存储虚拟化整合（精选9篇）
存储虚拟化整合 篇1
1 概述
随着时间的推移和业务的发展, 今天大家都面临信息爆炸的威胁:数据量快速增长, 数据有效期长, 历史数据积累率高, 数据相对分散, 共享水平低等一系列的问题暴露在我们面前。
以数据为核心, 加强对数据的高质量的管理是现阶段的首要工作。数据的高质量管理包括合理存储数据、快速查询数据、安全备份数据、灾难恢复数据等诸多内容。当一个IT系统中有三个以上的应用系统同时存在, 且相互之间存在某种联系时, 存储系统及数据整合便迫在眉睫。数据的整合、集中要从存储系统整合开始, 要充分保证数据的安全、完整、快速被应用系统调用, 又能保障高度的扩展性、数据的共享和相互利用, 采用新的存储虚拟化技术和产品改造传统架构是数据集中的首要工作。
2 存储虚拟化与数据整合对企业的重要意义
各大企业信息中心已经经过了多年的建设, 已经形成了涵盖多业务系统、多部门、多主机的跨业务综合平台, 由于项目建设周期长, 造成了目前多子系统独立运行的局面, 这就导致存储可能成为整个系统发展和容灾建设的瓶颈, 更直接的后果是数据的分散存储及不易于管理。目前各大企业信息中心已经提出数据整合和存储虚拟化平台 (开放式存储平台) 的建设目标, 包括:
对分布存储在各自系统的数据实现集中和统一的存储管理;
对数据库管理的集中;
对服务器系统的改造, 尤其是对原单点服务器向集群系统的改造。
综合这些现状及需求, 都需要以一个统一的数据存储平台为基础, 对于各大企业信息中心的系统规划来说, 首先考虑存储和数据整合, 企业信息中心目前的磁盘阵列设备和数据基本上都是各自孤立的, 基于这种现状, 实现统一存储虚拟化和数据整合是系统发展和系统容灾的前提。
在整合的基础上, 自然实现了多个数据库的物理集中, 而数据库本身的集中可以此为基础进行应用上的调整。同时, 可以集中存储为平台, 调整服务器系统, 建设为一个开放的存储平台, 可以适应任何的服务器环境包括集群环境的变化, 为企业建立标准化的信息, 更好的为企业业务发展服务。
3 存储虚拟化与数据整合的技术实现
3.1 存储虚拟化技术的功能定位
SNIA (存储网络工业协会) 关于虚拟化的定义是:通过将一个 (或多个) 目标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。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。
3.2 存储虚拟化与数据整合的规划
各大企业信息中心存储虚拟化与数据整合将是一个长期运营的系统, 为保证系统的长远发展, 需要我们在系统建设前做好长远的发展规划:
3.2.1 总体规划, 分步实施
企业信息中心业务系统将是一个不断发展的项目, 不可能一步到位, 首先是满足规划期数据整合和容灾基础建设的需求, 即应用系统中心统一存储平台, 同时在统一的虚拟存储平台中实现所有应用和备份数据的统一分级管理, 实现近线备份, 接下来的规划是:以整合的虚拟存储池为基础, 实现同城数据级实时远程容灾;
3.2.2 系统扩展的规划
本文所讨论的设备应能满足企业信息中心自身数据存储和容灾的需求以及5年以上的发展, 且设备具有很好的扩充性;
所设计的系统架构上也具有横向扩展能力, 在设备本身达到扩展极限的时候, 可以通过添加设备保证系统处理能力在线升级;
3.2.3 远程容灾的规划
当企业信息中心的IT系统建立起来后, 所有的业务将逐步依赖于IT系统的运营, 除了本地数据备份和归档、同城容灾以外, 将来应考虑建立跨区域的容灾中心, 保证企业信息中心的业务连续性。
3.3 存储虚拟化技术的选择
依据虚拟化引擎的位置不同, 存储虚拟化技术分为带内和带外两大类。如果引擎工作在数据的访问通道上, 那么就成为带内虚拟技术, 否则就是带外虚拟技术。
虚拟化引擎在系统设计中占有重要的地位。无论带外还是带内技术, 都需要虚拟化引擎对整个系统的存储资源进行驱动。一旦虚拟化引擎出现微小的问题, 那么将影响整个存储系统的工作, 导致所有主干应用业务的宕机, 对企业信存储系统的连续性产生重大的影响。因此推荐选择成熟度较高的产品和技术, 避免出现功能上的严重缺陷、兼容性的缺陷等问题。
3.4 存储虚拟化的优势
虚拟化可以帮助各企业完成三个重要的工作, 即调整、利用和优化, 从而有助于创建一个在经济方面和生态方面都极为出色的数据中心。利用存储虚拟化技术从而进行数据整合, 找到了一条从调整存储资源入手, 进而利用再到优化的途径。此成熟度模型允许IT合并他们所有的存储, 并根据需求应用它们, 以满足应用需求, 并能够通过一系列通用的软件和流程进行管理。当整个环境成熟时, IT可以从简单的数据合并和迁移, 经过容量适中的层和数据移动性, 再实施自动化的、基于策略 (甚至也可以是基于内容) 的数据分配, 最终移到其最佳层。
存储虚拟化是一个重要的指标, 也是与存储有关的CAPEX的一个重要组件。通过虚拟化, 可以显著提高平均存储利用率, 因为不会再以一种分散的方式采购、管理和配置存储, 并能实现峰值容量。各企业能够减少浪费的存储成本, 其容量等同于IT环境中搁置的存储容量。
3.5 数据整合的集中实现
