現(xiàn)如今，隨著數(shù)據(jù)中心在企業(yè)發(fā)展中扮演的角色越來越重要，數(shù)據(jù)中心的整個(gè)趨勢(shì)也是勢(shì)在必行，而虛擬化技術(shù)使得其在數(shù)據(jù)中心整合進(jìn)程中大放異彩。隨著用戶數(shù)據(jù)中心整合需求的日趨強(qiáng)烈，存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)在各供應(yīng)商之間的“壁壘”開始被打破，用戶也普遍接受了將虛擬化作為數(shù)據(jù)中心資源整合的一項(xiàng)必備技術(shù)。

基于SAN的存儲(chǔ)虛擬化需求演進(jìn)

針對(duì)塊存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)自本世紀(jì)初誕生以來，歷經(jīng)了十余年的技術(shù)演進(jìn)與市場(chǎng)考驗(yàn)。發(fā)生變化的不僅是技術(shù)本身，而更多的是用戶的實(shí)際應(yīng)用需求。早期存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)出現(xiàn)的主要目的是為了幫助用戶對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)資源進(jìn)行池化和整合，提高使用和管理效率，合理降低TCO。而近年來基于SAN的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)越來越多被應(yīng)用于有效提升核心生產(chǎn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性，數(shù)據(jù)安全性以及平滑的跨存儲(chǔ)陣列的數(shù)據(jù)遷移能力。

用戶在對(duì)存儲(chǔ)子系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容時(shí)，不僅把性能與容量指標(biāo)作為首要考慮對(duì)象，對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的高可用性，以及業(yè)務(wù)連續(xù)性保障能力的要求也逐漸成為規(guī)劃建設(shè)初期進(jìn)行考慮的重點(diǎn)!為了有效實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性保障目標(biāo)，解決存儲(chǔ)子系統(tǒng)的單點(diǎn)故障問題，合理引入存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為最為行之有效的手段之一，比如通過存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同品牌型號(hào)陣列間的實(shí)時(shí)鏡像，幫助用戶實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)子系統(tǒng)的冗余能力。這一點(diǎn)在VMware虛擬化環(huán)境中幾乎變成唯一可行的存儲(chǔ)系統(tǒng)高可用性解決方案;又比如通過精簡帶寬的遠(yuǎn)程復(fù)制，數(shù)據(jù)錄像或密集時(shí)間點(diǎn)的可恢復(fù)快照功能，來有效實(shí)現(xiàn)對(duì)于邏輯故障的防御，控制運(yùn)維成本投入等。最終，通過一套統(tǒng)一的系統(tǒng)功能來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性保障，方便，簡單，大大減少了運(yùn)維人員的壓力。

近來，兼容異構(gòu)存儲(chǔ)，同時(shí)具備完整數(shù)據(jù)保護(hù)和管理功能的成熟存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品也被廣泛應(yīng)用于兩地三中心容災(zāi)以及雙活數(shù)據(jù)中心的建設(shè)當(dāng)中，作為一種積極的，可靠的技術(shù)手段有效提升用戶原有生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)各類型災(zāi)難的防御能力。

原數(shù)據(jù)保留能力的重要性

談到基于SAN存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的的引入，理所當(dāng)然的需要考慮對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行哪些改造;業(yè)務(wù)停機(jī)時(shí)間如何評(píng)估?是否需要進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移?是否可以實(shí)現(xiàn)有效故障回退?兼容性范圍等諸多問題， 存儲(chǔ)虛擬化各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的大前提，就是存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)如何能夠快捷，安全的接入現(xiàn)有SAN 環(huán)境，并接管原有生產(chǎn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的磁盤卷。

從實(shí)際需求出發(fā)，在存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品接入時(shí)，我們一般希望達(dá)成如下幾個(gè)目標(biāo)：

1.設(shè)備接入不需要對(duì)原有SAN環(huán)境物理布線進(jìn)行改造;

2.設(shè)備接入簡單快捷，不需要太長的停機(jī)時(shí)間;

3.設(shè)備接管生產(chǎn)存儲(chǔ)磁盤卷后，無需數(shù)據(jù)遷移，無需對(duì)原卷進(jìn)行類格式化處理;

4.設(shè)備接入后具備可回退還原能力;

其中，最為重要的一點(diǎn)，就是在接入存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)前后，對(duì)原存儲(chǔ)系統(tǒng)中已有數(shù)據(jù)的保留能力!

