Raid2.0磁盤布局示意圖

空間級虛擬化：所謂空間級虛擬化，就是用一臺存儲設(shè)備，將其他存儲設(shè)備提供的空間整合起來，在其上實現(xiàn)各種附加功能或者實現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移和異構(gòu)容災(zāi)解決方案。

存儲行業(yè)相對服務(wù)器行業(yè)來講是比較封閉和保守的，而“空間級虛擬化”為了打破牌局，在多年抗?fàn)幹兄饾u脫穎而出，這些年來一直代表著存儲技術(shù)的先鋒，而隨著Server SAN等Scale Out技術(shù)的誕生和井噴，“空間級虛擬化”技術(shù)的吸引力卻依然高漲，就連傳統(tǒng)SAN存儲巨頭EMC也在近幾年發(fā)布了vPlex產(chǎn)品。

那么到底是什么吸引著用戶一直對存儲虛擬化技術(shù)情有獨鐘呢?

筆者感覺主要是以下幾個痛點一直讓用戶持續(xù)關(guān)注存儲虛擬化：統(tǒng)一整合，不被廠商鎖定、軟件定義，附加數(shù)據(jù)管理功能、數(shù)據(jù)遷移、異構(gòu)容災(zāi)、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用配合及利舊。在企業(yè)IT存儲系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)常出現(xiàn)五類問題：

·統(tǒng)一整合

企業(yè)IT系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)常存在多個不同廠商或者同一個廠商不同型號、檔次的存儲系統(tǒng)，屬于異構(gòu)存儲環(huán)境，在這個異構(gòu)存儲環(huán)境中，分配資源是個比較大的問題。首先，如果分配一個新的邏輯卷，需要登錄對應(yīng)的存儲設(shè)備進行配置，如果讓應(yīng)用主機連接到多個廠商的不同存儲設(shè)備，主機上需要安裝多個不同廠商的多路徑軟件，它們之間很有可能沖突，回導(dǎo)致在主機端重新掃盤時很有可能掃不到，必須重啟主機，這就需要中斷業(yè)務(wù)。其次，針對多種不同廠商和型號的設(shè)備，配制方法也都不同，平時運維成本非常高。如果可以使用一個集中的虛擬化設(shè)備，將這些存儲系統(tǒng)的空間池化，然后在一個統(tǒng)一的存儲池之上，做統(tǒng)一的管理和分配，相當(dāng)于先從原來的存儲設(shè)備批發(fā)存儲空間，然后再向應(yīng)用主機零售存儲空間，極大了節(jié)省了運維成本。

用戶都不愿意被廠商鎖定，系統(tǒng)內(nèi)至少要有兩家以上的不同廠商的產(chǎn)品，這就形成了異構(gòu)系統(tǒng)，給管理和資源調(diào)配帶來了額外的工作量和復(fù)雜的工作流。統(tǒng)一整合，其實核心在于用戶需要解決為了解除硬件鎖定而引入異構(gòu)存儲之后帶來的問題，需要一種能夠凌駕于不同廠商陣列之上的基于軟件實現(xiàn)的數(shù)據(jù)橋梁，堅固、強韌、便于管理。這其實也是軟件定義存儲思想里的一個維度。

統(tǒng)一整合管理

·控制成本性能優(yōu)化

隨著閃存介質(zhì)使用比例的爆發(fā)性增長，一些閃存加速技術(shù)能夠合理使用閃存陣列等高成本高性能存儲介質(zhì)，僅使用小部分的高性能存儲介質(zhì)，即可有效提升原有存儲環(huán)境中的讀寫性能，而無需數(shù)據(jù)遷移，或高昂的成本投入，這也使得存儲虛擬化技術(shù)在高性能閃存陣列與傳統(tǒng)陣列之間為用戶提供了一條可行的，較低成本投入的性能優(yōu)化之路。

我們來舉一個真實的項目案例：某客戶，生產(chǎn)中心4臺IBM小機，十余臺x86服務(wù)器。有多個廠商的SAN存儲數(shù)臺，存儲虛擬化網(wǎng)關(guān)一臺。災(zāi)備中心，4臺小機，若干臺x86服務(wù)器+VMware虛擬化，采用虛擬機方式對生產(chǎn)中心的物理機進行容災(zāi)。容災(zāi)管理采用虛擬化網(wǎng)關(guān)廠商提供的容災(zāi)管理工具，支持P2V容災(zāi)管理。小機系統(tǒng)使用HACMP進行容災(zāi)切換管理，災(zāi)備中心的小機跑另一部分業(yè)務(wù)，分擔(dān)生產(chǎn)中心的壓力，算是雙活數(shù)據(jù)中心，但是不能并發(fā)訪問。目前遇到的問題：隨著業(yè)務(wù)壓力的增加，兩邊的存儲系統(tǒng)性能無法支撐，由于業(yè)務(wù)多為OLTP類型，要求低時延，但是如果分別將現(xiàn)有的存儲系統(tǒng)分別升級，比如更換控制器或者升級緩存、CPU，或者增加SSD+分層license的話，總體價格也不低，最重要的是需要同時維護多套SSD加速，運維成本也不低。