在企业信息化建设过程中, 由于各类信息系统建设阶段所依赖的技术局限性, 积累了大量采用不同技术平台的异构数据源, 尤其是存储资源的混乱, 从而导致数据资源的分散。这些数据源所依赖的业务应用系统、数据库管理系统甚至操作系统平台之间均存在不同, 这些分散的、不同的计算机信息系统支持了业务的发展要求, 但是, 异构数据源的整合、集成也成为信息化建设过程经常遇到的一个现实问题, 也越来越成为制约信息化建设和实现数据共享, 以及使信息化建设投资重复的一个重要因素。充分利用先进的数据整合技术, 通过存储虚拟化来整合数据、共享信息, 推动信息化向更高层面发展成为必然。
4 总结
利用现今成熟的存储虚拟化技术整合存储资源, 从而达到对数据资源的重新规划和整理能够有效解决日益严重的"信息孤岛", 繁重的数据采集、整理和分析任务, 多数据源、异技术架构的数据存储等诸多问题, 将在企业信息化建设进程中日益发挥不可替代的重要作用。
摘要：中国IT行业的计算机应用历经十几年的发展, 各用户、各地区业已不同程度地进行了全面的业务电子化建设, 大部分数据已进入计算机内。本文论述了现代企业信息应用中存储虚拟化与数据整合的重要意义, 并进一步阐明了存储虚拟化的发展、优势、技术实现, 深入讨论了数据整合过程中存储虚拟化技术的应用。
关键词：虚拟化技术,存储虚拟化,数据整合,数据管理
参考文献
[1]刘朝斌, 谢长生, 张琨。存储网络虚拟化关键技术的研究与实现.计算机科学2004年 (31)
[2]谢川, 虞勤.虚拟存储及应用分析.数据库与信息管理.2007年
[3]周庆佐、贾瑞新、柯冬香等.多信息系统数据整合的研究与实现2004年第164-197期
[4]曹志英, 李冠宇, 谢益武, 董杰, 柴建忠;企业现有应用系统的概念层数据整合技术与方法;计算机工程与应用;2003年08期
存储虚拟化整合 篇2
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。
存储虚拟化整合 篇3
关键词：云存储,虚拟化,网络,安全
一、引言
云存储是以存储设备为核心, 通过应用软件对外提供数据存储和业务访问服务[1]。云存储安全的关键技术研究中, 又以虚拟化安全技术和存储网络的安全技术为研究核心之一。
二、云存储技术之虚拟化的安全
虚拟化技术在逻辑上分离了物理设备与操作系统和应用软件, 基于虚拟化的计算资源调配可使有限的硬件和软件资源按需重新规划分配, 灵活扩展硬件容量, 简化软件配置和资源的访问与管理, 提高硬件与软件的综合效率和应用能力[2]。
基于虚拟化的云存储应用环境中, VM Hopping可以访问被接入宿主机的存储和内存;VM Escape攻击可获得Hypervisor的访问权限, 从而对其他虚拟机进行攻击[3];通过管理平台进行跨站脚本攻击、SQL入侵;拒绝服务攻击会获取宿主机资源, 造成系统拒绝客户所有请求;Rootkit能够获得Hypervisor的管理员级访问控制权, 进而取得整个物理机器的控制权[4];在虚拟机迁移过程中, 随着虚拟磁盘的重建, 攻击者可改变源配置文件和虚拟机特性[3];虚拟机的镜像安全漏洞、生命周期的复杂性和故障会导致其承载的数据和服务不可用和控制难度。
因此, 可以将所有虚拟机全部安装防毒软件或杀毒软件;提高容错监视服务器的利用率, 避免服务器过载;在数据库和应用层之间设置防火墙, 防止虚拟机溢出;使用可信平台模块;为虚拟服务器分配独立硬盘分区, 并使用VLAN技术和网段划分, 对虚拟服务器逻辑隔离;使用VPN在虚拟服务器间通信;按计划备份, 进行虚拟化的灾难恢复;监测分析网络流量确保存储网络安全运行;通过可信第三方机构的安全认证和监管。
三、云存储的安全网络
云存储服务的应用中, 其网络防护不当会导致用户私密数据被非法访问;云存储网络应用在服务提供商的控制下, 用户无法通过网络监管自己的程序和数据的使用情况;网络传输协议和数据移动过程容易被窃听和分析;云存储服务平台中的软硬件故障和其他灾难会导致服务的异常终止和数据丢失;云存储集中存储的大量数据容易引起攻击者的注意;基于虚拟化技术的访问控制、认证和授权的实现更为困难;云存储中大量廉价计算资源和数据资源可能成为攻击者的工具。
由虚拟机监控器实现基于存储区域网络及应用层的域分割为寻址提供了逻辑隔离, 可以在虚拟的网络域执行全面的状态监视以及其他网络安全监测;如能承担足够资源开销, 可由服务提供商完成网络访问控制和安全防火墙服务;使用SSL、IPSec、数字签名等技术对传输中的数据进行有效加密;选择使用安全传输协议;加强安全日志审计和应用基于网络的入侵检测和防御系统;及时修补虚拟机实例配置和迁移中的管理漏洞和补丁;实现存储网络信任边界的通信控制;限制访问管理程序及其他虚拟化层面;阻止所有到虚拟服务器的端口;限制应用程序栈功能, 加固镜像, 限制主机所有攻击面;防止未授权访问;在镜像中除解密文件系统的密钥外, 不包含其他身份认证作证[5];保护访问主机私钥, 从数据所在的平台中隔离密钥;关闭不必要的服务。
四、结束语
随着云服务层次的提高, 基于云存储的虚拟化安全技术与网络存储安全技术为云存储的发展提供了有效的保障。研究可信的虚拟化云存储将是提高云存储服务的主要方向之一。
参考文献
[1]黄晓云.基于HDFS的云存储服务系统研究.大连海事大学.硕士论文.2010年6月
[2]黄振华.基于云计算的虚拟化存储技术研究.硅谷.2012年第20期.24, 71
