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存储虚拟化技术

时间：2022-05-20 19:32:47 其他范文收藏本文下载本文

【导语】下面是小编整理的存储虚拟化技术（共8篇），欢迎大家阅读分享借鉴，希望对大家有所帮助。

存储虚拟化技术

篇1：存储虚拟化技术

计算机存储技术经历了从单个的磁盘、磁带、RAID到存储网络系统的发展历程,这一路走来似乎缓慢而艰辛,随着存储数据的不断增长,对存储空间的迫切需求推动着存储虚拟化技术不断向前。

1、什么是存储虚拟化

存储虚拟化:可以理解为把硬件资源抽象化,用虚拟形式来展示它们。

虚拟化能够把物理的存储系统从数据驱动的具体工作中解放出来,从而使用户能够随意地按实际需要对有限的存储资源进行分配。

虚拟化可以将多个物理存储资源池合成一个虚拟的存储资源,再对其实施集中管理或者以逻辑方式将其分成多个虚拟机。

存储虚拟化技术是通过把物理层资源抽象化,从而将一个灵活的、逻辑的数据存储空间展现在用户面前。

最基础的存储虚拟化实现是在主机层,通过计算机操作系统的逻辑卷管理器能够很便捷的为应用系统和用户分配存储容量。

2、存储虚拟化的主要特点

(1)虚拟存储为大容量存储系统集中管理提供了一个手段,由网络中的一个环节(如服务器)进行统一管理,从而避免了由于扩充存储设备为管理带来的麻烦。

(2)对于视频网络系统虚拟存储最值得一提的特点是:大幅度提高存储系统整体访问的带宽。

多个存储模块组成了当前的存储系统,而虚拟存储系统能够很好地实现负载平衡,把每次数据访问所需占用的带宽十分合理地分配到各个存储模块上,这样整个视频网络系统的访问带宽就变大了。

(3)虚拟存储技术使得存储资源管理变得更加灵活,能够把不同类型的存储设备集中管理统一分配使用,有效保障了用户以往对存储设备的投资。

(4)虚拟存储技术能够通过相关管理软件,为网络系统提供许多其它的功能,现在比较流行的如无需服务器的远程镜像、数据快照等技术。

3、相关存储技术

现在虚拟存储的发展还没有一个统一的标准,从它的拓扑结构来看主要有两种方式:即对称式与非对称式。

对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统,交换设备集成为一个整体,内嵌在网络数据传输路径中;非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。

而从它的实现原理来看也有两种方式:即数据块虚拟与虚拟文件系统。

3.1 对称式虚拟存储具有以下主要特点

3.1.1 大容量高速缓存的应用,使数据传输速度明显提高

缓存是位于主机与存储设备之间的I/O路径上的中间介质被存储系统广泛采用的。

当主机向存储设备读取数据时,会先把与当前数据存储位置相关联的数据读到缓存中,并将多次调用过的数据保留在缓存中;当主机读/写数据时,缓存这个中间介质就能够大大提高读/写速度。

3.1.2 多端口并行技术,使I/O瓶颈消于无形

传统的存储设备中控制端口与逻辑盘之间关系就是一一对应,访问一块硬盘只能通过一个特定的控制器端口。

但在对称式虚拟存储设备中,SAN Appliance的存储端口与LUN的关系是虚拟的,即多台主机可以通过多个存储端口(最多8个)同时并发访问同一个LUN;在光纤通道100MB/带宽的大前提条件下,并行工作的端口数量越多,数据带宽就越高。

3.1.3 逻辑存储单元为用户提供了高速的磁盘访问速度

在视频应用环境中,应用程序读写数据是以固定大小(512byte～1MB)的数据块为单位的。

但存储系统为了能保证应用程序的带宽需求,常常设计为传输512byte大小以上的数据块时才能达到其最佳I/O性能。

对称式虚拟存储系统为主机提供了真正的超大容量、高性能的LUN,使数据传输速度得到有效提高,解除了主机CPU的大工作量,有效提高了主机性能。

3.1.4 成对的HSTD系统的容错性能

HSTD是在对称式虚拟存储系统中数据进出的必经之地,存储池则是数据存放地。

由于存储池中的数据都有容错机制保障数据安全,因此用户当然关心HSTD是否有容错保护。

和许多大型存储系统一样,HSTD在成熟的对称式虚拟存储系统中是成对配制的,每对HSTD之间是通过SAN Appliance内嵌的网络管理服务保证缓存数据一致和提供相互通信的。

