1.序言
  
    存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品分為軟件和硬件兩大類，這種劃分體現(xiàn)在存儲(chǔ)硬件廠商和軟件廠商的區(qū)分上，存儲(chǔ)廠商一般根據(jù)各自所掌握的核心技術(shù)來(lái)提供自己的虛擬存儲(chǔ)產(chǎn)品。隨著國(guó)內(nèi)外廠商包括所有存儲(chǔ)巨頭和一些新的存儲(chǔ)創(chuàng)業(yè)公司不斷推出各式各樣存儲(chǔ)虛擬化的產(chǎn)品，存儲(chǔ)虛擬化市場(chǎng)已經(jīng)非常熱鬧,但也顯得比較混亂。
  
    我們可以看到不同廠家、社團(tuán)和媒體對(duì)存儲(chǔ)虛擬化的闡述：

• 存儲(chǔ)虛擬化源于虛擬內(nèi)存技術(shù)，是內(nèi)存管理技術(shù)向外存儲(chǔ)系統(tǒng)管理中的遷移；


• 虛擬存儲(chǔ)概念源于大型機(jī),是大型機(jī)領(lǐng)域的有效軟件工具向開(kāi)放系統(tǒng)滲透的結(jié)果；


• 存儲(chǔ)虛擬化是一種新的革命性的概念；


• 虛擬化是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)發(fā)展的必然，是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)環(huán)境下不同存儲(chǔ)系統(tǒng)優(yōu)化和管理的必要工具；


• 根據(jù)在I/O路徑中實(shí)現(xiàn)虛擬的位置，虛擬存儲(chǔ)分為三種方式：服務(wù)器端的虛擬存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端的虛擬存儲(chǔ)，存儲(chǔ)子系統(tǒng)端的虛擬存儲(chǔ)；


• 根據(jù)控制和數(shù)據(jù)路徑(拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))的不同，存儲(chǔ)虛擬化分為對(duì)稱(或叫帶內(nèi)in-band)與不對(duì)稱(或叫帶外out-of-band)兩種方式。

    這些解釋有助于我們理解虛擬化技術(shù)，并消除了存儲(chǔ)虛擬化神秘色彩：指出存儲(chǔ)虛擬化早就在我們身邊，存儲(chǔ)虛擬化原來(lái)是一種非常熟悉技術(shù)的變種。

    然而，存儲(chǔ)虛擬化是一種復(fù)雜的技術(shù)，它的內(nèi)在工作機(jī)制是非常復(fù)雜的，這些解釋不能使我們對(duì)存儲(chǔ)虛擬化進(jìn)行全面地理解。
  
    本文試圖從整體上揭開(kāi)存儲(chǔ)虛擬化混亂的面紗，回答“存儲(chǔ)虛擬化是什么”與“存儲(chǔ)虛擬化能做什么”這兩個(gè)最基本的問(wèn)題，并討論存儲(chǔ)虛擬化的現(xiàn)狀和未來(lái)。
  
    2.市場(chǎng)混亂的原因
  
    造成存儲(chǔ)虛擬化市場(chǎng)的混亂的主要原因是由于不同廠家隱藏物理存儲(chǔ)復(fù)雜性和提供新的存儲(chǔ)資產(chǎn)邏輯視圖策略的不同所導(dǎo)致的。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)為物理的存儲(chǔ)設(shè)備提供邏輯抽象，它屏蔽了存儲(chǔ)系統(tǒng)的物理特性，為存儲(chǔ)用戶提供邏輯的虛擬存儲(chǔ)視圖。存儲(chǔ)虛擬化在物理存儲(chǔ)和邏輯存儲(chǔ)之間提供了一個(gè)抽象層，抽象可以發(fā)生在服務(wù)器、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)系統(tǒng)中，可以采用帶內(nèi)或帶外方式實(shí)現(xiàn)。不管采用何種方法，每種情況下都沒(méi)有任何標(biāo)準(zhǔn)要求如何來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化。盡管SNIA對(duì)存儲(chǔ)虛擬化提出了基本的概念、術(shù)語(yǔ)和技術(shù)框架，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的共識(shí)，存儲(chǔ)虛擬化甚至成為廠家標(biāo)新立異的沃土。
  