[3]房晶等.云计算的虚拟化安全问题.电信科学.2012年第4期.135-140
[4]Hanqian Wu, Yi Ding, Winer Chuck, et al.Network security for virtual machine in cloud computing.Proceedings of 5th International Conferenceon Computer, Sciences and Convergence Information Technology (ICCIT) .Seoul, Korea.2010.18-21
存储虚拟化：位置和方法 篇4
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。
关于虚拟化降低存储成本的研究 篇5
关键词：虚拟化技术,存储成本,降低,研究
1. 虚拟化技术概述
虚拟化是数据中心在简化和共享阶段都能够使用的一种全新的技术。是在计算机方面通常只计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行的。虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的, 多任务是指在一个操作系统中过个程序同时并行运行, 而在虚拟化技术中则可以同时运行多个操作系统, 而且每一个操作形同中都有多个程序运行, 每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者虚拟主机上, 可以扩大硬件的存储容量, 从而简化软件重新配置的过程, 提高存储效率。通过采用虚拟化技术, 可以进一步实现服务器处理能力、存储系统以及网络资源的共享。同时虚拟化技术的优势还体现在可以降低存储投资的费用, 简化存储管理的复杂性以及降低存储管理和运行成本。
2. 存储虚拟化的推进
存储是虚拟化技术的核心部分。信息化的迅猛发展的今天, 在一定程度上加快了数据的增长速度, 高速增长的数据量正在极大的考验着企业处理数据的速度。所以也就引出了存储虚拟化这一概念, 通过存储系统的内部功能从应用程序通过隐藏或者隔离, 来实现独立于应用程序以及网络的一种存储数据管理模式。具体是指把多个存储介质集成到一个存储池中统一管理并且提供有用的全面功能服务, 提高了整体利用率, 简化了原本相对复杂的底层基础构架, 为服务器提供透明的大容量、高数据传输性能的存储系统, 从而降低了系统管理成本。
科学技术的进步和新需求的出现, 也推动着存储虚拟化的发展进程, 从上世纪九十年代末PC服务器平台实现了虚拟化, 这些机器通过一种叫虚拟机监控器的程序在物理硬件之上生成许多可以运行独立操作系统软件的虚拟机实例。发展到现在, 存储虚拟化技术的日渐成熟, 存储虚拟化所具备的提高资源利用率的优势也已经得到了业界各个方面的认可, 所以存储虚拟化技术的推广和普及也必将成为信息化技术未来发展的趋势。
3. 服务器实现多层次混合设计
服务器技术的快速发展以及信息化产业发展对于数据中心的规模要求越来越高, 而且服务器由于存在大量内部数据传输, 代理存储结构的集群流媒体服务器系统效率不高, 所以在遇到大规模数据整合时就需要服务器实现多层次混合设计。多层混合设计可以使服务器和存储设备的整合变得更加有效, 进而实现更加完美的基础构架整合。对于服务器实现多层混合设计的研究, 可以广泛应用多层混合结构信息系统开发的中间件, 提高多层混合结构信息系统服务器程序的集成化和可靠性。首先要通过对不同业务的需求进行分析, 优化相关的应用技术, 对于需要采用冗余技术和基础设施来支撑和关键业务应用的部分要进一步发掘。将一些需求类似的应用进行整合, 然后集中到相应的数据中心层级, 即配置相应冗余度以及可扩展性的同一区域。这种新型结构是通过多层次的容错机制实现服务器的高可用性, 保障了数据网络传输的质量, 同时多层次混合设计还加强了服务器的网络安全特性, 对各种网络环境有良好的适应能力。其次, 它对网络数据传输服务具有很好的适应性, 能够有效解决文件访问倾斜性导致的服务器负载不均问题, 提高服务器系统性能。再次, 它还具有惊人的高扩展能力。服务器虚拟化迅速普及, 虚拟化的理念深入人心, 使计算机信息化技术重新审视存储系统的虚拟化问题。因此, 服务器虚拟化将是存储虚拟化向前推进的重要力量。
4. 结束语
虚拟化技术将原本复杂冗繁的的数据处理工作简单化。但是就像虚拟化本身可以让多个不同的虚拟服务器分享一个物理主机一样, 这种方式将有效帮助虚拟化技术将存储需求减少到合理的水平。随着科学技术的日新月异, 人们对存储容量、磁盘性能的需求越来越大, 为了配置足够的存储空间, 就要求企业采用一些技术来充分利用他们已有的存储容量, 这些技术包括存储虚拟化、自动精简配置和重复数据删除。传统的磁盘存储管理都是单纯从提高缓存命中率的角度出发, 因此不适合数据网络传输服务;间隔缓存管理策略能够满足数据网络传输服务的持续性和实时性要求, 是现阶段服务器虚拟化存储管理方案的首选。目前, 虚拟化技术在大规模数据处理应用上的优势日益体现, 不仅降低了存储成本, 而且还增强了系统安全性和可靠性, 虚拟化的概念也逐渐深入到人们日常的工作与生活中, 在未来多个不同的虚拟服务器也将可以通过不同的方式来共享同样的物理数据, 进而降低存储成本。
参考文献
