虚拟化存储比较：SAN与NAS
虚拟化存储比较：SAN与NAS
发表时间：2010-12-15 15:36:49内容来源：网络转载
内容提要：在一个虚拟化环境中，NAS设备可以作为虚拟机在服务器之间迁移的一个交换空间，作为一个备份介质，或者作为所有虚拟磁盘镜像的中央知识库。
随着数据中心中虚拟机镜像的数量越来越多，它需要消耗的空间也越来越大。同样，虚拟机在物理服务器间迁移以实现整个环境效率最大化时，在这些服务器间共享的网络介质要实现快速的切换和转换。
如果说所有的虚拟化环境都有一个共同的主题，那就是数据中心虚拟化存储空间需求。尽管现在市场上更倾向于使用StorageAreaNetwork(SAN)技术，但是NetworkAttachedStorage(NAS)也能满足企业数据中心这方面的需求。
在一个虚拟化环境中，NAS设备可以作为虚拟机在服务器之间迁移的一个交换空间，作为一个备份介质，或者作为所有虚拟磁盘镜像的中央知识库。在这样的任何一种情况下，数据中心和网络管理员都需要理解NAS设备的作用，以及它们对网络的影响。
为什么要使用NAS来作为数据中心虚拟化存储
网络存储的实现有两个主要的方法：NAS和SAN。这两种方法在网络架构以及在网络客户端上的表现都有所差别。NAS设备利用现有的IP网络和传输文件层接入，提取它可用的物理磁盘，并以网络共享的方式向使用诸如CIFS或NFS
的终端客户机提供一致的文件系统。NAS设备对网络方式的文件共享进行了优化，因为它们与文件服务器几乎是相同的。
相反，SAN技术，包括FibreChannel(FC)和iSCSI，实现数据块层访问，放弃文件系统抽象并在客户端表现为未格式化的硬盘。FC是目前最流行的SAN技术，它运行在一个专用的网络上，要求在每个服务器上使用专属的FC交换机和主机总线适配器(HBA)。而 FibreChanneloverEthernet(FCoE)是一个补充的新标准，它将存储和IP网络合并到一个聚合交换机上，但是它仍然需要在每个服务器上使用特殊的聚合网络适配器(CNA)。
而另一个数据块级技术iSCSI则在IP流量中封装了SCSI命令，同时能够使用现有Ethernet网络接口适配器，但是它一般会增加一个 TCP/IP卸载引擎(TOE)来优化性能。SAN解决方案在性能方面相对于NAS设备具备一定的优势，但也存在一些争议。SAN阵列的一个分区能够在两台主机上共享，但是这两台主机都
会将空间看作是自己的，这样这两台主机之间就会有空间争夺的风险。虽然有一些方法可以解决这个资源争夺问题，但是这个修复方法会增加额外一层的抽象——而NAS解决方案已经包含这一层抽象了。
两种类型的存储在虚拟化数据中心都有各自的作用。例如，Microsoft的Exchange服务器只支持通过数据块级访问数据的网络存储。由于 SAN的性能一般比NAS解决方案好，所以企业会在高I/O要求的应用中使用存储网络，如数据库。然而，出于实际管理虚拟机镜像库的目的，文件级访问很可能是许多环境中最简单的部署方法。根据组织的不同要求，数据中心经理可能会要求存储团队实现文件级存储，或者直接安装一个专用的NAS设备来满足他们数据中心虚拟化存储的需求。
虚拟化环境中NAS的替代方法
虽然许多人将NAS看作是支持虚拟化环境的最清晰的方法，但还有许多替代方案。对于已经部署了SAN的组织来说，他们可以使用NAS-SAN混合解决方案，在SAN可用空间之上再建立文件系统抽象。一个混合解决方案可以创建数据中心经理更喜欢的抽象层，同时保持中央存储网络的性能和可管理性。较小型的组织也可以考虑共享物理服务器上直接附加的存储空间，使用其中一个服务器作为中央存储库，而其余服务器则从这个服务器获取VM镜像。虽然这个解决方案可以在最小型的环境中运行，但是在较大型的环境中它可能很快就会导致I/O瓶颈。
虚拟化中NAS的网络设计注意事项
对于网络管理员来说，万幸的是NAS设备所依赖的文件共享和传输协议与大多数文件服务器是一样的，所以部署NAS的设计方法是非常相似的。然而，由于虚拟化环境的本质和所涉及的文件较大，所以在目标服务器上传输这些虚拟机镜像时需要尽早地考虑一些特别的注意事项。