    其它的存儲(chǔ)虛擬化市場(chǎng)混亂的原因是由于存儲(chǔ)廠家將存儲(chǔ)虛擬化的方法與虛擬設(shè)備提供的服務(wù)混淆在一起。例如，有些廠商利用存儲(chǔ)虛擬化作為一種銷售策略，如虛擬磁帶庫(kù)，用一臺(tái)PC加上虛擬化軟件，將磁盤(pán)陣列變成虛擬磁盤(pán)庫(kù)銷售，這樣一臺(tái)磁盤(pán)陣列“增值”了，然而，目前主流的備份軟件中都包括了專門(mén)的虛擬磁帶(硬盤(pán)備份)軟件，用戶可以通過(guò)軟件在磁盤(pán)/陣列上創(chuàng)建虛擬磁帶庫(kù)，這種虛擬磁道庫(kù)對(duì)支持虛擬磁帶的備份軟件來(lái)說(shuō)并沒(méi)有更多的好處，反而增加備份系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。又如，許多虛擬化廠家的文章著重描述了諸如快照(時(shí)點(diǎn)拷貝)、數(shù)據(jù)復(fù)制、存儲(chǔ)容量分配與利用、支持異構(gòu)磁盤(pán)陣列統(tǒng)一管理等輔助服務(wù)，這些存儲(chǔ)服務(wù)采用存儲(chǔ)虛擬化得到了加強(qiáng)，但并不非必須依賴存儲(chǔ)虛擬化，采用其它方法也可以實(shí)現(xiàn)。
  
    因此，必須將“存儲(chǔ)虛擬化是什么”與“存儲(chǔ)虛擬化能做什么”兩個(gè)問(wèn)題分開(kāi)討論才能全面理解存儲(chǔ)虛擬化。
  
    3.存儲(chǔ)虛擬化是什么？
  
    虛擬存儲(chǔ)技術(shù)將底層存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行抽象化統(tǒng)一管理，向服務(wù)器層屏蔽存儲(chǔ)設(shè)備硬件的特殊性，而只保留其統(tǒng)一的邏輯特性，從而實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)系統(tǒng)集中、統(tǒng)一而又方便的管理。對(duì)比一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的虛擬存儲(chǔ)部分就像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)，對(duì)下層管理著各種特殊而具體的設(shè)備，而對(duì)上層則提供相對(duì)統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境和資源使用方式。
  
    SNIA(存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì))對(duì)存儲(chǔ)虛擬化是這樣定義的：通過(guò)將一個(gè)(或多個(gè))目標(biāo)(Target)服務(wù)或功能與其它附加的功能集成，統(tǒng)一提供有用的全面功能服務(wù)。典型的虛擬化包括如下一些情況：屏蔽系統(tǒng)的復(fù)雜性，增加或集成新的功能，仿真、整合或分解現(xiàn)有的服務(wù)功能等。虛擬化是作用在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)體上的，而這些實(shí)體則是用來(lái)提供存儲(chǔ)資源或服務(wù)的。
  
    事實(shí)上，存儲(chǔ)虛擬化分布于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)地方?；谥鳈C(jī)的虛擬化軟件提供獨(dú)立于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的互連能力和存儲(chǔ)資源，但必須一個(gè)服務(wù)器范圍內(nèi)進(jìn)行管理；基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化能夠利用廠家存儲(chǔ)的特定功能和特點(diǎn)，但缺乏異構(gòu)存儲(chǔ)環(huán)境的互操作能力；采用應(yīng)用形式或居留于交換機(jī)中的基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化提供虛擬功能的集中，但為了防止出現(xiàn)元件失效需要采用冗余來(lái)提供高可用性。
  
    在目前，存儲(chǔ)虛擬化這個(gè)術(shù)語(yǔ)不是應(yīng)用在單個(gè)的物理元件上，而是更多地應(yīng)用在系統(tǒng)上。例如，RAID是一個(gè)最小的存儲(chǔ)虛擬化形式，它將復(fù)雜的物理磁盤(pán)作為單一邏輯實(shí)體提供出來(lái)。RAID屏蔽了單個(gè)磁盤(pán)的復(fù)雜性，存儲(chǔ)系統(tǒng)背板的機(jī)械特性，同時(shí)提高了系統(tǒng)的性能和數(shù)據(jù)的恢復(fù)能力。但是，RAID不是什么新技術(shù)，不能引起客戶的注意和挑起用戶購(gòu)買(mǎi)的欲望，而存儲(chǔ)虛擬化卻可以做到這點(diǎn)。系統(tǒng)級(jí)的存儲(chǔ)虛擬化將抽象層擴(kuò)展到了多個(gè)磁盤(pán)陣列，不僅隱藏了多個(gè)物理硬盤(pán)的復(fù)雜性，而且隱藏了整個(gè)物理存儲(chǔ)子系統(tǒng)的復(fù)雜性。智能的虛擬化代理簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)管理，擴(kuò)大了邏輯抽象的潛在好處，并為加入更多的高級(jí)智能提供了基本條件。
  