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[2]石山岭.存储虚拟化技术初探[J].新华社技术局, 2010
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浅谈存储虚拟化与服务器虚拟化 篇6
关键词：虚拟化,存储虚拟化 (Storage Virtualization) ,虚拟服务器,RAID
引言
虚拟化是一个广义的术语, 是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行, 是一个为了简化管理, 优化资源的解决方案。这种把有限的固定的资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路, 在IT领域就叫做虚拟化技术。
虚拟化技术的内涵远远不止于虚拟内存和虚拟服务器。目前, 我们已经有了网络虚拟化、微处理器虚拟化、文件虚拟化和存储虚拟化等技术。如果我们在一个更广泛的环境中或从更高级的抽象 (如任务负载虚拟化和信息虚拟化) 来思考虚拟化技术, 虚拟化技术就变成了一个非常强大的概念, 可以为最终用户、应用程序和企业提供很多优点。
1 存储虚拟化
存储虚拟化 (Storage Virtualization) 最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。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。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服务的。
存储虚拟化是一种贯穿于整个IT环境、用于简化本来可能会相对复杂的底层基础架构的技术。存储虚拟化的思想是将资源的逻辑映像与物理存储分开, 从而为系统和管理员提供一幅简化、无缝的资源虚拟视图。
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。
2 服务器虚拟化
将服务器物理资源抽象成逻辑资源, 让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器, 使其不再受限于物理上的界限, 而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的资源, 从而提高利用率, 简化系统管理, 实现服务器整合, 让IT对业务的变化更具适应力——这就是服务器的虚拟化。
3 两者的有效融合相得益彰
存储虚拟化利用虚拟化技术使存储的效率、可管理性明显提升。设备总体成本大幅下降。卓越的性能优势, 使存储虚拟化迅速成为业界关注的焦点。
但事实上存储虚拟化应用进展迟缓非常缓慢主要有以下几点原因。首先, 存储虚拟化产品在几年前价格普遍较为昂贵且专注于高端用户。其次, 存储系统的标准化进程缓慢, 直到今天, 各存储厂商虚拟化产品同的整合仍然困难重重。最后, 存储虚拟化领域存在孤军奋战的现象, 厂商间始终未能合力共谋发展。事实证明, 只针对存储本身.而忽略其他IT组件的虚拟存储方案很难获得用户的认同。
需要注意的是, 虽然服务器虚拟化已将部分存储虚拟化纳入自己的管理, 但这并不意味着服务器虚拟化可以与存储虚拟化完全割裂。
存储虚拟化有“存储设备层的虚拟化”和“服务器层存储虚拟化”的区分。前者是指在存储设备的物理一级进行的虚拟化。而后者则是在服务器层进行的对LUN级别的存储虚拟化, 即我们常说的逻辑卷管理 (LVM) , 但又超出一般LVM的功能, 因为它可以快捷地整合不同类型的存储。
服务器虚拟化为存储设备层的虚拟化搭建了绝佳的平台。另一方面, 存储设备本身如果没有虚拟化能力, 任何RAID级别或其他配置的调整等都会引起存储设备的停机, 并导致相关虚拟机停机的情况发生。这意味着, 服务器层的虚拟化和存储设备层的虚拟化需要更好地融合, 才能将虚拟化的价值完美地释放。
4 结束语
存储虚拟化整合 篇7
关键词：存储虚拟化,原理,实现
随着科学技术的迅猛发展, 使人们进入到信息化时代, 人们在日常生活中接触到的信息越来越多, 信息的获取手段也越来越先进, 数据信息的指数级不断增长, 各行各业建立了专门的数据中心, 面对海量的信息, 加强对信息的备份和处理成为当前迫切需要解决的问题。信息存储技术手段的不断完善, 使信息处理方法日渐完善。
1 存储虚拟化原理分析
1.1 分布式集群技术
分布式集群技术主要是指在集群环境中, 对存储管理内容进行备份, 充分运用分布式集群技术去解决负载均衡问题。在分布式集群中常会遇到互斥、死锁或饥饿现象, 由于操作系统无法掌握分布式集群当前的所有进程状态, 需要通过观察本地系统上的进程来了解当前的信息状态。分布式快照算法是分布式集群技术中的一项重要方法, 能够确保数据信息的可靠传输, 需要对进程的全过程进行控制, 通过发动标识的形式来启动算法, 按照进程P的步骤执行各项计算工作, 进程P的主要执行步骤为:第一步, 运用P来记录本地状态Sp。第二步, q到p的通道状态在p上将会显示为空。第三步, 运用p对所有的流出通道贴上广播标识。待这些步骤完成后, 才可在p上进行信息的发送和接收。分布式快照算法作为一项集中式算法, 在实际的应用过程中展现出了较强的灵活性特点, 适用于任何的分布式环境[1]。