為此，考慮了另一種方式，在虛擬化網(wǎng)關(guān)處掛接一臺全閃存陣列，利用虛擬化網(wǎng)關(guān)上提供的加速功能，實現(xiàn)對后接存儲的總體加速，在節(jié)省了運維成本的同時，整體造價也在可接受范圍內(nèi)，性能經(jīng)過實測，不僅是緩解而且是徹底釋放了業(yè)務(wù)的性能。

·數(shù)據(jù)管理功能

在企業(yè)IT系統(tǒng)內(nèi)會存在很多低端存儲設(shè)備，這些存儲設(shè)備多數(shù)只提供存儲空間，但并不提供額外的數(shù)據(jù)管理功能，比如快照、CDP、容災(zāi)復(fù)制等等。又或者，不同高端存儲的數(shù)據(jù)管理功能無法互通，且都較為昂貴，用戶往往為此重復(fù)投資。

存儲虛擬化設(shè)備在統(tǒng)一整合的基礎(chǔ)上，還可以讓這些最原始的數(shù)據(jù)卷附加上快照/CDP以及遠程數(shù)據(jù)復(fù)制、卷鏡像、讀寫性能優(yōu)化等高級功能，又例如VMware 的VAAI和SRM接口并不是所有存儲廠商都能夠支持，而存儲虛擬化系統(tǒng)則可以幫助用戶在不更換存儲的前提下，實現(xiàn)與上述接口的對接。

因此，最關(guān)鍵的就是支持異構(gòu)存儲環(huán)境，幾乎所有廠商的存儲卷，經(jīng)過虛擬化處理之后，都能對外表現(xiàn)出統(tǒng)一的高級數(shù)據(jù)管理功能。圖3所示的拓撲中，存儲虛擬化設(shè)備可以在保證源卷屬性不變的同時，為其附加幾乎所有數(shù)據(jù)管理功能。

附加數(shù)據(jù)管理功能

現(xiàn)在的企業(yè)用戶對存儲架構(gòu)的期望不再僅限于空間、性能，而逐漸向可移動性，統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)安全、節(jié)約成本等維度發(fā)展。對于未來的存儲子系統(tǒng)而言，硬件越來越不重要，用戶正在逐漸接受這一現(xiàn)實，傳統(tǒng)硬件廠商功能重復(fù)，性能各異的各種存儲功能將被軟件定義存儲技術(shù)所替代，這是大勢所趨。

某客戶是一家大型綜合知識型IT公司，主要業(yè)務(wù)是呼叫中心業(yè)務(wù)外包，存儲子系統(tǒng)內(nèi)存在多個廠商的不同設(shè)備，由于用戶業(yè)務(wù)復(fù)雜，經(jīng)常需要開發(fā)和測試新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)對于存儲系統(tǒng)在空間的分配、使用、回收上有比較復(fù)雜的工作流，比如在一天之內(nèi)可能需要新建和刪除十余個邏輯卷。而用戶對于存儲系統(tǒng)的使用本來就不專業(yè)，再加上異構(gòu)存儲系統(tǒng)，這為其使用帶來了很大的不便利性。

其一表現(xiàn)為異構(gòu)系統(tǒng)之間的存儲空間無法整合，導(dǎo)致A系統(tǒng)空間富余而B系統(tǒng)卻捉襟見肘的尷尬情況;其二表現(xiàn)為數(shù)據(jù)管理方面的支撐無力，比如某業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要較大的臨時數(shù)據(jù)空間，否則便無法成功運行，而實際上它運行的時候卻根本產(chǎn)生不了那么多的數(shù)據(jù)，這就需要Thin技術(shù)來支撐;再有，一些測試系統(tǒng)希望在當(dāng)前現(xiàn)有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)之上進行試運行，而萬全復(fù)制一份生產(chǎn)數(shù)據(jù)則不僅占空間成本加倍，而且在數(shù)據(jù)復(fù)制速度上也不可行，而且系統(tǒng)測試完畢之后這些數(shù)據(jù)副本就變得不再需要了，這就需要快照技術(shù)來解決，而異構(gòu)系統(tǒng)之間的快照又無法聯(lián)動，此時必須借助存儲虛擬化技術(shù)。