    可以用謝長(zhǎng)生教授提出資源組合論來(lái)深入理解存儲(chǔ)虛擬化，謝教授指出：在數(shù)字域內(nèi)，任何信息設(shè)備和設(shè)施都是處理部件、存儲(chǔ)部件、傳輸部件三者在不同規(guī)模、不同比例上的組合，具體組合的方式為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)+虛擬組合軟件。
  
    我們可以從如下幾個(gè)方面來(lái)理解存儲(chǔ)資源組合：

• (1)目的：形成虛擬的大容量、高性能、低成本、高可靠的存儲(chǔ)器


• (2)空間分布和性能：越小越高、越近越高


• (3)控制權(quán)與安全性：集中控制安全性最高


• (4)不同的組合有不同的用途

    例如，存儲(chǔ)資源組合中最經(jīng)典的組合—Cache和VM(虛擬內(nèi)存)：

• (1) Cache是SRAM與DRAM的組合：主存采用DRAM速度不夠快，因此，使用更快(更貴)的SRAM做Cache，這樣DRAM+SRAM看起來(lái)像一個(gè)又大又快的存儲(chǔ)器，主存看起來(lái)更快。


• (2) VM是DRAM 與 DISK的組合：主存采用DRAM空間不夠大，因此，使用更大(更便宜)的DISK做虛擬內(nèi)存，這樣DRAM+DISK看起來(lái)像一個(gè)又大又便宜的存儲(chǔ)器，主存看起來(lái)更大。

    可見(jiàn)，存儲(chǔ)資源的組合就是存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)＋存儲(chǔ)虛擬化，不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)采用存儲(chǔ)虛擬化方法可以實(shí)現(xiàn)不同的存儲(chǔ)資源的組合，當(dāng)然，不同的存儲(chǔ)資源的組合必然有不同的功能。
  
    4.存儲(chǔ)虛擬化能做什么？
  
    今天，存儲(chǔ)設(shè)備已經(jīng)發(fā)展成具有負(fù)雜功能的存儲(chǔ)系統(tǒng)，但用戶不在僅僅關(guān)心容量和性能，更多的是關(guān)心功能和管理能力，這推動(dòng)了存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展，更多的智能被不斷地加入到存儲(chǔ)系統(tǒng)中。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)可以將許多高級(jí)智能加入到存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)地方，例如數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能、遠(yuǎn)程復(fù)制甚至數(shù)據(jù)遷移等功能。
  
    存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行集中化管理，用戶可以將存儲(chǔ)設(shè)備集中在一起形成一個(gè)存儲(chǔ)池，這樣，一個(gè)存儲(chǔ)池中的所有存儲(chǔ)卷都擁有相同的屬性，如性能、冗余特性、備份需求或成本；這樣，可使一些重復(fù)性的工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，例如，LUN管理；并且，基于策略的集中存儲(chǔ)管理，簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)容量分配，提高了容量的有效利用，并且容量擴(kuò)展非常容易。因此，存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)可以減少存儲(chǔ)系統(tǒng)的管理開(kāi)銷、實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、提供透明的高可靠性和可擴(kuò)展性、優(yōu)化使用存儲(chǔ)系統(tǒng)。
  