基于SAN的存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)一般為In-Band(串接)架構(gòu)，該系統(tǒng)將接管需要進(jìn)行虛擬化管理和保護(hù)的底層存儲(chǔ)子系統(tǒng)磁盤卷，經(jīng)過虛擬化處理后再對(duì)上層服務(wù)器系統(tǒng)提供存儲(chǔ)資源。因此，原有存儲(chǔ)系統(tǒng)需要將所有之前創(chuàng)建并分配給主機(jī)的磁盤卷交給存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理后，再進(jìn)行分配。如果存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)不具備對(duì)存儲(chǔ)子系統(tǒng)原有磁盤數(shù)據(jù)的保留能力，在存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)接入之前，必須進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)遷移工作，造成對(duì)項(xiàng)目周期，停機(jī)時(shí)間的延長，以及增加期間意外故障風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。另外，一旦存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)接入后，發(fā)生不穩(wěn)定或其他故障時(shí)，原有存儲(chǔ)子系統(tǒng)的磁盤數(shù)據(jù)經(jīng)過虛擬化處理后均無法再由上層服務(wù)器主機(jī)識(shí)別，不能再直接分配給上層服務(wù)器主機(jī)使用，從而導(dǎo)致存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)成為新的故障點(diǎn)。

為了保證對(duì)存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)接入過程對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)影響最小化，我們需要爭(zhēng)取最小的停機(jī)時(shí)間和可回退能力，有效保證生產(chǎn)系統(tǒng)在實(shí)施過程中的安全性。因此，在不對(duì)原有磁盤數(shù)據(jù)進(jìn)行改動(dòng)，遷移的基礎(chǔ)上快速實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)的接入，顯得尤為重要!同時(shí)也是保證，當(dāng)存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)故障時(shí)，具備快速恢復(fù)原有SAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵!

下面，我們嘗試對(duì)市場(chǎng)主流成熟產(chǎn)品的接入技術(shù)進(jìn)行深入分析，為大家在存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)前提供參考。飛康 NSS和 IBM SVC, 這兩款產(chǎn)品在存儲(chǔ)虛擬化市場(chǎng)都已活躍了逾10年的時(shí)間， 產(chǎn)品技術(shù)非常成熟，市場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用范圍也最為廣泛，通過對(duì)他們的接入技術(shù)分析，可以幫助大家較為清晰的理解上述產(chǎn)品在接入生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)原有磁盤卷數(shù)據(jù)的有效保留。

飛康 NSS SED (Service-Enabled Devices)

作為存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的先驅(qū)之一，飛康的IPStor/NSS 存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品在2001年就已經(jīng)出現(xiàn)在市場(chǎng)上，截止2014年已經(jīng)正式發(fā)布了其第七代存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品，技術(shù)成熟度和廣泛的應(yīng)用范圍都具備良好的可參考性。飛康自創(chuàng)立以來，一直堅(jiān)持開放硬件的態(tài)度，獲得眾多用戶和第三方存儲(chǔ)廠商的親睞，很多國內(nèi)外存儲(chǔ)廠商的技術(shù)人員都曾經(jīng)接觸過該產(chǎn)品。飛康官方宣稱，以O(shè)EM方式或自主品牌銷售的NSS產(chǎn)品安裝量已超過數(shù)萬套。豐富而實(shí)用的功能設(shè)計(jì)以及長期經(jīng)受市場(chǎng)考驗(yàn)的產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性，應(yīng)該是飛康IPStor/NSS產(chǎn)品的主要特點(diǎn)。

飛康 NSS 存儲(chǔ)虛擬化接入技術(shù)原理非常便于理解。飛康 NSS 在接管底層存儲(chǔ)子系統(tǒng)的磁盤卷時(shí)，可以采用兩種方式來實(shí)現(xiàn)接入：一種是將底層磁盤卷直接虛擬化為Virtual Disk(虛擬磁盤)以供NSS管理和分配;另一種可將磁盤卷轉(zhuǎn)換為SED(Service-Enabled Devices)磁盤設(shè)備以供NSS管理和分配。當(dāng)轉(zhuǎn)換為SED設(shè)備時(shí)，磁盤卷原有數(shù)據(jù)不會(huì)被修改，可以快速通過NSS分配給主機(jī)系統(tǒng)，整個(gè)接入過程非常簡單，不需要數(shù)據(jù)遷移，停機(jī)時(shí)間很少，當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn)快速回退，磁盤重新分配給原主機(jī)系統(tǒng)，可以被正確識(shí)別和使用。