3.1.5 在SAN Appliance之上能够方便的连接交换设备,最终实现超大规模Fabric结构的SAN

因为系统延续了标准的SAN结构,为系统之后的扩展和互连提供了技术保障,所以在SAN Appliance之上能够方便的连接交换设备,最终实现超大规模Fabric结构的SAN。

3.2 非对称式虚拟存储系统具有如下特点

(1)将不同物理硬盘阵列中的容量进行逻辑组合,实现虚拟的带区集,将多个阵列控制器端口进行绑定,一定程度上将系统的可用带宽提高了。

(2)在交换机端口数量充足的情况下,可在一个网络内安装两台虚拟存储设备用以实现Strip信息和访问权限的冗余。

3.3 数据块虚拟与虚拟文件系统

数据块虚拟存储方案可用于解决数据传输过程中的冲突和延时问题。

在多交换机组成的大型Fabric结构的SAN中,由于多台主机通过多个交换机端口读/写存储设备,数据块冲突和延时问题非常突出。

数据块虚拟存储方案采用虚拟的多端口并行技术,为多台客户机提供了很高的带宽,尽可能减少了延时与冲突的发生。

对称式拓扑结构是数据块虚拟存储方案在实际应用中的表现形式。

虚拟文件系统存储方案适用于解决大规模网络系统中文件共享的安全机制问题。

通过对不同的站点赋予不同的访问权限,保证网络文件的安全。

非对称式拓扑结构是虚拟文件系统存储方案在实际应用中的表现形式。

4、存储虚拟化的作用

存储虚拟化是对存储设备等硬件资源进行抽象化,这种虚拟化使用户能够与存储资源中大量的物理特性分离开来。

从用户角度看,虚拟化的存储资源就如同一个巨大的“存储池”,用户不会看到诸如磁盘、磁带等的存储部件,也不用关心数据将经过哪一条路径又通往哪一个具体的存储设备。

篇2：存储虚拟化技术

摘要：近年来，随着网络在人们生活中的普遍应用，由此产生的数据也在以爆炸似的速度增长，而各企业单位管理数据能力的提高速度总是远远不及数据增长的速度，因此，存储系统的改革成为必然。

主要从存储系统的虚拟化方面阐述了存储系统的改革，并详细分析了虚拟化技术在存储系统中的应用。

关键词：虚拟化;存储系统;存储虚拟化

0引言

进入21世纪以来，网络在现在企业的运行环境中应用得越来越普遍，各种数据也在快速增长，虽然现在企业管理数据的能力也在提高，但是已经远远跟不上数据增长的速度。

虚拟化技术的出现为企业解决这一难题提供了新的途径。

运用虚拟化技术，像备份/恢复、数据归档、存储资源分配等大量重复和消耗时间的工作，完全能够通过存储虚拟化技术运用自动化的方法进行处理，从而使人的工作量大大降低，提供企业的效率。

存储虚拟化为用户提供的益处也是显而易见的，首先是使存储管理的复杂性降低，减少了存储管理和运行的成本;其次是提高了存储效率，使存储投资的费用大大降低。

篇3：存储技术基础：存储虚拟化详解

简单的讲，虚拟存储(Storage Virtualization)，就是把多个存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一定的手段集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池中得到统一管理，这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟存储。

存储虚拟化的基本概念是将实际的物理存储实体与存储的逻辑表示分离开来，应用服务器只与分配给它们的逻辑卷(或称虚卷)打交道，而不用关心其数据是在哪个物理存储实体上。

逻辑卷与物理实体之间的映射关系，是由安装在应用服务器上的卷管理软件(称为主机级的虚拟化)，或存储子系统的控制器(称为存储子系统级的虚拟化)，或加入存储网络SAN的专用装置(称为网络级的虚拟化)来照管的。