1.2 存储空间映射技术
一般的虚拟化网络存储系统主要由磁盘阵列、直接存储和网络存储系统结构等几个方面的内容构成, 作为一个大型的网络存储系统, 能够确保抽象拓扑结构的统一性。系统主要是由虚拟存储服务器、上层客户端应用和虚拟存储节点子系统等方面的内容构成, 在应用过程中, 上层客户端通过向系统提出请求的形式, 与存储子系统建立密切的联系, 彼此展开交互式的工作, 展现出了系统数据的维护和查询能力, 为用户与存储设备之间的对话提供了有效的连接手段。在虚拟网络存储中, 由于系统内部存在着不同的设备节点, 需要对其进行虚拟有机整合, 将运用到的设备定义为虚拟存储设备, 为用户提供服务。为了确保存储虚拟化技术的良好应用, 需要将虚拟化技术运用到客户端和服务器端上来, 为客户系统提供远程数据和元数据访问功能, 将本地的文件资料与远程系统中的文件资料有机地统一起来, 为上层用户提供了良好的服务。
1.3 带外架构模型
带外架构模型是存储虚拟化模型中的重要组成部分, 需要在存储虚拟化的过程中, 强化数据的管理和存储功能。带外虚拟技术主要是指在数据读写前完成的虚拟工作, 虚拟部分的内容通常不会在存储设备的访问路径上实现, 只能通过存储网络的形式实现。在运用带外架构模型进行存储虚拟化的过程, 需要确保同一网络中的数据流能够直接与存储设备进行交互, 有利于提升存储的性能。虚拟化控制管理存储设备在实际的应用过程中, 需要将物理存储设备做成逻辑卷的形式, 将其平均分配给各个应用服务器, 代理要想取得虚拟卷的配置信息, 需要通过虚拟化控制器来实现。应用服务在运行过程中, 要求访问“磁盘”, 需要通过请求代理的形式来实现, 将信息发送到虚拟化控制器中。虚拟化控制器需要将信息转换成物理设备的形式, 将结果还给代理, 转换后的请求信息需要通过存储网络的形式发送给存储设备, 来完成读写操作[2]。
2 存储虚拟化实现研究
SAN系统中的快照主要是指需要通过对技术的使用, 将设备中的数据定格在某一个时间点, 需要充分利用虚拟设备来完成数据的访问。传统的快照系统在实际的应用过程中, 主要是以全量拷贝的形式来实现的, 随着数据量的增多, 对数据存储技术提出了较高的要求。要想提升数据存储效果, 需要运用COW技术来提升元数据的通讯功能, 通过底层的驱动, 向网络中发送元数据请求指令, 将操作作为一个网络数据包, 待恢复快照时, 不需要全部进行拷贝, 通过将临时空间中的物理信息返回给用户的形式, 让用户感觉恢复工作是瞬间完成的。分布式快照系统是虚拟化存储系统中的核心技术内容, 主要分为本地快照和全局快照两种形式, 虚拟化卷存储架构主要是通过全局型的分布式快照技术来实现的, 虚拟化管理需要建立在对磁盘重新编址的基础上实现的, 能够为用户提供连续的磁盘空间, 减轻了员工繁琐的工作任务, 对提升存储系统的维护管理效果具有重要作用[3]。但是分布式卷管理在实际的应用过程中存在较多的问题, 由于系统具有较大的开发量, 需要通过各个系统部门和专业人员之间的密切配合来实现, 有助于确保系统的稳定性, 促进系统的改进和优化, 提升系统的应用效果。
3 结论
随着数据量的增多, 加大了数据存储器的管理难度, 通过运用虚拟化存储技术, 能够促使数据访问更具透明化。因此, 需要将存储虚拟化作为存储器管理中一项重要的技术, 构建数据存储的标准架构, 提升数据存储使用的可靠性及扩展性。高效的数据管理是数据存储工作中的一项主要内容, 对提升数据存储管理效果, 满足虚拟化数据存储的管理需要具有重要作用。虚拟存储要求运用虚拟化的手段集中管理数据存储器, 确保各模块在一个存储池中的统一管理, 给使用者提供了高数据传输和大容量的数据存储系统。
参考文献
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存储虚拟化整合 篇8
在传统模式下, 用户若要使用数据文档, 首先要从本地传统数据存储介质中读取出数据。存储于本地的数据文档主要是通过用户设置的账号和密码来确保其安全, 同时这种数据文档存储方式受到本地存储空间的限制, 在现有数据文档量急剧增加的趋势下, 非常不利于大数据的存储。随着网络技术的发展, 尤其是云计算的日趋成熟, 本地数据文档可上传到云服务器中进行存储, 云计算环境下基于虚拟化[1]的存储技术由此产生。
1 云计算概述
云计算[2]是使计算分布在大量的分布式计算机上, 而非本地计算机或远程服务器中。云环境下数据中心的运行将与互联网更相似, 这使得用户能将资源切换到需要的应用上, 根据需求访问计算机和存储系统。大数据必然无法用单台的计算机进行处理, 必须采用分布式计算架构。其特色在于对海量数据的挖掘, 但必须依托云计算分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术。
2 虚拟化及存储虚拟化
虚拟化是指计算机元件在虚拟平台上运行, 提供的是对简化计算机资源的管理, 同时对已有资源作进一步优化。虚拟化的存储是通过将多个存储单元通过一定的技术进行集中管理, 而这种集中式的存储管理是通过存储池技术实现的, 该技术将提供区别于以往物理存储的大容量高速存储系统。
存储虚拟化则是将现实中的物理存储实体与处于云计算环境中的逻辑存储单元相互分离, 服务器将只分配逻辑卷进行数据文档的存储, 用户不再将其数据文档存储于具体的物理存储实体上。