网络管理员在进行NAS部署时应该保证所有相关的连接至少使用GigabitEthernet。他们也必须验证连接虚拟环境的网络交换机使用的端口数足够，从而能给存储设备提供足够的带宽。管理员也应该再次评估可能影响服务器和存储之间连接的QualityofService(QoS)策略，并在需要时对它进行调整，可以给予增加的存储流量更高的优先级。在NAS部署前后都进行网络基线设置可以清晰的认识到添加NAS设备到数据中心网络所产生的影响。如果性能出现问题，那么通过VLAN或专用交换机对网络的存储流量进行划分也是一个解决方法。
网络管理员应该与数据中心经理紧密协作，一起进行性能测试和比较NAS
设备上可用的各种网络协议，一般是NFS和CIFS。这两种标准的实现会因为网络设备、操作系统和虚拟化方案的不同而差别很大。由于平台的差异，以及组织的不同需求，每个可用方法的性能测试都将会帮助您确定特定环境中的最佳解决方案。
最后，网络管理员和数据中心经理在数据中心中部署一个NAS设备时需要注意那些可能超出技术支持容量的增长。网络存储的作用可能快速地增大，从而导致 I/O瓶颈和其他问题。虚拟环境快速修复可能会像滚雪球一样成为一个企业存储解决方案，特别是在小型组织。可以肯定的是，即使是很小型的NAS部署都会讨论向更包容的企业网络存储战略发展。根据不同需求，如果企业需要更高
的吞吐量，那么网络存储可能需要增长为较大规模NAS的解决方案或迁移到SAN 的解决方案。任何网络，不管是数据网络或是存储网络，如果不考虑总体设计，都会很难管理。
最新IPSAN与NAS详细对比
IPSAN与NAS FC-SAN，IP-SAN，NAS，DAS的区别 SAN 的概念 SAN（Storage Area Network）存储区域网络，是一种高速的、专门用于存储操作的网络，通常独立于计算机局域网（LAN）。SAN将主机和存储设备连接在一起，能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设备提供专用的通信通道。SAN将存储设备从服务器中独立出来，实现了服务器层次上的存储资源共享。SAN将通道技术和网络技术引入存储环境中，提供了一种新型的网络存储解决方案，能够同时满足吞吐率、可用性、可靠性、可扩展性和可管理性等方面的要求。 一、FC-SAN 通常SAN由磁盘阵列（RAID）连接光纤通道（Fibre Channel）组成（为了区别于IP SAN，通常SAN也称为FC-SAN）。SAN和服务器和客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP，数据处理是“块级”（block level）。SAN也可以定义为是以数据存储为中心，它采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有高传输速率的光通道的直接连接方式，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。SAN 最终将实现在多种操作系统下，最大限度的数据共享和数据优化管理，以及系统的无缝扩充。FC-SAN的组成 在FC-SAN中，有一些专用的硬件和软件。硬件包括FC卡、FC HUB、FC交换机、存储系统等，软件主要是FC控制卡针对各种操作系统的驱动程序和存储管理软件。 ?FC卡：主要用于主机与FC设备之间的连接。 ?FC HUB：内部运行仲裁环拓扑，连接到HUB的节点共享100MB/S带宽（或更高）。 ?FC交换机：内部运行Fabric拓扑，每端口独占100MB/S带宽（或更高）。
浅谈虚拟存储与服务器虚拟化的应用 杨彦仙