主机级和存储子系统级的虚拟化都是早期的、比较低级的虚拟化，因为它们不能将多个，甚至是异构的存储子系统整合成一个或多个存储池，并在其上建立逻辑虚卷，以达到充分利用存储容量、集中管理存储、降低存储成本的目的。

只有网络级的虚拟化，才是真正意义上的存储虚拟化。它能将存储网络上的各种品牌的存储子系统整合成一个或多个可以集中管理的存储池(存储池可跨多个存储子系统)，并在存储池中按需要建立一个或多个不同大小的虚卷，并将这些虚卷按一定的读写授权分配给存储网络上的各种应用服务器。这样就达到了充分利用存储容量、集中管理存储、降低存储成本的目的。

目前存储虚拟化的发展尚无统一标准，从存储虚拟化的拓扑结构来讲主要有两种方式:即对称式与非对称式。

对称式存储虚拟技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统、交换设备集成为一个整体，内嵌在网络数据传输路径中;非对称式存储虚拟技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。

存储虚拟化有如下特点:

1、存储虚拟化是一个SAN里面的存储中央管理、集中管理，这是虚拟化的一个特点，一个突出的地方。可以得到很大的收益，降低成本。

2、存储虚拟化打破了存储供应商之间的界线，就是你用了EMC的东西，以后必须买EMC的，因为他不可能EMC的东西和IBM或者HDS的什么替换做存储的管理，

有了存储虚拟化，这种壁垒将被打破。

3、就是用不同的，可以应用于不同品牌的高中低档的存储设备。

存储虚拟化依然脱离不了软件和硬件两大类。这种划分也体现在存储硬件厂商和软件厂商的区分上，存储厂商一般根据各自所掌握的核心技术来提供自己的虚拟存储产品。

惠普在基于主机的虚拟化、基于存储的虚拟化，以及基于网络层的虚拟化方面都有相应的产品。其中，基于存储系统的虚拟化产品----HP StorageWorks企业虚拟阵列EVA是用户最熟悉的。目前，EVA系列有EVA 3000和EVA 5000可供选择。

HP EVA系列最突出的优势是可以提高性能。虚拟化可以使数据分布在多个磁盘上，磁盘无需再按照磁盘容量大小和RAID保护类型布置在传统RAID组中。HP EVA采用了VRAID(虚拟RAID)技术，可支持一个存储池中的各种容量和RAID类型的多个虚拟磁盘。

HDS公司推出的第五代存储系统----TagmaStore通用存储平台在提升存储容量的同时，还注重改进性能和高速缓存管理，在一个既有高度整合又有合理分区的环境中确保服务质量。TagmaStore是基于存储设备的虚拟化产品。

HDS TagmaStore通用存储平台采用了虚拟化技术，通过内置的虚拟层，可以管理高达32PB的内部与外部存储容量，并支持在内部与外部存储中的逻辑分区，以及复杂的任意存储地点间的远程复制功能。

IBM推出的基于网络的存储虚拟化产品主要包括SAN Volume Controller(SVC)和SAN File System。SVC是整个SAN(存储区域网)网络的控制器，可以将SAN中的各种存储设备整合成一个存储池，并按需分配存储空间、性能和功能。SVC对服务器和存储设备都是透明的。SVC为各种不同的存储设备提供了一个统一的数据复制平台。SVC是一个软硬件集成的产品。SVC刚推出时，可实现存储虚拟化的软件运行在一个类似服务器的硬件设备上。如今，此软件也可以安装在SAN中的交换机上，如思科的MDS网络交换机。SVC是为一个完全开放的存储环境设计的，可以兼容各种不同的存储设备。

