容灾存储虚拟化(请分析它们的用途及优缺点)

经验攻略 bvnghjyi7692 2024-04-17 17:18 2 0

一、什么是虚拟磁盘阵列

分类:电脑/网络>>硬件

解析:

那么什么是存储虚拟化呢?不同的公司和企业有不同的定义。虽然虚拟化并不是一个全新的概念,但是在被引入到存储领域后却发生了某些变化,被赋予了新的内涵。

存储虚拟化是通过存储虚拟化的技术方法,将系统中各种异构的存储设备映射为一个单一的存储资源,对用户完全透明,达到互操作性的目的。

通过虚拟化技术,用户可以利用已有的硬件资源,把SAN内部的各种异构的存储资源统一成对用户来说是单一视图的存储资源(Storage Pool),而且采用Striping、LUN Masking、Zoning等技术,用户可以根据自己的需求对这个大的存储池进行方便的分割、分配,保护了用户的已有投资,减少了总体拥有成本(TCO)。另外也可以根据业务的需要,实现存储池对服务器的动态而透明的增长与缩减,更进一步,可以实现SAN与SAN之间的虚拟化、全球的虚拟化。

虚拟化存储的能量正在释放

存储技术经历了从单个的磁盘、磁带、RAID到存储网络系统的发展历程。传统的直接存储(DAS)方式是存储设备附属于某个服务器,数据被局限在某个主机的控制之下,这种方式已远远不能满足企业分布式业务的需要,因而发展出网络存储技术。典型的网络存储技术有网络附加存储(NAS,Neork Attached Storage)和存储区域网(SAN,Storage Area Neorks)两种。

NAS技术是网络技术在存储领域的延伸和发展。它直接将存储设备挂在网上,具有良好的共享性、开放性;但缺点是与LAN共用同一物理网络,易形成拥塞而影响性能,特别在数据备份时性能较低,影响了它在企业级存储应用中的地位。

SAN技术的存储设备是用专用网络相连的,目前这个网络是基于光纤通道协议。由于光纤通道的存储网和LAN分开,性能得到很大提高。在SAN中,系统扩展、数据迁移、数据本地备份、远程容灾数据备份和数据管理等都比较方便,整个SAN成为一个统一管理的存储池(Storage Pool)。由于具有这些优异的性能,SAN已经成为网络存储的主流,正在引发存储技术与使用的革命性变化。

从技术上说,存储网络(包括NAS和SAN)都是一种很大的技术革新,但是它们都有很多不尽如人意的地方,虽然目前已经实现了一定的存储整合和自动化的存储管理操作,但并没有实现真正的透明存储,存储管理用户仍然需要分别掌握不同存储设备的物理特性,才能对存储池进行有效的管理。

只有采用了存储虚拟化的技术,才能真正屏蔽具体存储设备的物理细节,为用户提供统一集中的存储管理。采用存储虚拟化技术,用户可以实现:

1.存储管理的自动化与智能化

以前没有采用虚拟化的传统存储系统,存储管理和维护工作大部分由人工完成。但是由于企业数据越来越多,存储系统的构成越来越复杂,当增加新的存储设备时,整个系统(包括网络中的诸多用户设备)都需要重新进行烦琐的配置工作。重新配置需要关机、重启动系统、重新初始化等,势必会影响客户业务的正常运行,甚至导致用户数据的不可用。

在虚拟存储环境下,所有的存储资源在逻辑上被映射为一个整体,对用户来说是单一视图的透明存储,而单个存储设备的容量、速度等物理特性却被屏蔽掉了。无论后台的物理存储是什么设备,服务器及其应用系统看到的都是客户非常熟悉的存储设备的逻辑映像。系统管理员不必关心自己的后台存储,只须专注于管理存储空间本身,所有的存储管理操作,如系统升级、改变RAID级别、初始化逻辑卷、建立和分配虚拟磁盘、存储空间扩容等比从前的任何存储技术都更容易,存储管理变得轻松无比。与现有的SAN相比,存储管理的复杂性大大降低了。

2.提高存储效率

能更有效地使用存储。主要表现在消除被束缚的容量、整体使用率达到更高的水平。当前困扰企业用户的最大问题就是物理存储设备的使用效率非常低。以传统磁盘存储为例,考虑到用户数据的不断增长,实际上平均40%~50%的磁盘容量从未被利用过。但同时为满足系统性能和以后升级扩容等方面的要求,客户一般购买超过实际数据量需求3~4倍的磁盘,用于磁盘镜像等附加功能,从而造成了存储空间资源的极大浪费。