SED(Service-Enabled Devices)功能，是在保留原磁盤卷已有數(shù)據(jù)的前提下，將進(jìn)行虛擬化時(shí)所需對(duì)該磁盤定義的Virtual header(Virtual ID，Mirror，Replication,etc.) 信息寫入另外一處磁盤空間內(nèi)，并與之形成關(guān)聯(lián)映射。同時(shí)Virtual header空間還可以通過NSS自帶的Mirror鏡像功能加以保護(hù)，可以避免由于物理磁盤故障導(dǎo)致相關(guān)信息丟失的肯能。當(dāng)然，如果對(duì)于底層新建的和不需要保留的磁盤卷也可以通過直接在其上寫入Virtual header信息的方式完成虛擬化管理。

通過SED方式虛擬化底層磁盤數(shù)據(jù)后，如果用戶希望能夠快速回退，將NSS撤出生產(chǎn)環(huán)境，只需要將底層存儲(chǔ)子系統(tǒng)的磁盤卷重新分配給主機(jī)即可，無需做任何其他操作，快速而安全。由此可見，飛康 NSS SED 的應(yīng)用特點(diǎn)如下：

1.在不改變?cè)�卷的前提下，透明接入生產(chǎn)系統(tǒng)，無需數(shù)據(jù)遷移，安全，便捷;

2.可以利用SED功能完成不同磁盤系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)遷移;

IBM SVC Image Mode Volume

IBM SVC于2004年左右上市，從某種維度上看SVC 似乎與飛康的NSS形態(tài)和設(shè)計(jì)都很類似，都是基于Linux內(nèi)核和x86工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器。IBM基于SVC的I/O GROUP引擎開發(fā)出了其目前整個(gè)V系列的存儲(chǔ)產(chǎn)品線，比如常見的v7000系列存儲(chǔ)系統(tǒng)。SVC早起存儲(chǔ)虛擬化功能較為單一，僅支持對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)的基本管理和池化，所以IBM曾經(jīng)視圖收購飛康，未果后也與2010年左右升級(jí)了其SVC 軟件版本，逐漸提供了一些相應(yīng)的高級(jí)功能。

IBM SVC 識(shí)別到底層存儲(chǔ)子系統(tǒng)提供的磁盤卷稱為Mdisks，服務(wù)器主機(jī)看不見MDisk，看到的是SVC虛擬化之后的邏輯盤，稱為virtual disks或者Volumes。MDisk在Image模式下可以實(shí)現(xiàn)在不對(duì)原卷進(jìn)行更改的前提下實(shí)現(xiàn)接管和再分配，即Image mode volumes。

Image模式使Volumes和MDisk間有個(gè)一對(duì)一的映射。一個(gè)Image模式MDisk只能映射到一個(gè)image模式卷，MDisk的大小和Volume大小必須相同，對(duì)于上層主機(jī)而言，看到的是虛擬化后的Volumes, 而Volumes會(huì)將所有的讀寫都映射到MDisk上，這樣就無需改變?cè)�有磁盤中的已有數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了虛擬化接管和再分配。

Image模式的使用場(chǎng)景：

1.Image模式可以虛擬化已經(jīng)包含數(shù)據(jù)的Mdisk，使用image模式可以進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。

2.通過image模式可以從SVC中遷移數(shù)據(jù)到非SVC環(huán)境，即host直接連接存儲(chǔ)。

3.如果SVC發(fā)生嚴(yán)重故障，可以快速退出生產(chǎn)環(huán)境，將底層存儲(chǔ)子系統(tǒng)的磁盤重新分配給主機(jī)即可。

由此可見，通過上述兩種技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)接入的前期目標(biāo)，簡單，快捷，無數(shù)據(jù)遷移，較小的停機(jī)時(shí)間且具備可回退的能力。

然而市場(chǎng)上并不是所有的存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)都可以完全做到上述幾點(diǎn)。比如HUAWEI VIS6000，Netapp V系列需要對(duì)識(shí)別到的底層磁盤卷進(jìn)行類格式化處理，無法保留原有數(shù)據(jù)，接入前必須進(jìn)行數(shù)據(jù)的遷出和遷入，一旦接入完成即無法回退。

HUAWEI VIS6000

HUAWEI VIS 6000系列是HUAWEI與Symantec合作的類存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品，HUAWEI使用Symantec的StorageFoudation卷管理軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)底層存儲(chǔ)的接入和管理分配，而StorageFoundation軟件之前較多安裝在服務(wù)器系統(tǒng)上，以提高邏輯卷管理能力為主要目標(biāo)。通過使用X86服務(wù)器，安裝基于linux操作系統(tǒng)的StorageFoundation軟件版本最終實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的整體交付。