篇4：存储虚拟化（StorageVirtualization）

通过将一个（或多个）目标(Target)服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务，

存储虚拟化（StorageVirtualization）

，

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。

篇5：存储虚拟化五步规划

最近几年，随着企业业务数据量（邮件数据、应用程序、业务数据、特殊机密数据等等）的爆炸性增加，随之而来的是存储容量和数据管理难度的增加；加上虚拟化将越来越普及，企业存储环境将面临一个前所未有的改变；这个时候存储虚拟化的重要性也就日益突出；存储虚拟化最直接的好处就是使得共享存储的实时更加方便、显着的减少存储容量和提高存储管理效率，虽然存储虚拟化的火热可能会被一些厂商为了达到宣传效果而过分夸大其功能，但是存储虚拟化的确是能够给用户带来一些实实在在的好处，这里探讨存储虚拟化的一些基本东西，希望能够给IT专家网用户在了解存储虚拟化时能提供一些有用的帮助。

什么是存储虚拟化

存储虚拟化（StorageVirtualization）最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。这种虚拟化使用户可以与存储资源中大量的物理特性隔绝开来，就好像我们去仓库存放或者提取物品时，只要跟仓库管理员打交道，而不必要去关心我们的物品究竟存放在仓库内的哪一个角落。对于用户来说，虚拟化的存储资源就像是一个巨大的“存储池”，用户不会看到具体的磁盘、磁带，也不必关心自己的数据经过哪一条路径通往哪一个具体的存储设备。

存储虚拟化减少了物理存储设备的配置和管理任务，同时还能够充分利用现有的存储资源。如果没有存储虚拟化，那只能够物理存储设备进行单个管理，无疑这种管理的难度是很大的，并且非常容易造成存储资源的浪费。

In-band和Out-of-band

“带外（out-of-band）”虚拟引擎，是在数据通路外的服务器上实现的虚拟功能，也就是将控制数据和存储数据安排在不同的数据通路上传输。out-of-band能够避免in-band的一些问题，但是每台服务器都必须安装虚拟化客户端软件，这种方式将数据路径和控制路径分开，确保了虚拟化设备不会成为数据传输的瓶颈，减少了存储数据网络中的流量，有助于提高系统性能，但是因为一般需要安装专用软件，也容易受到攻击。

“带内（in-band）”虚拟引擎，是在应用服务器和存储的数据通路内部实现虚拟存储，控制数据和需要存储的实际数据在同一个数据通路内传递。带内虚拟存储具有较强的协同工作能力，同时便于通过集中化的管理界面进行控制。但是，无论基于设备还是基于交换机，in-band虚拟化都比较脆弱，由于in-band设备现在成为服务器和存储资源之间必须经过的网关，设备的失效可能会导致整个SAN数据访问出现问题，同时带内存储会占用较多的数据网络带宽来传输控制数据，因而容易在服务器和存储设备之间产生性能瓶颈。

用户该如何面对存储虚拟化

第一、规划好企业的存储虚拟化策略

一个好的存储虚拟化策略将取得事半功倍的效果，因此作为一个存储管理人员必须先制定一个好的存储虚拟化策略，比如是否考虑到需要虚拟化策略？实施虚拟化之前，企业拥有哪些存储资源，实施虚拟化之后，企业又需要哪些资源？实施虚拟化之后，企业如何来管理每天的备份、数据保护、归档已经灾难恢复任务了，这和之前的管理又有什么区别？实施虚拟化之后，企业打算拥有多少数据中心，每个数据都肩负什么功能？

毫无疑问的是存储虚拟化能够带来降低存储管理复杂性、降低存储成本，但是决定何时实施存储虚拟化是一个关键因素，而且也非常困难。因为，评估企业当前和存储相关的业务就显得尤为重要。在实施虚拟化之前，存储系统可能处于一种分散、难于管理的状态，虚拟化之后，存储管理人员可以把多个存储系统整合到一个网络环境中去，而通过一个统一的方式去管理这个网络环境。许多企业的关键业务如何去面对这个新的存储环境是需要存储管理人员去认真考虑的。

本人与一些企业的信息中心主管交流后发现，国内企业在规划存储虚拟化策略方面的确是做的很不足。在虚拟化日趋普及的今天，还是希望大家能够从第一步就做好，好的开始等于成功的一半，规划好企业的存储虚拟化策略的确是能够给企业的IT架构改造带来诸多益处，

