云存儲—

存儲虛擬化

2存儲個人/企業創建的數據必須存儲以便進一步處理所用存儲設備的類型取決于數據類型以及數據的創建速度和使用頻率存儲設備可以使用磁、光或固態介質示例：磁盤驅動器（磁）、CD（光）、閃存驅動器（固態）指持久存儲數據以供后續使用的資源。存儲傳統數據中心存儲設備選件磁帶機用于長期數據存儲的低成本解決方案順序數據訪問、物理磨損以及存儲/檢索開銷光盤一寫多讀(WORM)：CD、DVD容量和速度均有限廣泛應用于小型單用戶環境中磁盤驅動器隨機讀/寫訪問使用機械部件進行數據訪問應用最廣泛的大存儲容量存儲設備固態驅動器提供任務關鍵型應用程序所需的超高性能每個I/O延遲極低，電源要求低且每個驅動器吞吐量極高

3傳統數據中心

4獨立磁盤冗余陣列(RAID)突破磁盤驅動器的限制提高存儲系統性能同時從多個磁盤提供I/O服務RAID技術：分條、鏡像和奇偶校驗一項將多個磁盤驅動器用作一個集合，以提供保護、容量和/或性能優勢的技術RAID傳統數據中心RAID級別RAID級別定義RAID

0分條，無容錯RAID1磁盤鏡像嵌套RAID級別組合，如：RAID1+RAID0RAID

3

奇偶校驗RAID，使用專用奇偶校驗磁盤RAID5奇偶校驗RAID，奇偶校驗分布在集合中的所有磁盤上RAID6具有雙奇偶校驗的分布式奇偶校驗RAID

5傳統數據中心傳統數據中心

6存儲和計算系統的結合LUN0LUN1前端后端緩存物理磁盤智能存儲系統LUN0計算LUN1控制器RAID集網絡直接連接存儲(DAS)根據與計算系統相關的存儲設備的位置，DAS分為內部DAS或外部DAS優勢：易于部署，適用于本地數據調配資本支出低，復雜性低挑戰：可擴展性有限共享資源能力有限存在過度利用和未充分利用存儲資源島

7

與計算系統直接連接的內部或外部存儲設備DAS傳統數據中心直連存儲(DAS)模塊2：數據中心環境8內部直接連接外部直接連接光纖SAN(StorageAreaNetwork)計算系統和共享存儲設備的專用

高速網絡采用基于光纖通道的SCSI協議提供數據塊級數據訪問存儲陣列存儲陣列服務器可實現存儲整合和共享可實現集中化管理提供可擴展性和出色性能減少存儲和管理成本

優勢光纖通道SAN服務器服務器傳統數據中心

9什么是網絡連接存儲(NAS)？

10客戶端應用程序

服務器打印服務器網絡連接存儲設備網絡連接存儲與網絡連接以提供對異構客戶端的文件級數據訪問的存儲設備傳統數據中心網絡連接存儲的組件網絡接口NFS通用Internet

文件系統網絡連接存儲

設備操作系統存儲接口NAS機頭NFS通用Internet文件系統UNIXWindows存儲陣列網絡連接存儲IP傳統數據中心

11存儲虛擬化虛擬化層執行邏輯到物理的存儲映射虛擬化層提取物理存儲設備的標識從多個異構存儲陣列創建存儲池從存儲池創建虛擬卷，并將虛擬卷分配給計算系統虛擬化數據中心—存儲12它是掩蔽底層物理存儲資源的復雜性并將這些資源的邏輯

視圖呈現給計算系統的過程。存儲虛擬化存儲虛擬化的優勢虛擬化數據中心—存儲13無需任何宕機即可添加或刪除存儲——彈性伸縮提高存儲利用率，因此降低總體擁有成本——重復利用在存儲設備之間提供無中斷的數據遷移支持異構的多供應商存儲平臺簡化存儲管理——高可管理性不同層的存儲虛擬化虛擬化數據中心—存儲14層示例計算虛擬機的存儲資源調配網絡數據塊級別的虛擬化文件級別的虛擬化存儲虛擬資源調配自動存儲分層虛擬機的存儲虛擬化數據中心—存儲15虛擬機作為一組文件存儲在

