存儲虛擬化的應用場景研究及測試

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1、引言

存儲虛擬化作為云計算的關鍵技術之一，已經(jīng)有大量的理論研究，但在實際引入策略和應用方面的研究卻很少。IT系統(tǒng)規(guī)劃和設計人員在面對具體的存儲虛擬化建設項目時，常會覺得無從下手：

◆存儲虛擬化技術和產(chǎn)品這么多，各自有什么優(yōu)缺點?

◆不同虛擬化技術的適用場景是什么，有哪些限制條件?

◆存儲虛擬化的效果到底如何?本文將給出這些問題的答案，為存儲虛擬化的引入和推廣添磚加瓦。

　　2、存儲虛擬化三種技術的對比分析

存儲虛擬化是在主機和物理存儲之間創(chuàng)建一個抽象層，實現(xiàn)對所有存儲資源的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度，從而屏蔽物理設備的復雜性，并提供自動精簡配置、自動數(shù)據(jù)遷移等擴展功能。典型的存儲虛擬化技術按照實現(xiàn)層面不同。分為基于主機、基于存儲網(wǎng)絡、基于存儲設備三種方式，如圖1所示：
 

三種技術的實現(xiàn)原理如下：

(1)基于主機的存儲虛擬化：通過在連接存儲設備的主機上安裝邏輯卷管理軟件(客戶端軟件)，實現(xiàn)存儲虛擬化的工作，經(jīng)過虛擬化的存儲空問可以跨越多個異構的磁盤陣列。典型的產(chǎn)品是Veritas Storage Foundation。

(2)基于存儲網(wǎng)絡的存儲虛擬化：此方式主要通過在存儲域網(wǎng)(SAN)中添加虛擬化引擎，實現(xiàn)異構主機對異構存儲設備的虛擬化管理。該技術根據(jù)數(shù)據(jù)流向又分為帶內(nèi)(In-band，業(yè)務數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)通道共用)和帶外(Out-band?？刂茢?shù)據(jù)走專用的通道)兩種。典型產(chǎn)品有IBM SVC等。

(3)基于存儲設備的存儲虛擬化：此方式主要通過在存儲控制器上添加虛擬化功能。將存儲設備的容量劃分為多個存儲空間(LUN)，實現(xiàn)多個主機系統(tǒng)的虛擬化管理，典型產(chǎn)品有HP EVA陣列等。

三種技術都能夠做到異構存儲系統(tǒng)整合和統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理，也各有優(yōu)劣，如表1所示。
 

　　3、各種存儲虛擬化技術的適用場景分析

根據(jù)主流存儲虛擬化技術的優(yōu)劣勢。對存儲虛擬化應用場景進行研究并總結，具體如表2所示。
 

總體來看，基于存儲網(wǎng)絡的虛擬化適用范圍最廣，可作為一般情況下的首選?？紤]到該方式所采用的虛擬化管理設備實際為X86服務器，可靠性較低，建議配置雙機?；谥鳈C的虛擬化可以使服務器的存儲空間跨越多個異構的磁盤陣列，常用于在不同磁盤陣列之間做數(shù)據(jù)鏡像保護?；诖鎯υO備的虛擬化適用于已有“機頭”的場景。對其他廠家的兼容性仍有待驗證。

　　4、存儲虛擬化功能測試

4.1測試內(nèi)容

本次測試選用適用性最廣的基于存儲網(wǎng)絡的虛擬化技術。測試產(chǎn)品是IBM SVC和HP SVSP兩種，測試的主要內(nèi)容如表3：
 

　　4.2測試結論

(1)HP SVSP：一共測試15項。通過13項測試結果：HP的虛擬存儲對于舊的存儲支持一般，另外在測試鏡像異常斷開后不能自動恢復鏡像，因此這兩項案例測試未通過。在性能上和虛擬化前基本可以保持一致。

(2)IBM SVC：一共測試15項.通過15項測試結果：IBM虛擬存儲設備安裝過程比較簡單。識別陣列比較順利，測試案例的測試過程比較順利，配置界面操作比較簡單，兼容性比較好，性能上在隨機讀寫方面有一定優(yōu)勢。

除了功能測試外，還選擇了5個應用場景進行了性能測試。通過模擬實際的業(yè)務場景進行虛擬化前后的性能數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)在虛擬化后的性能并無太大的下降，對實際業(yè)務的影響非常小。

測試結論(僅針對本次測試)：從業(yè)務支持角度來說，虛擬化實現(xiàn)了統(tǒng)一的存儲管理和分配，在合適的虛擬化技術和合理的虛擬化規(guī)劃基礎上。不會產(chǎn)生性能瓶頸，并且在一些特定場景下可以實現(xiàn)性能提升。

5、結束語

存儲虛擬化作為云計算實現(xiàn)的主要基礎技術，正在從理論研究走向落地實現(xiàn)。本文從存儲虛擬化實際應用面臨的幾個問題出發(fā)，研究了主流技術的特征及其適用的場景，并通過實際的測試對虛擬化功能進行了驗證，為存儲虛擬化的發(fā)展提供了快速判斷的科學依據(jù)。