虚拟化存储技术解决了这种存储空间使用上的浪费,它把系统中各个分散的存储空间整合起来,形成一个连续编址的逻辑存储空间,突破了单个物理磁盘的容量限制,客户几乎可以100%地使用磁盘容量,而且由于存储池扩展时能自动重新分配数据和利用高效的快照技术降低容量需求,从而极大地提高了存储资源的利用率。

3.减少总体拥有成本(TCO),增加投资回报(ROI)

由于历史的原因,许多企业不得不面对各种各样的异构环境,包括不同操作平台的服务器和不同厂商不同型号的存储设备。采用存储虚拟化技术,可以支持物理磁盘空间动态扩展,这样用户现有的设备不必抛弃,可以融入到系统中来,保障了用户的已有投资;从而降低了用户TCO,实现了存储容量的动态扩展,增加了用户的ROI。

存储虚拟化能够将存储管理的级别从普通的手工操作水平提升到自动化与智能化的管理水平,减轻应用程序服务器对本地物理存储设备的管理工作,将各种异构的存储系统整合成为能够作为单一资源易于管理的单一存储池;同时,根据不同用户、不同应用的需要,可以配置和实现基于用户定制的数据应用和系统管理。因此,存储虚拟化是企业应用系统新的挑战与机遇的产物,应用前景广阔。

二、存储虚拟化方式有哪些***请分析它们的用途及优缺点

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主机级别的方案中通常只是虚拟化直连主机的存储,当然也有一些可以部署在一个SAN环境中的多台存储子系统上。

早先的存储虚拟化产品常用于简化内部磁盘驱动器和服务器外部直连存储的空间分配,以及支持应用集群。Veritas Volume Manager和Foundation Suite就是首批这类解决方案,这类方案使得存储扩展,以及为应用程序和文件服务器提供空间更为简单快速。

随着存储需求的增长远远超过直连存储所能提供的范围,存储虚拟化逐渐成为存储阵列中的一种容量提供方式。而容量持续增长以及诸如iSCSI等小型IT组织负担得起的共享存储技术的出现又使得存储虚拟化技术也融合进基于网络的设备和运行在通用硬件的软件里。

不过现今的服务器和桌面虚拟化技术兴起给存储虚拟化技术带来了新的生机,而基于主机的存储虚拟化技术正在逐渐回归。服务器虚拟化平台必需要基于共享存储体系架构来实现一些关键特性,比如VMware的vMotion和Distributed Resource Schedule(DRS)。通过传统的SAN架构自然可以实现这种共享存储体系架构,不过越来越多的IT组织开始寻求更简单的方式来实现共享存储。基于主机的虚拟化技术就是方式之一。

诸如VMware之类的服务器虚拟化供应商认为存储是妨碍虚拟化技术大规模普及的瓶颈之一。这些Hypervisor供应商已经实现了处理器和内存资源的抽象,实现更好的控制并提高资源利用率,他们自然而然也会希望这样控制存储。不过将存储控制功能整合到主机服务器端,称之为“存储Hypervisor”时会带来一些潜在的问题。处理一些在虚拟服务器和虚拟桌面环境中至关重要的存储服务,诸如快照、克隆和自动精简配置时,会严重影响主机服务器的性能。

Virsto的解决方案

Virsto开发出了一款软件解决方案,安装在每台主机服务器上(无论是一台虚拟机或Hypervisor上的过滤驱动器)并在主存储上创建一个虚拟化层,称为Virsto存储池。其同时创建一个高性能磁盘或者固态存储区域,成为“vLog”。读操作会直接指向主存储,不过写操作会通过vLog进行,这会给请求的虚拟机或应用程序发回一个确认。然后vLog将这些写操作异步地分布写入主存储,从而减少对写性能的影响。该存储池可以容纳多至4层的存储方式,包括固态存储和各类型的磁盘驱动器。

和缓存的工作方式类似,vLog通过在存储前端降低耦合度改善了存储性能,降低了后端存储的延迟。其同时将前端主机的随机写操作变为顺序方式,实现后端存储的最佳性能。基于Virsto主机的存储虚拟化软件实现了以上这些功能。