利用存儲虛擬化技術(shù)，極大的解放了用戶的生產(chǎn)力，提升了綜合數(shù)據(jù)服務(wù)能力，使得用戶能夠?qū)Ｗ⒂谄渥陨淼臉I(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，這對于企業(yè)核心存儲層有著至關(guān)重要的作用。

·數(shù)據(jù)遷移

數(shù)據(jù)遷移是企業(yè)存儲系統(tǒng)中最具挑戰(zhàn)的一種數(shù)據(jù)管理操作。由于種種原因，有時候不得不進行數(shù)據(jù)遷移，尤其是異構(gòu)存儲系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)遷移。如何保證最小的系統(tǒng)停機時間是關(guān)鍵點。存儲虛擬化設(shè)備由于在整合其他廠商存儲設(shè)備方面久經(jīng)考驗，讓其成為了數(shù)據(jù)遷移場景下最受歡迎和最具可靠性的手段。

異構(gòu)存儲系統(tǒng)之間不能直接相互復(fù)制，必須依靠上層手段，虛擬化設(shè)備則可以完美擔(dān)任數(shù)據(jù)遷移的角色。虛擬化產(chǎn)品廠商一般都會提供數(shù)據(jù)遷移服務(wù)，有一套經(jīng)過充分驗證的數(shù)據(jù)遷移步驟，只需要很少的停機時間便可以將數(shù)據(jù)在異構(gòu)系統(tǒng)之間遷移完畢。

利用虛擬化設(shè)備進行數(shù)據(jù)遷移

·異構(gòu)容災(zāi)

與數(shù)據(jù)遷移場景類似，由于異構(gòu)存儲系統(tǒng)之間無法實現(xiàn)直接的數(shù)據(jù)復(fù)制，但是異構(gòu)存儲系統(tǒng)在經(jīng)過虛擬化處理之后變成了同構(gòu)存儲系統(tǒng)，兩臺相同的虛擬化設(shè)備之間可以完成遠程數(shù)據(jù)復(fù)制。有些虛擬化設(shè)備的遠程復(fù)制技術(shù)并不比原有設(shè)備的技術(shù)差，甚至更優(yōu)。比如飛康在其遠程復(fù)制技術(shù)中支持MicroScan技術(shù)，能夠保證數(shù)據(jù)在被復(fù)制到對端之前經(jīng)過充分的重刪處理，重刪識別粒度能細膩到一個扇區(qū)，這會在保證復(fù)制效率的同時，極大的節(jié)省帶寬資源。

成本控制是未來企業(yè)存儲底層架構(gòu)發(fā)展的基本原則之一，企業(yè)在災(zāi)備中心可以放置比生產(chǎn)中心第一個檔次的設(shè)備，而不管是相同廠商的不同型號設(shè)備之間，還是不同廠商的設(shè)備之間，都無法相互遠程復(fù)制數(shù)據(jù)，如果沒有存儲虛擬化技術(shù)，用戶就不得不付出額外的設(shè)備費用，而這些額外的付出卻很少得到回報，因為災(zāi)難發(fā)生且需要切換的幾率還是很低的。其次，為了不被廠商鎖定，牽制住各家提供商，用戶可能最終選擇不同廠商的設(shè)備形成容災(zāi)系統(tǒng)，為了解決數(shù)據(jù)復(fù)制問題，此時就需要借 助存儲虛擬化設(shè)備。

本地鏡像容災(zāi)體系

此外，對于一個容災(zāi)系統(tǒng)來講，統(tǒng)一管理才是最關(guān)鍵的要素。僅僅提供數(shù)據(jù)的遠程復(fù)制是遠遠不夠的，還必須依靠一套容災(zāi)管理工具，來避免災(zāi)難發(fā)生之后人為操作的失誤。比如飛康的RecoverTrac容災(zāi)管理工具，可以實現(xiàn)多種拓撲架構(gòu)之下的物理機和虛擬機混合結(jié)構(gòu)的異構(gòu)容災(zāi)統(tǒng)一管理，實現(xiàn)容災(zāi)管理的任務(wù)化、流程化、自動化。

統(tǒng)一容災(zāi)管理

·數(shù)據(jù)安全

企業(yè)對數(shù)據(jù)安全也越來越重視，數(shù)據(jù)安全包含三個方面：閃速備份、常規(guī)備份、容災(zāi)和加密。目前企業(yè)IT系統(tǒng)內(nèi)整體是一個大的異構(gòu)系統(tǒng)，除了給平時的資源分配和運維方面帶來了很多困難和問題之外，也給數(shù)據(jù)的保護、備份以及加密帶來了不少的問題。用戶不得不在多個孤島系統(tǒng)內(nèi)分別執(zhí)行各自的數(shù)據(jù)快照、容災(zāi)以及加密任務(wù)，針對這些需求所開發(fā)的系統(tǒng)，也需要與這些不同的孤島分別實現(xiàn)各自的接口，異常復(fù)雜。