虛擬機管理程序可訪問的存儲空間上“虛擬磁盤文件”表示虛擬機用來存儲其數據的虛擬磁盤虛擬磁盤文件的大小表示為

虛擬磁盤分配的存儲空間虛擬機一直察覺不到虛擬機管理程序可用的總空間底層存儲技術虛擬機4IP網絡網絡連接

存儲iSCSI光纖通道

存儲光纖通道

SAN虛擬機3計算1計算2VMFSNFS虛擬磁盤文件虛擬磁盤文件虛擬磁盤文件虛擬磁盤文件虛擬機1虛擬機2用于管理虛擬機文件的文件系統虛擬機管理程序使用兩個文件系統管理虛擬機文件稱為虛擬機文件系統(VMFS)的虛擬機管理程序的本機文件系統諸如網絡連接存儲文件系統的網絡文件系統(NFS)虛擬化數據中心—存儲16虛擬機文件系統(VMFS)虛擬化數據中心—存儲17用于管理虛擬機文件的虛擬機管理程序本機文件系統群集文件系統可以同時由多個計算系統訪問提供磁盤上的鎖定使用VMFS卷存儲虛擬機文件VMFS卷虛擬磁盤虛擬磁盤虛擬磁盤虛擬磁盤計算1計算2擴展VMFS的方法在VMFS所在的卷分區上動態擴展VMFS將一個或多個LUN添加到源VMFS卷VMFS的動態擴展虛擬化數據中心—存儲18VMFS可以在不中斷虛擬機運行的情況下動態擴展在現有卷上

擴展VMFSVMFS將LUN添加到現有VMFS卷VMFS卷VMFS卷LUN原始設備映射虛擬化數據中心—存儲19允許虛擬機直接訪問存儲系統中的LUN在VMFS卷上包含LUN的符號鏈接充當允許直接訪問LUN的代理虛擬機內容物理存儲系統上的LUN虛擬機1虛擬機2映射

文件VMFS卷

虛擬機

內容

將LUN上的大量數據移到虛擬磁盤不現實時，提供解決方案允許使用物理計算機建立虛擬機群集優勢虛擬機管理程序使用NFS協議訪問網絡連接存儲文件系統在網絡連接存儲設備上創建NFS卷向虛擬機提供存儲同時由多個計算系統訪問網絡文件系統虛擬化數據中心—存儲20NFS卷虛擬磁盤虛擬磁盤虛擬磁盤虛擬磁盤計算1計算2網絡連接存儲系統數據塊級別和文件級別的虛擬化—概述基于網絡的虛擬化在網絡層中嵌入了存儲虛擬化智能提供功能以創建異構存儲資源池執行無中斷數據遷移從單個管理界面管理存儲資源池基于網絡的存儲虛擬化應用于數據塊級別（存儲區域網絡）文件級別（網絡連接存儲）虛擬化數據中心—存儲21數據塊級別的存儲虛擬化虛擬化數據中心—存儲22在存儲區域網絡中創建一個抽象層，位于物理存儲資源與提供給計算系統的虛擬卷之間。將計算系統定向到網絡層中虛擬化應用裝置上的虛擬卷，而非定向到各個存儲陣列上的LUN。允許將一個或多個陣列中的幾個LUN合并為單個虛擬卷。還可從陣列獲取單個大型LUN，將其分割成較小的虛擬卷。支持存儲卷的動態增加、異構存儲陣列的整合，以及透明的卷訪問。虛擬化應用裝置異構存儲陣列計算虛擬卷存儲區域網絡物理到虛擬的卷映射虛擬化數據中心—存儲23存儲陣列存儲陣列計算虛擬化

應用裝置存儲卷存儲卷存儲卷存儲卷擴展區擴展區擴展區擴展區虛擬卷虛擬卷計算文件級別的存儲虛擬化虛擬化數據中心—存儲24提供網絡連接存儲/文件服務器環境的抽象消除文件與其位置之間的依賴關系允許在不影響客戶端訪問的情況下在網絡連接存儲系統之間移動文件提供機會優化存儲利用率使用全局命名空間進行實施IP多供應商網絡連接存儲系統客戶端虛擬化

