包括基于SAN/NAS设备的vSphereVirtualVolumesTM,以及基于x86服务器存储的VMwareVirtualSANTM［5

6、］o策略驱动的控制层，充当应用与基础架构之间的桥梁，通过策略驱动且以虚拟机为中心的自动化功能，可跨不同的存储层进行通用管理，并对存储服务级别进行动态控制。VMware在这方面的实施是基于存储策略的管理［6］。(1)虚拟数据层这是一个全新的抽象层，用于将存储池化为以虚拟机为中心的灵活虚拟数据存储，在这里，虚拟磁盘均以原生形式呈现在底层物理基础架构上。借助VirtualVolumes和VirtualSAN,存储基础架构可在虚拟数据层提供可用的功能（性能和数据服务），从而通过编程API自动调配并动态控制存储服务级别。与此相对，传统存储环境基于极不灵活且以基础架构为中心的LUN（逻辑单

7、元）或存储卷，它们本质上都会采用静态方式分配存储服务级别（容量、性能和数据服务）。在这种情况下，存储资源的调配取决于可用的硬件，而资源将根据“最适合”的方案严格分配给应用，极度缺乏灵活性或变化空间。（2）策略驱动的控制层这个全新的管理层可在外部阵列、X86服务器或云端存储的所有存储层之间提供通用的编排和自动化功能。与传统的控制层不同，这个策略驱动的控制层使用策略来定义不同的存储类别，并自动组合大量存储服务，同时支持在虚拟机级别进行调整。当应用要求发生变化时，策略会随之更新，虚拟化管理程序会利