而存儲虛擬化設(shè)備可以將異構(gòu)的系統(tǒng)不僅在管理上屏蔽掉差異性，而且還可以屏蔽實際的數(shù)據(jù)路徑差異，用戶可以在一個節(jié)點上，利用一套接口，管理整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)快照、備份、容災(zāi)和加密，大大簡化了管理成本，提升了效率，甚至部分存儲虛擬化系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)相對于快照技術(shù)更高效，保護粒度更高的持續(xù)數(shù)據(jù)保護能力，這在存儲陣列產(chǎn)品中是完全沒有的數(shù)據(jù)安全保護能力。

·應(yīng)用結(jié)合

任何存儲系統(tǒng)技術(shù)、方案，都脫離不開應(yīng)用系統(tǒng)單獨存在。只有更好的適配應(yīng)用，與應(yīng)用緊密耦合，產(chǎn)品才具有更強的生命力和粘性。然而，令人沮喪的是，不管是傳統(tǒng)存儲中的SAN、NAS產(chǎn)品，還是多數(shù)存儲虛擬化產(chǎn)品，在與應(yīng)用結(jié)合方面幾乎都沒有什么拿得出手的方案，前者尤為明顯。傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)，別看其高大上的外形，復(fù)雜的設(shè)計，其在主機OS內(nèi)呈現(xiàn)的無非就是一個邏輯卷，別無他物，更別談與應(yīng)用相結(jié)合了。這方面正是傳統(tǒng)存儲廠商應(yīng)該好好自我反省的一點。

與之相比，存儲虛擬化產(chǎn)品就好得多。后者與應(yīng)用結(jié)合緊密主要表現(xiàn)在：快照代理保護主流應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性、與虛擬機平臺緊密集成，比如VMware SRM容災(zāi)模塊集成、提供P2V/P2P/V2P等異機遷移解決方案、提供應(yīng)用級容災(zāi)管理工具等。比如飛康平臺下的RecoverTrac就是一個自動化異構(gòu)容災(zāi)管理工具，很好的將IPstor平臺上的遠程復(fù)制功能利用和管理了起來，其可以在一個界面中管理物理機、虛擬機全局的多數(shù)據(jù)中心容災(zāi)切換，并且支持開機順序精細化調(diào)節(jié)，以滿足復(fù)雜應(yīng)用容災(zāi)場景。

·利舊

企業(yè)IT系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)常存在一些老舊設(shè)備，這些設(shè)備性能較差，可靠性降低，已經(jīng)不適合生產(chǎn)系統(tǒng)使用，但是直接淘汰掉比較可惜，如果能夠?qū)⒍嗯_老設(shè)備上的空間整合起來形成一個存儲池，則不但可以重新利用起這些空間，而且通過做條帶化處理，還可以獲得不錯的性能。虛擬化產(chǎn)品可以從這個池中再次分配出多個虛擬卷給不同的主機使用.

·軟件定義存儲與存儲虛擬化

軟件定義存儲的概念最近被熱炒，筆者以為這個概念和云計算云存儲一樣，比較模糊，沒有一個清晰定義。筆者理解，軟件定義存儲的特質(zhì)，應(yīng)該是可虛擬一切存儲。也就是可以將不同類型的存儲空間虛擬化，然后再分配，使用軟件的方式表現(xiàn)出優(yōu)良的兼容性，而不必將整個系統(tǒng)做成一個封閉的系統(tǒng)。這正是“軟件定義存儲”的本質(zhì)思想。

綜上所述，存儲虛擬化技術(shù)能夠極大的降低管理成本，提升存儲系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量的效率。

存儲虛擬化產(chǎn)品分析

在這類存儲虛擬化產(chǎn)品中，國外產(chǎn)品當(dāng)屬飛康NSS(IPStor)，賽門鐵克Storage Foundation，IBM SVC，EMC vPlex，而飛康則是虛擬化方面的創(chuàng)始者，自2000年就已經(jīng)開始相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，現(xiàn)在依然是企業(yè)級存儲虛擬化產(chǎn)品中的佼佼者。IBM SVC則是2010年左右才推出了具備高級數(shù)據(jù)管理功能的版本，EMC 也是在2010年正式推出了VPLEX產(chǎn)品，但至今仍缺少豐富的數(shù)據(jù)管理能力和有限的存儲兼容性。國內(nèi)則是以信核數(shù)據(jù)為代表的多家廠商有虛擬化產(chǎn)品。