應用裝置IP網絡文件級別的存儲虛擬化—全局命名空間虛擬化數據中心—存儲25允許客戶端使用獨立于實際物理位置的邏輯名稱訪問文件將文件的邏輯路徑映射到物理路徑名稱簡化文件的訪問客戶端不再需要具有多個裝載點來訪問位于不同網絡連接存儲設備上的數據虛擬資源調配（精簡資源調配）虛擬化數據中心—存儲26從共享存儲池按需獲取容量，稱為精簡池僅在計算需要時才分配物理存儲資源調配決策不受當前可用存儲的約束可以在以下層實施存儲層計算層—對虛擬磁盤進行虛擬資源調配它是將LUN提供給計算系統的能力，

提供的容量大于物理分配給LUN的容量。虛擬資源調配（精簡資源調配）

10TB共享存儲池（精簡池）

已分配3TB

已分配3TB

已分配4TB計算報告

的容量精簡LUN

10TB

10TB精簡LUN精簡LUN計算系統磁盤驅動器傳統資源調配與虛擬資源調配虛擬化數據中心—存儲27虛擬資源調配350GB

實際數據1650GB

（即1.65TB）可用容量已分配

100GB已分配

50GB已分配

200GB精簡LUN1精簡LUN2精簡LUN3500GB550GB800GB存儲系統2TB傳統資源調配350GB實際

數據1500GB

（即1.5TB）已分配但未使用的容量400GB

已分配但未使用的容量100GB

數據500GB

已分配但未使用的容量50GB數據200GB

數據600GB

已分配但未使用的容量LUN1500GBLUN2550GBLUN3800GB存儲系統2TB150GB

可用容量精簡LUN創建時不需要完全分配物理存儲的邏輯設備操作系統將其視為傳統LUN從精簡池將物理存儲分配給精簡LUN從精簡池一次分配給精簡LUN的最小物理存儲量稱為精簡LUN擴展區最適合空間效率極為重要的環境虛擬化數據中心—存儲28精簡池虛擬化數據中心—存儲29提供精簡LUN所用實際物理存儲的物理驅動器集合在一個存儲陣列中可以創建多個池可以動態擴展在精簡池用于生產時可以將驅動器

添加到精簡池當銷毀精簡LUN時分配的容量將由池回收精簡池附加磁盤驅動器精簡池重新平衡虛擬化數據中心—存儲30添加新的磁盤驅動器時，平衡整個池的物理磁盤驅動器的已用容量在所有磁盤驅動器間重新分配數據精簡池添加磁盤，

重新平衡精簡池計算級別的虛擬資源調配虛擬化數據中心—存儲31虛擬機管理程序執行虛擬資源調配來為虛擬機創建虛擬磁盤虛擬機始終能看到完整邏輯

磁盤大小僅當虛擬機需要存儲空間時，虛擬機管理程序才將存儲空間分配給虛擬磁盤消除虛擬磁盤過度資源調配的需要20GB100GB虛擬磁盤精簡密集精簡虛擬機管理程序20GB40GB10GB虛擬資源調配優勢虛擬化數據中心—存儲32減少管理開銷提高容量利用率降低成本減少宕機存儲分層虛擬化數據中心—存儲33每層都針對特定的特征（如性能、可用性或成本）進行優化高效的存儲分層要求實施策略策略可能基于諸如文件類型、訪問頻率等參數存儲分層的實施手動存儲分層自動存儲分層建立存儲類型的層次結構，并識別候選數據以將它們重新定位到適當的存儲類型，以最低的成本滿足服務級別要求。存儲分層自動存儲分層虛擬化數據中心—存儲34自動執行存儲分層過程允許層之間的無中斷數據移動以相同的成本提高應用程序性能，或者以較低的成本提供相同的性能配置數據移動在存儲陣列內（陣列內）在存儲陣列之間（陣列間）自動存儲分層—陣列內虛擬化數據中心—存儲35在陣列內自動執行存儲分層過程允許高效使用固態驅動器(SSD)和

SATA驅動器技術將活動數據移到高性能的固態驅動器層，

將非活動數據移到高容量、低性能的

SATA驅動器層以子LUN