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1、H3SE 存储培训教材 虚拟化技术,日期：2007717,存储产品部总工办,学习目标,什么是存储虚拟化,为什么要存储虚拟化,存储虚拟化实现模式,存储虚拟化的应用难点,1,2,3,4,什么是存储虚拟化,SNIA(存储网络工业协会)对存储虚拟化的定义： The act of abstracting, hiding or isolating the internal function of a storage (sub) system or service from applications, compute servers or general network resources for the
2、purpose of enabling application and network independent management of storage or data. The application of virtualization to storage services or devices for the purpose of aggregating, hiding complexity or adding new capabilities to lower level storage resources. Storage can be virtualized simultaneo
3、usly in multiple layers of a system, for instance to create HSM-like systems. 参考译文： 通过对存储(子)系统或存储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离，使存储或数据的管理与应用、服务器、网络资源的管理分离，从而实现应用和网络的独立管理。 对存储服务和设备进行虚拟化，能够在对下一层存储资源进行扩展时进行资源合并、降低实现的复杂度。存储虚拟化可以在系统的多个层面实现，比如建立类似于HSM(分级存储管理)的系统。,什么是存储虚拟化,虚拟化的原理,为什么要存储虚拟化,存储虚拟化的原动力,H3C,虚拟存储池,复制,空间资源整合
4、,镜像,快照,统一数据管理,迁移,标准化接入,存储虚拟化的目的,抽象Abstract,统一数据管理功能,“Virtualization”,降低管理难度,数据跨设备流动,提高可扩展性,提高设备使用效率,隐藏Hide,隔离Isolate,设备构件化,1、融合：技术基础（更可靠、更可控、更灵活、更易扩展、更低成本） 2、开放：个性化基础（SOA的标准中间件架构和应用开发接口） 3、面向应用：以应用为先导，资源动态分配、统一管理,用虚拟化简化IT架构,What you have,What you want,基础架构技术融合； 面向应用的计算、网络、存储的IT资源池,开放中间件，实现可定制,应用与基础架
5、构分离,ESG报告表明，早期采用虚拟化技术平均每年可节约: 24% 硬件成本 16% 软件成本 19% 管理成本 如果预算共$1，000，000，花费$500，000于硬件， $ 200，000于软件和$300，000于管理。,存储虚拟化的价值,每年可节约$209，000,存储虚拟化实现模式,一、存储虚拟化实现的结果,存储虚拟化,磁盘虚拟化,块虚拟化,磁带、磁带驱动 器、磁带库虚拟化,文件系统 虚拟化,文件/记录 虚拟化,基于主机 的虚拟化,基于网络 的虚拟化,基于存储设备、存储 子系统的虚拟化,带内虚拟化,带外虚拟化,实现结果,实现位置,实现方式,1. 磁盘扇区的物理地址一般用C-H-S(柱
6、面号-磁头号-扇区号）表示 2. 磁盘虚拟化就是将扇区地址用LBA（逻辑块地址）表示，屏蔽底层物理磁盘的概念 3. 磁盘虚拟由磁盘自身固件完成 4. 磁盘虚拟化的结果是使磁盘的使用者无须了解磁盘的内部硬件细节，通过块地址就可以访问磁盘,磁盘虚拟化,磁盘虚拟化,LBA,1、块虚拟化是指对多块硬盘建立RAID，划分逻辑卷（LUN）。 2、每个逻辑卷对于使用者都完全等同于一块物理硬盘。物理上来说，这个逻辑卷的所有数据块，都是通过RAID处理，分布在不同的物理硬盘上。 3、块虚拟化的结果是使存储的使用者无须关心RAID实现的具体过程，只要象读写普通硬盘一样读写这个逻辑卷，就能获得RAID对数据的保护功
7、能。,块虚拟化,物理磁盘,Raid、磁盘分区 逻辑资源,1.采用类似RAID的技术对多盘磁带进行条带化和校验，以期提高磁带使用的可靠性和性能 2.由于磁带读写缓慢，难以满足条带和校验的需要，因此RAIT技术很少使用,磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化,VTL虚拟磁带库,多个磁带驱动器,一个逻辑驱动器,磁盘,1.提高磁带驱动器使用效率 2.加快数据备份的速度,VTL将磁盘阵列虚拟为磁带库，使用户在无须改变备份习惯和现有备份软件配置的情况下，获得以下优点： 1、大幅度提高性能，缩短数据备份和恢复窗口 2.获得磁盘阵列的RAID保护功能，避免磁带介质故障 3.持续扩展备份的性能和容量,文件系统虚拟化 N