一般情況下VIS6000需要將接入的存儲(chǔ)子系統(tǒng)磁盤進(jìn)行格式化，轉(zhuǎn)換為VxVM文件系統(tǒng)格式，才能提供相應(yīng)的高級(jí)卷管理功能，例如在線擴(kuò)展磁盤空間，條帶，快照等功能，無法對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行保留。如果需要保留存儲(chǔ)子系統(tǒng)磁盤設(shè)備中的原有數(shù)據(jù)，HUAWEI通過二次開發(fā)，使得VIS6000也能提供簡單的，無需更改原磁盤數(shù)據(jù)的接入，再分配等基礎(chǔ)功能，但基于StorageFoundation VxVM文件系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢(shì)就無法得到有效應(yīng)用，使得用戶往往在最終項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，很少使用該功能完成虛擬化系統(tǒng)的接入，仍然會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)遷移操作。

Netapp V 系列

Netapp V系列擁有其專利的WALF(Write Anywhere File Layout)日志型文件系統(tǒng)，所有接入Netapp的底層存儲(chǔ)子系統(tǒng)的磁盤卷都需要進(jìn)行格式化后方可使用，因此，無法保留磁盤上的已有數(shù)據(jù)，同樣如果將Netapp撤出生產(chǎn)系統(tǒng)，將底層存儲(chǔ)系統(tǒng)的磁盤卷直接分配給主機(jī)，是無法被主機(jī)系統(tǒng)識(shí)別和使用的。

所以，并不是所有的存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品均支持能夠保留原有磁盤數(shù)據(jù)的接入技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬化改造，數(shù)據(jù)遷移等應(yīng)用來說，是否具備該功能，是減少建設(shè)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)最小化影響的前提和有效保障!

應(yīng)用場(chǎng)景舉例

某運(yùn)營商云計(jì)算平臺(tái)，部署超過13臺(tái)物理VMware ESXi Server主機(jī)，共計(jì)運(yùn)行超過300個(gè)虛擬機(jī)實(shí)例，原有后端存儲(chǔ)使用一臺(tái)EMC的高端存儲(chǔ)陣列。系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，用戶感到存儲(chǔ)單點(diǎn)故障隱患嚴(yán)重威脅了現(xiàn)有云計(jì)算平臺(tái)的安全，一旦存儲(chǔ)發(fā)生故障，近300個(gè)應(yīng)用將完全停止運(yùn)行。用戶初期嘗試考慮使用存儲(chǔ)系統(tǒng)底層復(fù)制和鏡像技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩套存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)施同步，但最終放棄，原因非常簡單，該方案無法保證業(yè)務(wù)連續(xù)性，一臺(tái)存儲(chǔ)故障之后需要手工切換至另外一臺(tái)存儲(chǔ)，所有VM均需要全部重新啟動(dòng)，無法達(dá)到用戶對(duì)RTO、RPO的要求。通過大量測(cè)試與技術(shù)驗(yàn)證，用戶最終選擇通過加入存儲(chǔ)虛擬化層來實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)存儲(chǔ)之間的實(shí)施數(shù)據(jù)鏡像同步，任何一臺(tái)存儲(chǔ)故障，VMware上的VM實(shí)例都不收影響。

由于整個(gè)VMware Datastor空間超過50TB容量，為了盡量減少存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)接入時(shí)的停機(jī)時(shí)間，用戶無法接受對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移的做法，同時(shí)，為了保證項(xiàng)目實(shí)施的安全性，用戶也希望存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)接入后，一旦發(fā)生任何問題，可以進(jìn)行回退，原有存儲(chǔ)系統(tǒng)的磁盤仍然能夠被VMware服務(wù)器直接識(shí)別與使用。

因此，用戶需要一種簡單，快捷且安全的快速存儲(chǔ)虛擬化接入方案。用戶通過嚴(yán)格的篩選和測(cè)試，最終選擇利用飛康NSS的SED功能實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)虛擬化的快速接入。

拓?fù)鋱D參考如下：

通過本文的介紹，大家在選擇存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品時(shí)，建議首先詳細(xì)了解該類產(chǎn)品的接入技術(shù)原理，配合自身的實(shí)際需求，比如是否新建系統(tǒng)還是對(duì)已有系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化改造，最終選擇相應(yīng)的存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品類型，再配合功能，性能，管理等其它方面的因素綜合考慮，才能選中符合自身實(shí)際情況的，簡單，安全，穩(wěn)定而強(qiáng)大的存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)。