存储虚拟化技术发展趋势探析

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1、存储虚拟化技术发展趋势探析摘要分析业界主流的存储虚拟化技术，介绍存储虚拟化的历史进程，通过架构分类和特性对比，说明各种虚拟化方式的应用领域，对存储虚拟化的未来进行展望。关键词虚拟化；存储；存储网关；块级虚拟化中图分类号：TP309.3文献标识码：A文章编号：1671-7597(2013)23-0013-03虚拟化在IT界已经不是什么新鲜事物，随着硬件性能的飞速提升，信息业务的不断增长，企业用户对部署IT基础设施的灵活性和可管理性也提出了更高的要求，传统的以硬件服务器主机为单位的架构已经无法满足新的需求，越来越多的企业数据中心已经将核心的信息化系统从原来的机架式服务器或者小机中迁

2、移到X86架构的服务器虚拟化环境中，既增加了灵活性，又节省了大笔维护费用。服务器虚拟化为数据中带来了革命性的变革，以此为中心向上衍生出了"云",向下则催生了软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork,SDN),并造就了存储虚拟化的凤凰涅磐。在百度百科中对存储虚拟化作了定义：“存储虚拟化(StorageV让tualization)最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。通过将一个(或多个)目标(Target)服务或功能与其他附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况：屏蔽系统的复杂性，增加或集成新的功能，仿真、整合或分解现有的服

3、务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的，而这些实体则是用来提供存储资源或/及服务的。”这个定义从文字上很难理解，下面让我们从其产生开始逐步揭开它的面纱。1存储虚拟化的产生最早的存储虚拟化技术是逻辑卷管理器（LVM）,由IBM开发，在AIX系统上运行，OS/2操作系统与HP-UX也支持这个功能。在1998年，HeinzMauelshagen根据在HP-UX上的LVM,写出第一个Linux版本的LVM。使用LVM可以抽象主机的存储空间，并且可以很容易的更改“虚拟分区”。使用LVM可以比正常的硬盘分区更容易的管理硬盘分区（逻辑卷）。例如：1）使用卷组（VG）,使众多硬盘空间看起

4、来像一个大硬■，一jnLo2）使用逻辑卷（LV）,可以创建跨越众多硬盘空间的分区。3）可以根据需要，对分区（LV）和硬盘空间（VG）进行创建、删除、调整大小等操作。虽然没有明确提出“虚拟化”这个概念，但实际上LVM已经具备了“虚拟化”的特征，将多个磁盘集成起来，统一提供空间划分、RAID以及空间调整等高级的功能。早先的存储厂商并没有提出存储虚拟化的概念，因为当时基于RAID的磁盘阵列柜无论是从容量还是性能上都能够满足大多数应用的需求。随着网络技术的产生和发展，用户对存储设备的需求也不再停滞不前，尤其是在容量和性能方面都对当时的存储厂商提出了苛刻的要求。于是，存储领域的“虚拟化”

5、技术出现了，典型的产品是EVA系列，采用了VDISK技术，此产品最初由DEC公司开发，后被Compaq收购，现在是HP公司的企业级存储产品。2存储虚拟化的分类存储虚拟化有不同的分类方式，这里介绍的是从实现虚拟化的系统层次角度进行的分类。大类分为3种，分别是整合到应用的存储虚拟化、交换架构虚拟化和磁盘阵列虚拟化。磁盘阵列虚拟化中又分为3种，分别是基于网关、基于数据块和混合型虚拟化。它们之间的划分关系如图1所示。图1存储虚拟化技术的关系图2.1整合到应用的存储虚拟化整合到应用的存储虚拟化就是由操作系统内置的磁盘空间管理组件对连接到服务器的所有存储空间进行统一管理和分配，典型的例子是

6、LVM技术。虽然整合到应用的存储虚拟化产生的时间最早，但并不代表它已经落伍，相反，在虚拟化和云盛行的今天，反而焕发出新生，最典型的当数分布式文件系统和并发文件系统，其中商用化程度最高的是由vmware开发的VMFS。VMFS是vmware虚拟化架构的核心组件之一，它将底层来自不同存储LUN的块级存储空间（SAN）整合为可供上层ESX主机访问的共享存储池，不但为动态资源调配提供了可靠的共享存储资源，而且还能够实现数据的跨LUN访问，大大提高了虚拟化环境的整体可用性和可靠性。整合到应用的存储虚拟化由于需要主机参与空间管理，对于单一节点来说，性能会比较差，而且对主机的资源占用比较高，

7、尤其是在虚拟化环境中处理跨卷的迁移时这个劣势由显突出，为了解决这个矛盾，各厂商也采取了开放底层接口的方法，通过存储管理模块直接调用底层存储设备的方式提高性能，减少主机资源占用。在执行跨卷迁移时，存储管理器会直接调用符合上述协议的存储设备，后面的操作都有存储设备自己完成，这样大大降低了主机的资源占用，提高了迁移性能。同时，还可以直接调用存储设备的数据保护功能，如快照和恢复等高级功能，也提高了虚拟环境整体的故障恢复能力。2.2交换架构虚拟化交换架构虚拟化的目的是不改变上层主机和下层存储的架构，而