随着网络技术的不断发展, 通过云计算环境中存储的虚拟化, 将计算机网络中的各个存储单元加以整合, 通过虚拟存储池进行集中化管理, 按照用户的实际需求建立相关虚拟卷, 将虚拟卷的可读写权限分配给云计算环境中的服务器使用, 既能实现统一管理又能实现存储的充分利用。
3 云计算环境下存储虚拟化的特点
云计算环境下存储虚拟化的特点如下:
(1) 集中化管理。云计算环境下的存储虚拟化通过集中化管理, 在提高存储效率的同时可极大降低使用成本。
(2) 通用性较好。云计算环境下存储虚拟化的通用性较好, 打破了存储供应商之间的界线, 对于用户来说其产品使用的选择面更为广泛。
(3) 对用户透明。云计算环境下的虚拟化存储对于用户是透明的, 用户数据文档的存储不在本地的物理存储介质上完成, 在使用过程中也不需要考虑存储容量等问题, 虚拟化的存储空间将提供近似于无限的存储空间以满足用户日益增长的数据文档存储要求, 但必须注意数据文档存储的安全性问题。
(4) 数据安全要求高。通过各种数据文档加密软件的使用, 对降低数据泄露风险能起到一定的作用, 但不可否认的是, 数据泄露远非简单的加密所能解决。云计算环境下虚拟化存储效率的提高和数据被泄露风险的增大是并存的, 用户对于非存储在本地的数据安全提出了更高的要求。
4 云计算环境下存储虚拟化的文档加密
传统的数据文档加密均采用透明加密方式[3], 对不同类型的所有数据进行强制加密, 这往往是在数据的流转过程中进行。而在其它过程中, 为了减少系统资源的消耗, 一般不使用加密, 因此其性能无法保障。
云计算环境下, 加密软件只是数据泄露防护的核心构件之一, 将所有的重任都寄托于数据加密软件, 远远达不到云环境下的安全要求。加密软件无法承担数据泄露所带来的危害, 加密软件对数据文档的加密作为第一层次防护, 只是安全管理的开始而不是结束。对于云环境下文档数据的加密, 其发展趋势主要为两个方面。
4.1 智能动态化的加解密
加密软件的加密方式可分为自动加密方式和手动加密方式。对于手动加密方式, 用户的主观性比较强, 文档内容是否需要加密是根据文档的所有者来进行判断, 在此过程中文档所有者即用户的主观性所占比重很大。而对于自动加密方式, 加密系统能自动识别出文档的具体内容并根据内容来判断该文档是否需要加密。
强制性的加密软件是根据文档的文件类型来进行加密, 它会将该类型的所有文档都进行加密而不去管该文档是否需要加密。这将导致在加密过程中消耗过多的系统资源以及在往外发送时接受者又需花费很多的系统资源来进行解密工作, 而其中有很多文档是不需要加密和解密的。
在云计算环境下, 采用手动加密方式对数据文档进行加密显然不合适, 因为云计算环境下无法保证文档在加密前不被泄露出去;强制加密方式将极大消耗云存储的性能, 该类方式也不适用云环境下的加解密。而通过自动判断文档的内容来进行加解密则是比较理想的方式, 加密软件将自动判断文档并对其中需要加密的文档进行加解密操作, 可显著提高云存储的效率。
4.2 将文档加密集成到数据泄露防护体系中
早期的加密软件是尽可能从文档的源头上加以控制, 对其进行加密从而防止数据泄密。在云计算环境下, 广泛使用基于文档特征匹配以及基于文档行为识别的内容来进行数据加密, 因而不能再使用以前的数据管理方式, 有必要采用分层架构的多重防护来对云环境下的数据文档进行加密, 而这整个过程将持续作用于文档的创建、使用、流转、存储和销毁的整个周期中, 同时加密必须结合数据的身份认证等多个功能。
随着云计算环境下虚拟存储技术[4]的广泛应用, 数据将从物理性的存储环境转换为虚拟化的存储环境[5], 进一步改变传统的数据文档存储方式, 数据文档将按照虚拟存储的逻辑方式更加透明地存储于云平台中, 完全实现数据文档资源的存储自动化。
在云计算的虚拟化存储中, 加密软件将使用B/S模式来进行架构, 加密过程不在物理位置上完成而是在云环境中完成, 而这将极大减少物理主机的系统资源消耗。虚拟化的存储将对现有的加密软件带来巨大的改变, 主机等终端将不再存储数据文档, 这些数据文档存储在云环境中的虚拟存储中, 本地物理主机等终端只是云环境中虚拟存储位置的一个指向。
云计算环境下的网络虚拟化将使得数据文档的存储方式发生巨大变化, 部署于各处服务器的虚拟化[6]将使数据文档的存储位置变得更加隐蔽, 但也正是这种隐蔽对数据文档的加密提出了更高的要求。
5 结语
随着网络技术的不断发展, 云计算环境下数据文档的存储趋向于虚拟化存储, 传统的数据加密软件将不再适用。而数据泄露防护技术将提供一整套完整的数据加密管理过程, 通过智能化的数据文档识别技术, 自动化地识别出需要加密的数据文档, 并在识别的基础上对需要加密的数据文档进行自动加密。该过程对于用户来说是透明的, 也不会消耗用户的物理系统资源。云计算环境下的数据泄露防护能够对存储在虚拟存储上的数据文档进行高效管理, 并有效防止数据文档的非法获取和非法泄露。
参考文献
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[3]李迈勇.网络安全:加密原理算法与协议[M].北京:清华大学出版社, 2007.
[4]郭玉东, 尹青.基于对象的网络存储[M].北京:电子工业出版社, 2007.