8、AS,NAS的特点 支持异构主机 成熟的网络拓扑结构 高度集成的存储子系统 设备简单化,二、存储虚拟化实现的位置,存储虚拟化,磁盘虚拟化,块虚拟化,磁带、磁带驱动 器、磁带库虚拟化,文件系统 虚拟化,文件/记录 虚拟化,基于主机 的虚拟化,基于网络 的虚拟化,基于存储设备、存储 子系统的虚拟化,带内虚拟化,带外虚拟化,实现结果,实现位置,实现方式,基于主机的存储虚拟化,主要用途：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。,优点： 支持异构的存储系统。 缺点： 占用主机资源，降低应用性能。 存在操作系统和应用的兼容性问题。 导致主机升级、维护和扩展非常
9、复杂，而且容易造成系统不稳定性。 需要复杂的数据迁移过程，影响业务连续性。 常见产品： Symantec Veritas VolumeManager,实现方式：一般由操作系统下的逻辑卷管理软件完成（安装客户端软件），不同操作系统的逻辑卷管理软件也不相同。,基于存储设备的存储虚拟化,主要用途：在同一存储设备内部，进行数据保护和数据迁移。,优点： 与主机无关，不占用主机资源。 数据管理功能丰富。,实现方式：在存储控制器上添加虚拟化功能，常见于中高端存储设备。,缺点： 一般只能实现对本设备内磁盘的虚拟化。 不同厂商间的数据管理功能不能互操作。 多套存储设备需配置多套数据管理软件，成本较高。 数据管理
10、功能需求较高时，会降低存储访问性能。,常见产品 H3C IX/EX系列 HP EVA HDS TagmaStor SUN 6920系列,基于网络的存储虚拟化,主要用途：异构存储系统整合和统一数据管理。,优点： 与主机无关，不占用主机资源。 能够支持异构主机、异构存储设备。 使不同存储设备的数据管理功能统一。 构建统一管理平台，可扩展性好。,实现方式：通过在存储域网（SAN）中添加虚拟化引擎实现。,缺点： 部分厂商数据管理功能弱，难以达到虚拟化统一数据管理的目的。 部分厂商产品成熟度较低，仍然存在和不同存储和主机的兼容性问题。,常见产品 H3C IV系列 IBM SVC EMC Invista
11、NetApp GFiler系列,存储虚拟化实现技术比较,好,较好,较差,很差,三、存储虚拟化实现的方式,存储虚拟化,磁盘虚拟化,块虚拟化,磁带、磁带驱动 器、磁带库虚拟化,文件系统 虚拟化,文件/记录 虚拟化,基于主机 的虚拟化,基于网络 的虚拟化,基于存储设备、存储 子系统的虚拟化,带内虚拟化,带外虚拟化,实现结果,实现位置,实现方式,带内虚拟化,主机层,网络层,存储层,虚拟化引擎,H3C, 逻 辑 读 写 指 令, 物 理 磁 盘 指 令,SAN,数 据 读 写 流,用途： 异构存储系统整合 统一数据管理，在业务运行同时完成复制、镜像、CDP等各种数据管理功能,优点： 服务器、存储设备的兼
12、容性好 虚拟化和数据管理功能由专用硬件实现，不占用主机资源 丰富的数据管理功能 配置简单，易于实施,缺点： 虚拟化设备发生故障，整个系统将中断,逻辑指令转换物理指令,带外虚拟化,主机层,网络层,存储层,SAN,H3C, 注 册 请 求, 建 立 连 接 ， 进 行 读 写,控 制 信 息 流,虚拟化引擎,数 据 读 写 流,用途： 一般用于不同存储设备之间的数据复制,优点： 虚拟化设备发生故障，整个系统将不会中断,缺点： 主机资源占用较大 大部分产品缺乏数据管理功能 主机和存储系统需要严格的兼容性认证 数据初始化同步复杂 配置复杂，实施难度高,存储虚拟化的应用难点,原数据卷,磁盘阵列,Ques
13、tion： 如何保证虚拟化之后的数据状态不变，同时避免复杂的数据备份和迁移？ Answer： SSE ( 存储服务使能）实现对已有数据的卷的虚拟化： 数据状态不变 访问路径不变 无需数据迁移 丰富的数据管理功能,应用主机,虚拟化之后的数据卷,无缝接入用户原有环境！,难点一：数据状态的一致性保证,难点二：多存储访问协议支持,应用服务器,虚拟化引擎,Question： 虚拟化如何同时支持IP SAN、FC SAN、NAS等多种存储访问协议？ Answer： 虚拟化设备内置高效的多协议数据转换引擎，将来自前端服务器的多种主机数据访问单元，与后端存储阵列的存储数据访问单元，进行解析和转换，保证数据的正
14、确读写访问。,多协议数据转换引擎,存储设备,难点三：存储多链路负载均衡,Question： 针对多样化的存储阵列，如何部署多链路负载均衡软件，保证后端存储访问路径的高可用？ Answer： MultiPath是一种多路径软件, 为虚拟化引擎到后端存储提供多路径功能 支持负载均衡 支持故障切换,LUN 0,LUN 1,存储系统,LUN0,LUN0,LUN0,LUN0,LUN1,LUN1,LUN1,LUN1,LUN0,LUN1,LUN 0,虚拟化,虚拟化,虚拟化引擎,MultiPath,FC 交换机,FC 交换机,控制器2,控制器1,难点四：主机多链路负载均衡,FC HBA 卡 1,FC 交换机,
15、FC HBA 卡 2,FC 交换机,LUN 1,LUN 0,应用主机,IV5000,LUN0,LUN0,LUN1,LUN1,LUN0,LUN1,虚拟化,虚拟化,DynaPath,Question： 针对不同的应用主机，如何部署多链路负载均衡软件，保证前端主机访问路径的高可用？ Answer： DynaPath 是安装在主机端， 为了实现FC环境下的多路径的一种软件 支持负载均衡 支持故障切换,难点五：统一数据管理功能,H3C,虚拟存储池,HA功能 镜像 连续数据保护,跨设备数据保护 跨设备数据迁移 远程数据复制,应用服务器,虚拟化引擎,存储设备,Question： 虚拟化存储资源整合后，能否提供统一的丰富的数据管理功能，实现跨设备、跨地域的全面数据保护？ Answer： H3C Neocean虚拟化数据管理平台，在提供数据虚拟化整合的基础上，提供镜像、快照、网络复制等数据管理功能，提供丰富的数据保护解决方案。,H3C存储虚拟化技术架构,