浅谈虚拟存储与服务器虚拟化的应用杨彦仙 摘要：虚拟技术是目前计算机应用过程中的重要实施技术，可以显著提升企业 的资源利用率，降低运营和维护成本，是各行业大力研究和引进使用的应用。本 文结合电力行业对虚拟存储技术和服务器虚拟化技术进行探究，并对电网企业采 取虚拟技术的必要性和优势进行了分析，可以看出，虚拟化技术可以明显提升电 网企业的效率，符合机组的绿色高效运行的主旨。 关键词：虚拟化；存储虚拟；服务器虚拟 0引言 随着信息化进程的不断加快，信息系统的管理种类和数量逐渐增加。电力行 业是国家发展的支柱行业。随着计算机设备和系统不断的引入电力行业，电力系 统的数据存储的稳定和高效性质成为电力系统稳定发展的重要条件。为了应对设 备和系统巨大的运行和维护压力、合理高效地利用资源，电力行业开始开展了以 云计算、虚拟化等先进信息技术的研究。虚拟化存储最通俗的理解就是将存储物 理资源进行抽象化处理，通过将一个(多个)目标服务或者功能与其他附加功能进 行集成处理，统一提供有用的全面功能服务。存在的虚拟存储有亚马逊的云计算 平台基于Xen虚拟化技术、EMC的Atmos云存储、IBM的XIV新一代存储产品、 惠普的ExDS9100、中国电信和EMC公司联合推出“e云”等。 1虚拟存储与服务器虚拟化的相关概述 虚拟存储的对象有多种，可以分为块虚拟化、磁盘虚拟化、磁带虚拟化、文 件系统虚拟化等。虚拟存贮的概念并不新鲜，自上世纪70年代开始，由于存储 价格的昂贵及容量小等特点，大型的应用程序和设备运行受到限制，人们开始提 出虚拟存储的技术和概念。存储虚拟化即将硬件资源虚拟化，通过虚拟的形式将 其表示。随着虚拟存储技术的不断发展，新形式下，虚拟存储也被赋予新的内涵，认为虚拟存储可以大程度地提升管理水平，设备总体的利用率提升。目前，虚拟 存储技术没有得到较大程度推广和使用的原因有三:存储技术标准化进程缓慢，不 同产品之间的整合困难重重；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；价格相对较高且主要针对高端用户。 服务器虚拟化是将服务器物理资源抽象成一种逻辑资源，使得传统的服务器 变成几个或者上百个相互隔离的虚拟服务器，使得服务器不再受到物理上的限制。CPU、内存、硬盘等变成可以动态管理的资源，实现服务器的整合，充分利用服 务器资源，提升利用率。 存储虚拟化包含两个基本的层次：存储设备虚拟化和服务器虚拟化。前者是 存储设备物理一级的虚拟化，后者则是对服务器进行LUN级别的存储行为。一方面，服务器的存储化为存储设备的虚拟化提供一个平台；另一方面，如果存储设 备不存在虚拟化，服务器的存储化将不能实现，任何配置的调整都有可能导致存 储设备的停机。这也就意味着，存储设备虚拟化和服务器虚拟化要紧密结合，将 虚拟化技术完美的诠释，极大提升资源的高效利用率。 2虚拟存储与服务器虚拟化的必要性 虚拟存储和服务器虚拟化技术对于企业的部署是具有重要推动作用的，尤其 对于电力行业企业。目前，电力企业的运行普遍存在以下几个问题：(1)成本高。 电力行业在IT部署中，采取的方式主要为单机模式，该种方式容易导致硬件成本高、机柜的耗电量大，并且人力维护和运行成本也较高。(2)负载大。在实际中， 机房在电源负载、容量及空调制冷等方面均不能达到设备正常运行和存放的水平，
存储虚拟化技术论文
存储虚拟化技术论文 浅谈存储虚拟化技术 摘要：本文主要就虚拟存储化技术的概念、主要特点、相关技术、虚拟存储化的作用以及怎样认识虚拟存储化作了有关的描述与解析。 关键词：存储虚拟化技术 计算机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,这一路走来似乎缓慢而艰辛,随着存储数据的不断 增长,对存储空间的迫切需求推动着存储虚拟化技术不断向前。 1、什么是存储虚拟化 存储虚拟化:可以理解为把硬件资源抽象化,用虚拟形式来展示它们。虚拟化能够把物理的存储系统从数据驱动的具体工作中解放出来,从而使用户能够随意地按实际需要对有限的存储资源进行分配。 虚拟化可以将多个物理存储资源池合成一个虚拟的存储资源,再对其 实施集中管理或者以逻辑方式将其分成多个虚拟机。 存储虚拟化技术是通过把物理层资源抽象化,从而将一个灵活的、逻辑的数据存储空间展现在用户面前。最基础的存储虚拟化实现是 在主机层,通过计算机操作系统的逻辑卷管理器能够很便捷的为应用 系统和用户分配存储容量。 2、存储虚拟化的主要特点 (1)虚拟存储为大容量存储系统集中管理提供了一个手段,由网络中的一个环节(如服务器)进行统一管理,从而避免了由于扩充存储设 备为管理带来的麻烦。 (2)对于视频网络系统虚拟存储最值得一提的特点是:大幅度提高存储系统整体访问的带宽。多个存储模块组成了当前的存储系统,而 虚拟存储系统能够很好地实现负载平衡,把每次数据访问所需占用的