第二、将企业业务数据进行合理分类规划

也许你看到这点会觉得很搞笑，你会觉得：企业数据中心的数据当然都是非常重要和关键的，根据他们的关键成都来分类数据是很难的和不必要的。这种一刀切的想法无疑是幼稚的，实践显示，很多公司都在这个环节上失误。企业在实施虚拟化的时候就需要考虑什么样的数据、多少数据你可以承受它们丢失。例如，当前的存储虚拟化技术在数据库的支持方面就不够，如何你对这些结构化的数据类型不太注意的话，造成的后果可能不堪设想。存储虚拟化可以让你使用那些低性能的存储技术对飞关键数据进行存储。

因此对企业业务数据进行合理分类规划是非常重要和有必要的。合理的分类能够让你的存储虚拟化效率更高，管理也更加方便和快捷。

第三、了解数据生命周期

对于一个存储管理人员，另外一个很重要的事情就是需要对企业的日常业务熟悉，特别是对公司数据的生命周期需要有比较深入的了解。如果作为一个存储管理人员现在还没概念，那么就需要思考一下自己对企业日常业务和企业数据生命周期有多少了解了。

如何对公司的业务数据不了解的话，那么怎么知道什么时候该去归档了、什么时候该去备份了？

假设对公司业务数据了解的话，那么就知道什么时候把数据放在合适的存储类型上，以及懂得规划数据的分层次存储。

作为一个存储管理人员，针对数据周期的存储优化策略是必须的。毫无疑问的是，存储虚拟化在这方面具有非常大的优势。

通过存储虚拟化，存储管理人员可以讲所有不同的存储系统以及它们相关的卷就可以通过逻辑卷的方式进行统一管理了。而这就非常方便用户来实现数据从一个存储层到另一个存储层的迁移。

第四、规划好存储层次以及服务级别

决定一个公司存储成本的往往不是存储系统的硬件，而是存储平台和存储解决方案的选择，而对企业的存储层次和服务级别规划则决定了存储和存储解决方案的选择。因此规划好你的存储层次和服务级别对于存储虚拟化来说是非常重要的。

数据访问、数据可用性、数据安全、数据响应时间、数据保护等服务级别成为部署存储虚拟化的基础。

那么如何来平衡这些不同的存储层次服务、优化它们的可用性以及增强数据可管理型了？存储虚拟化可以帮助你来降低不同存储层次服务的复杂性和提高数据的可管理性。并且这种行为是不可见的。

我们来举个例子：一个企业应用需要在不同的数据中心上做灾难备份，这就举要一个高度可用的灾难恢复策略。面对这样的应用需求，我们该怎么办了？存储虚拟化能够轻松的平衡数据复制并且可以采用镜像技术让数据在相关的数据中心位置创建，这样的话，第一份主要的数据存在高性能的存储层次上，其他的备份则不一定是在这个存储服务层次上，所以存储虚拟化让企业选择不同的存储平台来满足数据使用的需求。

第五、考虑安全性和兼容性

也许安全性和兼容性是广大企业用户在实施存储虚拟化中最为担心的问题，实际上这种担心也是很正常的，因此我们在部署虚拟化的环境的时候就应该更加仔细的考虑安全因素。

存储虚拟化允许同一个虚拟池上存储设备的简单数据迁移以及异构磁盘子系统的复制，企业关键数据的第二份拷贝就必须有和第一份数据同样的安全级别。举个很简单的例子，针对灾难回复的企业重要数据的第二份拷贝就需要和第一份数据同样严格的安全级别，需要控制它的访问级别和安全保护。

在一些特殊的领域，诸如金融服务领域，存储虚拟化环境安全性的考虑都将影响存储虚拟化的使用。笔者与国内一些用户交流也发现凡是在安全性要求高的行业里面，存储虚拟化的安全性都是重点考虑对象。

第六、总结

存储虚拟化技术当前来说还是一项比较新的技术，存储虚拟化也不是万能的，不要赶潮流而抛弃已有的资源和已有的存储技术，企业存储管理人员需要的把自己现有的存储资源、存储技术和存储虚拟化相关联，找到最适合自己企业的存储策略才是最为重要的。

虽然存储虚拟化技术最终不一定对对所有不同数据类型和系统都合适，但是存储虚拟化是大势所趋，企业需要做和考虑的就是采用存储虚拟化策略来解决特定问题，从而提高企业存储系统的效率。