虚拟存储设备

基于主机的存储虚拟化的另一项应用实例是虚拟存储设备(VSA)

VSA是运行在虚拟机上的存储控制器,其虚拟化统一集群中的主机所直接连接的存储。VSA提供一个主机使用的简易的存储共享体系架构,并支持高可用性、虚拟机迁移,并改善存储提供方式。对于很多企业,这种方式可以替代原本需要建立并管理传统SAN或NAS来支持虚拟服务器和桌面的体系架构。

vSphere Storage Appliance。VMware的vSphere Storage Appliance以一个虚拟机的方式运行,从在2个或3个节点集群中,每个ESX/ESXi主机所直连的DAS存储中,创建一个共享存储池。VMware VSA提供每个节点的RAID保护,并在同一集群的各个节点之间提供镜像保护。虽然从技术角度上看,VMware VSA是一个基于文件的体系架构,不过其亦为集群中每台主机提供数据块级别的存储虚拟化,并用户可以从这种部署方式中获取和基于数据块的共享存储一样的收益。

HP的LeftHand Virtual SAN Appliance。虽然和VMware VSA的功能类似,P4000 VSA软件可以支持每台主机直连DAS以外的方式。其还允许使用iSCSI或FC SAN等外部存储来创建共享存储池。这就意味着可以将如何可用的存储,本地存储或用于容灾的异地存储,转变为LeftHand存储节点。P4000t提供快照和自动精简配置,并且支持Hyper-V和VMware。

DataCore的SANsymphony-V。DataCore的解决方案是通过在一个虚拟机中部署其SANsymphony软件来整合其它各个VMware,Hyper-V或XEN主机的直连存储,形成共享存储池。SANsymphony-V可以和HP的解决方案那样虚拟化外部的网络存储,并且该软件可以在迁移到传统的共享存储体系架构时部署在外部服务器上。SANsymphony-V同时提供各类存储服务,譬如快照、自动精简配置、自动化分层和远程复制。

FalconStor的NSS Virtual Appliance。FalconStor的Network Storage Server Virtual Appliance(NSSVA)是该公司NASS硬件产品中唯一支持的VMware版本,用网络上其它主机的直连存储创建一个虚拟存储池。和DataCore和LeftHand的解决方案类似,该存储池可以扩展到网络上任何可用的iSCSI存储上。该NSS Virtual Appliance包括快照、自动精简配置、读/写缓存、远程复制和卷分层等存储功能。

基于主机的存储虚拟化解决方案是目前大多使用在虚拟化服务器和虚拟化桌面环境中,用以实现环境的高可用性特性,以及改善存储性能、利用率和管理效率。

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三、数据库虚拟化后的容灾怎么实现

自从服务器虚拟化技术出现以后,越来越多的公司开始采用虚拟技术来重新定义划分IT资源,提高IT资源利用率。比如:在虚拟化和云计算基础架构领域处于全球领先地位的VMware虚拟机。随着虚拟化技术的不断深入,适用于虚拟化服务器的数据库备份技术和软件也随之不断发展,例如:和力记易的数易云备系统,可以适用于各种私有云以及公有云中虚拟机的备份和管理。

虚拟机的容灾备份具有的独特性决定了它要消耗大量的备份存储资源,这就要求备份软件在备份和存储方面都可以优化。数易云备用最优化的源端去重算法、三种压缩方式对备份数据进行压缩去重,能够大大提高备份机存储空间的利用率。此外,还可以将已经备份的数据与新变化的数据合成而生成新的备份,从而进行备份管理,节约存储空间。

其次,在恢复方面虚拟机大多要求支持多种恢复方式。数易云备支持本异机器恢复、抽取式恢复和瞬时恢复三种不同观点恢复方式,能够实现备份虚拟机覆盖、新建恢复到之前的物理机中或者全新的物理机中,在需要的情况下可以至恢复某个数据盘、某个目录或某个文件,还可以将虚拟机备份点进行挂载恢复,瞬时恢复某个虚拟机的运行。其中,瞬时恢复功能对于采用云服务且对业务连续性较高的企业而言,一旦发生云服务异常或虚拟机故障,数易云备软件所体现出来的商业价值不言而喻。