[5]云百科.服务器虚拟化[EB/OL].http://www.zdnet.com.cn/wiki-server_virtualization.
云计算中的存储虚拟化技术应用 篇9
企业在早期建立一套信息化业务系统时不仅需要采购软件系统,而且还需要采购支撑系统运行的服务器、存储等硬件设施,投入大量人力运维保证软硬件系统正常运行。随着企业的发展,会陆续开发建设各种信息化系统,这些信息化系统支撑着企业的生产经营、安全管理、决策分析,由于这些系统建设时间不一致,采用的技术和基础架构也不统一,这种传统的信息化架构已不能满足企业快速发展的业务需求,云计算技术应运而生。云计算(cloud computing)是一种将企业IT基础架构作为一种可计量的服务提供给使用者的,这种模式提供快速、便捷、按需供给的IT基础资源服务,企业可统一将IT基础资源创建可配置的计算资源共享池(包括服务器计算与内存、网络、存储、基础操作平台、中间件服务、数据库服务),根据用户需求提供定制化服务。在云计算架构下由于IT基础资源和平台进行了统一化管理,企业只需投入少量高素质的技术人员保证云计算资源的稳定运行。云计算的基础是虚拟化技术,它的思想是将一台服务器虚拟为多台逻辑服务器,在一台物理服务器上同时运行多个逻辑虚拟服务器,每个逻辑服务器可运行不同的操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而提高物理服务器的利用率。云计算通过虚拟化技术进行了三个方面的虚拟化:计算单位虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化。虚拟化计算资源和存储资源是相互独立的,两者通过虚拟化网络资源连接起来。不论是虚拟化计算资源还是存储资源,都会被配置到一个虚拟化网络中,每个虚拟化网络又包含多个虚拟化计算资源和存储资源。
2 传统存储模式分类及面临的问题
在IT基础架构中,传统的存储模式主要由DAS、NAS、SAN三种模式存在,其中DAS模式(Direct Access Storage—直接连接存储)是将存储介质(硬盘)通过SCSI接口或光纤接口直连到一台服务器设备上,这些存储介质由服务器SCSI控制器管理后向服务器提供统一的存储空间,一般情况下这个存储空间只能由这一台服务器独立使用;NAS模式(Network Attached Storage—网络连接存储)是由若干存储介质通过SCSI接口连接在一起内嵌存储管理操作系统进行统一管理,NAS存储实质是一台专用存储服务器,能够通过多种协议(NFS、CIFS、FTP、HTTP)为各种操作系统提供存储空间;SAN模式(Storage Area Network—存储区域网络)是独立于服务器TCP/IP网络之外的存储网络,采用网状FC光纤通道技术建立专用于数据存储的区域网络,以LUN逻辑单元的方式通过FC交换机将存储空间提供给服务器主机使用。
SAN由于其高性能、高速率、与业务网络无关性等独有特性,在企业应用中SAN存储架构是应用最为广泛的存储提供模式,随着SAN技术的发展,SAN存储也细分为FC-SAN、IP-SAN等,传输速率也从2GB发展到16GB,但每个厂家的SAN存储技术并不一致没有形成统一的标准,所以企业在存储管理方面也面临着更严峻的挑战:
1)存储设备来自不同供应商,缺少统一的管理平台,如何能实现对异构存储环境的整合、管理;
2)如何进一步提高存储设备的使用效率从而充分利用存储资源;
3)如何实现不同供应商存储系统之间的数据共享、存储复制,通过统一的途径提供存储服务。
3 存储虚拟化技术
在云计算时代,服务器的计算资源、内存资源、以及网络资源都已经进行了虚拟化,传统的存储框架已经不再能够适应云计算时代出现的各种新的需求,存储设备也面临着一场虚拟化的革命。存储虚拟化(Storage Virtualization)是通过采用软件方式对存储硬件资源进行抽象化表现,将一个或多个存储目标设备的服务或功能与其它附加的功能进行集成,通过抽象层统一对使用者提供数据存储服务。它的设计思想是通过一种存储虚拟化软件对下层物理存储设备进行统一管理,无论物理存储是哪家生产的,服务器及应用系统看到的都是存储虚拟化系统提供的逻辑映射,即使物理存储发生变化,这种逻辑映射也不会改变,对于使用者来说,存储变得透明,所有设备将被统一化管理。存储虚拟化屏蔽了物理存储系统的复杂性,增加或集成新的功能,仿真、整合或分解现有的服务功能等,目前存储虚拟化技术随着云计算的到来在企业数据中心有了一定规模的应用。
存储虚拟化技术按照实现的原理可以分为基于主机的存储虚拟化、基于存储设备的存储虚拟化、基于网络的存储虚拟化三种。
1)基于主机的存储虚拟化系统
基于主机的存储虚拟化系统在服务器主机操作系统中安装存储虚拟化管理软件,使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列,常用于在不同磁盘阵列之间做数据镜像保护,该方式一般由服务器操作系统中的逻辑卷管理器(LVM)软件完成,不同操作系统的逻辑卷管理器软件也不相同。实现原理是在服务器操作系统的一个卷组(VG)中放入来自于不同存储设备的两个LUN,一个卷组中的两个物理LUN之间进行数据镜像。