篇6：存储虚拟化：位置和方法

存储虚拟化主要包括集成、透明的数据迁移、异构复制和设备仿真等功能，可以通过主服务器和网络交换器设备之间的数据通道实现这些功能，也可以在存储系统中实现这些功能，实施存储虚拟化的最佳位置取决于你的偏好、现有技术以及部署存储虚拟化的对象。

你可能会发现，一些应用程序及其存储要求需要结合多种技术，满足具体的需求。其中，一些应用程序采用带内虚拟化产品或基于存储系统的存储虚拟化技术，另一些利用分离路径、基于网络功能的快速控制路径等。

许多人在争论带内（在数据通道中）、带外（拥有代理服务器和元数据控制器，在数据通道之外）和分离路径（带内和带外的结合体）各自的架构优势。也有人在讨论网络中基于产品或存储服务模块的主机软件和存储系统中的软件。图?显示了三种实施存储虚拟化的方法。

带内方法主要在主服务器和存储设备之间实现虚拟功能，是传统的产品和存储系统经常采用的方法。图2就是一个简单基本的例子。实际部署时，交换器可能作为服务器和虚拟化设备之间的数据通道的组成部分，也可能作为虚拟化设备和存储设备之间的组成部分，

为你的工作环境选择最佳方案时，应考虑以下内容：

•对于分离路径技术，明确软件的选项功能，以及可以获得哪些硬件平台。

• 对于存储服务模块、切片、产品和适应器，明确其支持哪些软件，具有哪些互操作性。

• 时刻牢记存储虚拟化的黄金法则：无论采用哪种方法实现虚拟化功能，都要锁定供应商。

• 并非所有的端口都具有存储服务，例如，在需要异构复制和数据迁移的端口部署虚拟化。

• 避免出现溢出，替换不合适的技术。

• 警惕一些解决方案可能会堆积很多技术层，使其变得十分复杂，也可能加大管理难度。

• 解决方案应该在性能、连接、管理案例、功能和恢复力方面具有扩展性，而不会使系统变得不稳定。

实施和部署存储虚拟化的方法多种多样，可以满足各种需求。最适合你的方法应该能满足你的需求，可能会随你的存储层和应用程序改变而变化。认真比较各种方法，你就能判断哪种方法最适合你的情况。

篇7：存储虚拟化和服务器虚拟化的不同

二者概念相似，但属于不同的技术，服务器虚拟和存储虚拟化技术的设计目的都是将物理系统从具体的工作负荷中分离出来，都是为了通过整合和快速分配资源达到简化环境的目的。服务器虚拟化解决方案一般将操作系统和应用程序封装到虚拟服务器中，而存储虚拟化解决方案的目的则是通过存储池化、资源分区，或让磁盘系统仿真磁带系统来优化数据存储环境。

与过去相比，在服务器虚拟化技术方面，现在最大的不同就是参与者的队伍大大扩充了——从处理器层面的AMD和Intel到操作系统层面的微软的加入，从数量众多的第三方软件厂商的涌现到服务器系统厂商的高调，我们看到一个趋于完整的服务器虚拟化技术生态系统在逐渐形成。

“虚拟化正在从一个小市场向主流市场转变，尤其是在Microsoft进入该市场之后”，当微软宣布了其Virtual Server 计划之后，业内有这样的评价，

在介绍微软的这个虚拟化项目的时候，几乎所有的媒体都做了这样的描述—与其他服务器虚拟化技术一样，Virtual Server 2005允许用户对服务器进行分区，以使这些服务器能够支持多个操作系统和应用。

存储虚拟化是指对硬件资源抽象化，以虚拟形式来表示它们。虚拟化可将物理存储系统从数据驱动的具体工作负荷中分离出来，从而使你能够随心所欲地按需分配存储资源。虚拟化包括将多个物理存储资源池化成一个虚拟的存储资源，然后可对其实施集中管理或者以逻辑方式将其分区成若干个虚拟机。虚拟化还可用于使磁盘对应用程序呈现为磁带。