有意思的是似乎多數(shù)虛擬化產(chǎn)品多少都有點飛康的影子在里面，作為第三方，獨立與存儲廠商的虛擬化產(chǎn)品，NSS也是為數(shù)不多廣泛支持國內(nèi)品牌存儲的產(chǎn)品。

經(jīng)過上面的闡述，大家應(yīng)該能夠感受到，真正意義上的存儲虛擬化其實應(yīng)該是獨立，第三方的軟件實現(xiàn)方式，任何傳統(tǒng)存儲廠商其實都不會真正意義上在存儲虛擬化上實現(xiàn)革命和解放，除非有一天他們不再以銷售磁盤為核心利潤實現(xiàn)。這也是目前諸多Server SAN小廠崛起的原因，存儲虛擬化廠商一直堅持打破硬件鎖定，軟件服務(wù)的原則至今。

傳統(tǒng)存儲技術(shù)，存儲虛擬化技術(shù)，Server SAN技術(shù)，短期內(nèi)似乎有些魏蜀吳，三分天下的意思，誰也無法真正意義上替代誰，一切還是以應(yīng)用，行業(yè)，場景，需求為最終導(dǎo)向。

如果一款存儲虛擬化產(chǎn)品只有存儲虛擬化基本功能的話，會略顯單薄。存儲虛擬化廠商一般都是將幾乎所有數(shù)據(jù)管理功能集成到了虛擬化網(wǎng)關(guān)里。

拿飛康的NSS產(chǎn)品舉例，NSS的各種功能，基本上與中高端檔次的SAN存儲系統(tǒng)控制器所支持的功能別無二致了，而且虛擬化網(wǎng)關(guān)設(shè)備也支持多控制器冗余負載均衡與橫向擴展能力。也就是說，不管用虛擬化網(wǎng)關(guān)直接連接JBOD，亦或是連接其他任意廠商存儲系統(tǒng)映射出來的邏輯卷，虛擬化網(wǎng)關(guān)設(shè)備加上后端所掛接的設(shè)備，對外表現(xiàn)出的其實就是一款雙控或多控冗余的SAN存儲系統(tǒng)，而其本身并不是一個封閉系統(tǒng)，而是在最優(yōu)兼容性的軟件層之上來實現(xiàn)所有傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)所具有的功能

綜合對比飛康NSS，IBM SVC、EMC vPlex，飛康NSS產(chǎn)品，幾乎囊括所有的主流存儲的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，包括快照、CDP、自動精簡配置、Flash緩存加速分層、遠程容災(zāi)復(fù)制、廣域網(wǎng)流量優(yōu)化等，結(jié)合主機端提供的軟件比如RecoverTrac、HyperTrac、快照代理、VMware SRM接口等，可以形成數(shù)據(jù)存儲和管理的全系列解決方案。

飛康產(chǎn)品的定位在根本上與其他幾家不太相同，其定位于一個綜合數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(IPStor平臺)和相關(guān)解決方案，不僅僅是銷售設(shè)備，更重要的是利用虛擬化設(shè)備來形成各種方案來應(yīng)對各種應(yīng)用場景，解決上述的一系列問題和痛點，比如數(shù)據(jù)遷移服務(wù)，用戶需要的不僅僅是一臺設(shè)備，更是整個遷移方案和實施。飛康更像是一個獨立的第三方軟硬件方案提供商。

IBM SVC在虛擬化的基礎(chǔ)上，提供快照和自動精簡配置以及遠程復(fù)制，屬于中規(guī)中矩類型的產(chǎn)品。而EMC vPlex則主打雙活數(shù)據(jù)中心，在本地存儲方面沒有太多可圈可點的差異化技術(shù)。其實IBM 現(xiàn)在很少單獨銷售SVC，而且將其打包成v7000/6000存儲系列銷售，似乎還是走不出傳統(tǒng)存儲的影子，而EMC VPLEX的低價策略，使其幾乎成為了打標(biāo)利器，除了鏡像以外，其他相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)能力都要靠它旗下的其它產(chǎn)品搭配實現(xiàn)，而存儲廠商之間的斗爭，也使得vPlex走上幫助EMC逐步趕走用戶端其他品牌存儲產(chǎn)品的道路，基辛格對vPlex傾注的一腔熱血，最終淪為這番下場，實在讓人感慨。

存儲虛擬化技術(shù)在這個新的IT時代之下，仍將持續(xù)發(fā)揮巨大作用。

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