    同時(shí)，存儲(chǔ)資源的自動(dòng)化管理為用戶提供更高層次策略的選擇。在存儲(chǔ)池中可以定義多種存儲(chǔ)工具來(lái)代表不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域或存儲(chǔ)用戶的不同服務(wù)等級(jí)。另外，還允許客戶以單元的方式管理每一存儲(chǔ)池內(nèi)部的存儲(chǔ)資源，根據(jù)需要添加、刪除或改變，同時(shí)保持對(duì)應(yīng)用服務(wù)器的透明性。基于策略的存儲(chǔ)虛擬化能夠管理整個(gè)存儲(chǔ)基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，保持合理分配存儲(chǔ)資源，高優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用有更高的存儲(chǔ)優(yōu)先級(jí)，使用性能最好的存儲(chǔ)，低優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用使用便宜的存儲(chǔ)。
  
    例如，可以通過(guò)自動(dòng)化策略來(lái)確保數(shù)據(jù)目錄被存放在合適容量的存儲(chǔ)設(shè)備中，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息價(jià)值與存儲(chǔ)成本的匹配。因?yàn)榇鎯?chǔ)是虛擬的，而且目錄樹(shù)不再受到特定磁盤(pán)卷的限制，所以可以根據(jù)用戶定義的策略，將某一給定應(yīng)用或主機(jī)系統(tǒng)生成的文件存儲(chǔ)到任何可用的存儲(chǔ)備中。用戶可以自己設(shè)定相關(guān)文件管理?xiàng)l件，如自動(dòng)存放數(shù)據(jù)，自動(dòng)將文件從一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)移到另一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，或徹底刪除這些文件。 
  
    基于策略的智能為應(yīng)用感知(Application Aware)的存儲(chǔ)虛擬化的提供了先決條件。例如，存儲(chǔ)虛擬化通過(guò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)類型，能夠根據(jù)特定應(yīng)用存儲(chǔ)需求更準(zhǔn)確地對(duì)數(shù)據(jù)組織進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。如將視頻數(shù)據(jù)寫(xiě)到更高性能的磁盤(pán)上最外面的磁道上，讓在線事務(wù)處理受到最高等級(jí)的快照的保護(hù)。
  
    最后，由于存儲(chǔ)虛擬化在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中增加了許多的智能，應(yīng)用程序可通過(guò)存儲(chǔ)虛擬化API接口指出自己的存儲(chǔ)需求，并執(zhí)行相應(yīng)的存儲(chǔ)策略?？缭匠橄髮拥墓δ芸墒勾鎯?chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于策略的自動(dòng)化管理，對(duì)應(yīng)用感知的和面向應(yīng)用的虛擬化可將網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化為一個(gè)更加通用的和更易管理的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
  
    5.全面的虛擬化需要真正的耐心
   
    然而，目前尚無(wú)一種存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)具有如此豐富和綜合的功能，存儲(chǔ)虛擬化的最終美景仍然在虛擬現(xiàn)實(shí)之中。當(dāng)前各式各樣的存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品完成了這種理想方案中的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)面，但與虛擬技術(shù)本身豐富的功能和成熟的潛力相比仍處于幼年期。 
   
    獨(dú)立于廠家和設(shè)備的虛擬存儲(chǔ)技術(shù)可能仍需要許多的努力才能實(shí)現(xiàn)。目前的現(xiàn)狀是，存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品確實(shí)已經(jīng)得到了具體的應(yīng)用，如采用實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化實(shí)現(xiàn)時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)拷貝，但目前尚無(wú)一種方案滿足不同客戶的需求，在較短的時(shí)期內(nèi)，存儲(chǔ)虛擬化可能只是局限于個(gè)別功能的應(yīng)用，用戶仍很難選擇合適的方法來(lái)滿足特定的需求，用戶采用存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)時(shí)仍需真正仔細(xì)的考慮，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用測(cè)試。
  
    圍繞存儲(chǔ)虛擬化的混亂反映了一個(gè)新技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，市場(chǎng)將對(duì)各種虛擬化方法的根據(jù)功能強(qiáng)弱進(jìn)行篩選，因此，期待實(shí)現(xiàn)全面的存儲(chǔ)虛擬化的用戶需要真正耐心。
  
    另外，我們還應(yīng)知道：存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也很明顯：它需要專門(mén)的元數(shù)據(jù)管理和資源管理設(shè)備，這些設(shè)備需要通過(guò)冗余保證其可用性，這會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和增加系統(tǒng)的總擁有成本；并且，不同性能、不同結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備位于同一個(gè)存儲(chǔ)池，不能充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，性能較差的部件反而會(huì)制約整個(gè)系統(tǒng)的性能。

多易