基于主机的存储虚拟化系统因为不需要任何附加硬件,这种存储虚拟化是最容易实现、设备成本最低、方案最为成熟的解决方案,部分厂商提供图形化管理界面可以方便地用于SAN的管理和虚拟化,在主机和小型SAN结构中有着良好的负载平衡机制。由于需要在主机操作系统中安装存储虚拟化软件会给操作系统带来一定的开销,占用主机CPU的处理时间,这种方案的可扩充性较差,实际运行的性能不是很好,有可能影响到系统的稳定性和安全性问题,导致不经意间越权访问到受保护的数据。基于主机的存储虚拟化是一种小规模少量服务器存储虚拟化性价比不错的方法,目前AIX、HPUX、SOLARIS及LINUX等操作系统的LVM均可以支持这种存储虚拟化方式。
2)基于存储设备的存储虚拟化
基于存储设备的存储虚拟化系统主要是在企业级存储阵列的控制器主机上增加资源虚拟化功能模块,使存储阵列具有将除自身存储空间以外的其它物理存储资源进行虚拟化管理的功能,近年来,各存储厂商均将这种形式的虚拟化技术应用到各自的企业级存储控制器之中,形成了基于存储设备控制器的存储虚拟化应用平台。
这种基于存储阵列的控制器允许其它异构品牌的异构存储阵列直接与自身的控制器进行连接,在具有虚拟化功能的存储控制器中出现了设备自身的内部存储介质和在其基础之上的外部异构设备的存储介质两种资源,并且可以按内部存储介质的相同的方式进行管理。基于存储设备的存储虚拟化系统将内部存储资源和外部存储资源进行统一池化管理,由虚拟化系统统一向外提供LUN映射,不再需要原存储系统对存储资源进行管理,减少了异构存储管理的难度,大大降低了存储网络复杂性。通过存储设备控制器上的虚拟化管理系统可以在存储系统不停机的情况下,可以实现存储资源从一个池迁移到另一个池,并可在不相似和相似存储设备之间进行数据复制,并且可以通过分区技术,将端口、缓存和磁盘池等资源分配给特定的负载,以保证服务质量和安全性,通过存储控制器之间的群集功能,增加存储单元和控制器之间的冗余链路连接,保证在某一个存储或控制器出现故障的情况下,最大程度的保证系统的安全和数据的可用性。由于异构存储设备通过统一的存储虚拟化设备控制器对外提供LUN映射服务,这种统一服务的效率会受到存储控制器性能的限制。这种存储虚拟化模式适用于中型企业数据中心通过采购新型具有虚拟化功能的存储设备来统一池化管理企业异构存储,目前EMC、HITACHI、HP、IBM等厂商均有虚拟化存储设备供用户选择。
3)基于网络的存储虚拟化
随着NAS和SAN存储架构的出现,存储实现了存储介质、存储控制器和服务器的分离,服务器和存储控制器之间通过网络(TCP/IP或FC)进行连接,使用得服务器可以灵活高效的使用共享存储资源,这个网络也成为最佳做存储虚拟化的位置,近年来各家存储厂商都研发了各自的基于网络的存储虚拟化设备。
基于网络的存储虚拟化是在网络层嵌入存储资源智能管理设备,抽象化服务器与存储阵列之间的物理存储资源,将各厂家的异构存储阵列通过FC接口连接到存储层SAN交换机,汇总后连接到存储虚拟化设备(带内存储虚拟化方式),所有LUN映射和I/O请求连同数据一起通过存储虚拟化设备传送给服务器,服务器只能看到由存储虚拟化设备提供的LUN而不直接与存储设备进行交互。存储虚拟化设备负责分析请求、查阅LUN映射表,并依次执行存储设备I/O。存储虚拟化设备不仅可以转换存储请求,还能利用自己内存对I/O数据进行缓存,提供数据使用量指标、管理数据复制服务、协调数据迁移服务。基于网络的存储虚拟化可以提供统一的异构存储管理接口、支持异构存储间的同步数据复制和远程异步数据复制、采用带内管理方式还可以提升存储性能,方便的进行横向扩展;但这种方式比其它两种存储虚拟化实施起来复杂很多,它需要中断服务器所有至存储设备的LUN映射重新进行到存储虚拟化设备的LUN映射;实现完成以后所有加入的存储设备不能进行去虚拟化操作,因为存储LUN的所有元数据都保存在存储虚拟化设备上。这种存储虚拟化模式由于加入了独立的存储虚拟化管理设备,提供了其它两种存储虚拟化模式不具有的多种新功能,不仅可以实现本地异构存储的数据复制,而且可以提供具有容灾功能的远程数据复制,是大型企业数据中心进行存储虚拟化和容灾建设的一种高性价比的解决方案,目前IBM、EMC和Falcon Stor等供应商均可提供基于网络的存储虚拟化解决方案。
4 总结
企业在实施云计算的过程中,虚拟化软件平台可以十分方便的完成CPU、内存和网络的虚拟化,作为保存着企业核心数据的磁盘存储阵列的虚拟化脚步走的确没有那么轻松,它不仅受限于存储技术的发展,而且还受到经济性、数据安全性、业务稳定性等诸多因素的影响,在大部分企业的云数据中心中存储虚拟化所占比率明显较小。目前VMWARE也推出了新型的VSAN(VIRTURE SAN)解决方案,采用虚拟化内核技术将服务器本地DAS存储模拟为SAN横向提供服务。相信随着云计算技术的发展存储资源也必将向计算资源一样可以方便灵活提供的提供云化服务。
摘要：介绍了云计算存储虚拟化的概念和技术原理,对常见的存储虚拟化技术分类进行技术分析及常见应用场景,为企业云计算选择存储虚拟化方式提供帮助。
关键词：云计算,存储虚拟化,异构存储
参考文献
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