本篇是關(guān)于基于數(shù)據(jù)塊的存儲虛擬化技術(shù)系列四部分的第二部分。在第一部分的“為何部署數(shù)據(jù)塊級別的存儲虛擬化”中。我們解析了為什么IT部門希望部署存儲虛擬化。在本篇中,我們將進一步闡述如何部署服務(wù)器級別的存儲虛擬化。
服務(wù)器級別的存儲虛擬化(或稱主機級別的存儲虛擬化)技術(shù)是指部署在操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序或文件系統(tǒng)之間的軟件層實現(xiàn)邏輯存儲卷的管理。主機級別的方案中通常只是虛擬化直連主機的存儲,當(dāng)然也有一些可以部署在一個SAN環(huán)境中的多臺存儲子系統(tǒng)上。
早先的存儲虛擬化產(chǎn)品常用于簡化內(nèi)部磁盤驅(qū)動器和服務(wù)器外部直連存儲的空間分配,以及支持應(yīng)用集群。Veritas Volume Manager和Foundation Suite就是首批這類解決方案,這類方案使得存儲擴展,以及為應(yīng)用程序和文件服務(wù)器提供空間更為簡單快速。
隨著存儲需求的增長遠遠超過直連存儲所能提供的范圍,存儲虛擬化逐漸成為存儲陣列中的一種容量提供方式。而容量持續(xù)增長以及諸如iSCSI等小型IT組織負擔(dān)得起的共享存儲技術(shù)的出現(xiàn)又使得存儲虛擬化技術(shù)也融合進基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和運行在通用硬件的軟件里。
不過現(xiàn)今的服務(wù)器和桌面虛擬化技術(shù)興起給存儲虛擬化技術(shù)帶來了新的生機,而基于主機的存儲虛擬化技術(shù)正在逐漸回歸。服務(wù)器虛擬化平臺必需要基于共享存儲體系架構(gòu)來實現(xiàn)一些關(guān)鍵特性,比如VMware的vMotion和Distributed Resource Schedule (DRS)。通過傳統(tǒng)的SAN架構(gòu)自然可以實現(xiàn)這種共享存儲體系架構(gòu),不過越來越多的IT組織開始尋求更簡單的方式來實現(xiàn)共享存儲;谥鳈C的虛擬化技術(shù)就是方式之一。
諸如VMware之類的服務(wù)器虛擬化供應(yīng)商認(rèn)為存儲是妨礙虛擬化技術(shù)大規(guī)模普及的瓶頸之一。這些Hypervisor供應(yīng)商已經(jīng)實現(xiàn)了處理器和內(nèi)存資源的抽象,實現(xiàn)更好的控制并提高資源利用率,他們自然而然也會希望這樣控制存儲。不過將存儲控制功能整合到主機服務(wù)器端,稱之為“存儲Hypervisor”時會帶來一些潛在的問題。處理一些在虛擬服務(wù)器和虛擬桌面環(huán)境中至關(guān)重要的存儲服務(wù),諸如快照、克隆和自動精簡配置時,會嚴(yán)重影響主機服務(wù)器的性能。
Virsto的解決方案
Virsto開發(fā)出了一款軟件解決方案,安裝在每臺主機服務(wù)器上(無論是一臺虛擬機或Hypervisor上的過濾驅(qū)動器)并在主存儲上創(chuàng)建一個虛擬化層,稱為Virsto存儲池。其同時創(chuàng)建一個高性能磁盤或者固態(tài)存儲區(qū)域,成為“vLog”。讀操作會直接指向主存儲,不過寫操作會通過vLog進行,這會給請求的虛擬機或應(yīng)用程序發(fā)回一個確認(rèn)。然后vLog將這些寫操作異步地分布寫入主存儲,從而減少對寫性能的影響。該存儲池可以容納多至4層的存儲方式,包括固態(tài)存儲和各類型的磁盤驅(qū)動器。
和緩存的工作方式類似,vLog通過在存儲前端降低耦合度改善了存儲性能,降低了后端存儲的延遲。其同時將前端主機的隨機寫操作變?yōu)轫樞蚍绞剑瑢崿F(xiàn)后端存儲的最佳性能;赩irsto主機的存儲虛擬化軟件實現(xiàn)了以上這些功能。
虛擬存儲設(shè)備
基于主機的存儲虛擬化的另一項應(yīng)用實例是虛擬存儲設(shè)備(VSA)
VSA是運行在虛擬機上的存儲控制器,其虛擬化統(tǒng)一集群中的主機所直接連接的存儲。VSA提供一個主機使用的簡易的存儲共享體系架構(gòu),并支持高可用性、虛擬機遷移,并改善存儲提供方式。對于很多企業(yè),這種方式可以替代原本需要建立并管理傳統(tǒng)SAN或NAS來支持虛擬服務(wù)器和桌面的體系架構(gòu)。
vSphere Storage Appliance。VMware的vSphere Storage Appliance以一個虛擬機的方式運行,從在2個或3個節(jié)點集群中,每個ESX/ESXi主機所直連的DAS存儲中,創(chuàng)建一個共享存儲池。VMware VSA提供每個節(jié)點的RAID保護,并在同一集群的各個節(jié)點之間提供鏡像保護。雖然從技術(shù)角度上看,VMware VSA是一個基于文件的體系架構(gòu),不過其亦為集群中每臺主機提供數(shù)據(jù)塊級別的存儲虛擬化,并用戶可以從這種部署方式中獲取和基于數(shù)據(jù)塊的共享存儲一樣的收益。
HP的LeftHand Virtual SAN Appliance。雖然和VMware VSA的功能類似,P4000 VSA軟件可以支持每臺主機直連DAS以外的方式。其還允許使用iSCSI或FC SAN等外部存儲來創(chuàng)建共享存儲池。這就意味著可以將如何可用的存儲,本地存儲或用于容災(zāi)的異地存儲,轉(zhuǎn)變?yōu)長eftHand存儲節(jié)點。P4000t提供快照和自動精簡配置,并且支持Hyper-V和VMware。
DataCore的SANsymphony-V。DataCore的解決方案是通過在一個虛擬機中部署其SANsymphony軟件來整合其它各個VMware,Hyper-V或XEN主機的直連存儲,形成共享存儲池。SANsymphony-V可以和HP的解決方案那樣虛擬化外部的網(wǎng)絡(luò)存儲,并且該軟件可以在遷移到傳統(tǒng)的共享存儲體系架構(gòu)時部署在外部服務(wù)器上。SANsymphony-V同時提供各類存儲服務(wù),譬如快照、自動精簡配置、自動化分層和遠程復(fù)制。
FalconStor的NSS Virtual Appliance。FalconStor的Network Storage Server Virtual Appliance(NSSVA)是該公司NASS硬件產(chǎn)品中唯一支持的VMware版本,用網(wǎng)絡(luò)上其它主機的直連存儲創(chuàng)建一個虛擬存儲池。和DataCore和LeftHand的解決方案類似,該存儲池可以擴展到網(wǎng)絡(luò)上任何可用的iSCSI存儲上。該NSS Virtual Appliance包括快照、自動精簡配置、讀/寫緩存、遠程復(fù)制和卷分層等存儲功能。
何時使用
基于主機的存儲虛擬化解決方案是目前大多使用在虛擬化服務(wù)器和虛擬化桌面環(huán)境中,用以實現(xiàn)環(huán)境的高可用性特性,以及改善存儲性能、利用率和管理效率。在小型的環(huán)境中,VSA可以同樣用于為物理服務(wù)器提供存儲資源。
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