带宽十分合理地分配到各个存储模块上,这样整个视频网络系统的访问带宽就变大了。 (3)虚拟存储技术使得存储资源管理变得更加灵活,能够把不同类型的存储设备集中管理统一分配使用,有效保障了用户以往对存储设备的投资。 (4)虚拟存储技术能够通过相关管理软件,为网络系统提供许多其它的功能,现在比较流行的如无需服务器的远程镜像、数据快照等技术。 3、相关存储技术 现在虚拟存储的发展还没有一个统一的标准,从它的拓扑结构来看主要有两种方式:即对称式与非对称式。对称式虚拟存储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;非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。而从它的实现原理来看也有两种方式:即数据块虚拟与虚拟文件系统。 3.1对称式虚拟存储具有以下主要特点 3.1.1大容量高速缓存的应用,使数据传输速度明显提高 缓存是位于主机与存储设备之间的I/O路径上的中间介质被存储系统广泛采用的。当主机向存储设备读取数据时,会先把与当前数据存储位置相关联的数据读到缓存中,并将多次调用过的数据保留在缓存中;当主机读/写数据时,缓存这个中间介质就能够大大提高读/写速度。 3.1.2多端口并行技术,使I/O瓶颈消于无形 传统的存储设备中控制端口与逻辑盘之间关系就是一一对应,访问一块硬盘只能通过一个特定的控制器端口。但在对称式虚拟存储设备中,SANAppliance的存储端口与LUN的关系是虚拟的,即多台主机可以通过多个存储端口(最多8个)同时并发访问同一个LUN;在光纤通道100MB/带宽的大前提条件下,并行工作的端口数量越多,数据带宽就越高。
未来存储虚拟化技术分析
１引言 网络存储的目标市场现状，为存储虚拟化提供了发展机遇，同时也带来了技术方面和非技术方面的挑战。在以数字化为主要方向的信息化发展过程中，信息容量的快速增长，给参与社会活动的各个部门，或多或少地带来了管理成本和设备投入的增长，而这么巨大的数据增长牵扯到电力、存储空间、管理等一系列复杂问题。为此，对存储虚拟化未来技术的发展要求将越来越高。 ２存储网格 自从网格思想产生以来，人们就常常以电力网为列来类比网格的思想和现实形态，这无意是一种较为现实的、非常容易理解的类比方式，也表现出了网格的许多本质特性，自治性和共享性是人们关注网格的最主要原因。但必须想到，作为一个系统网格必须是可控的，这一点在现实的电力网中也是如此。同时，网格也必须是可测量的、安全的、这些是作为现实可行的技术所必须具备的条件，而正是这些对网格的发展，构成了很大的障碍，原因是到目前为止，在这些方面的理论和技术准备并不充分。 存储网格是实现存储资源自主、有序、合理流动的系统，由于存储网格软件所构成的存储资源的势能评价体系为存储资源的调配提供了可实时决策的依据。存储资源是一种概念抽象，它既可能包含了类似ＣａＣｈｅ这样易失特性的存储介质，也可能包含了磁盘存储、磁带存储这样的非易失性存储，而光盘存储也是可以涵盖在其中的，那究竟如何理解存储资源的流动呢？存储资源的流动表现为由存储网格软件所评价出的存储资源对象的特性与数据对象的匹配过程。例如；数据对象的重要性或安全性需求降低后，原来用来保护该数据对象的存储资源对象将不适合，于是也就产生了数据对象迁移的需求，而存储网格可以按照一定的规则实现这一自动的迁移过程，从而产生了存储资源的流动。存储网格中实现共享和自治机制的存储网格软件，以及实现存储对象与数据对象匹配的操作等等是存储网格的技术支撑，而这些软件所依托的理论和实现模型，以及存储资源对象、数据对象、系统资源对象等是存储网格的核心之所在。 目前，存储网格被理解为多种多样的形式但多片面地强调其某一个侧面，而忽略了其内在规律性，无论是将存储网格描述为全交换或联通的网格拓扑结构，还是强调它所带来的灵活性、安全性、互操作性等等，包括ｐ２ｐ技术，这都是存储网格的外在表现或实现层面的局部特征，而构成存储网格的核心思想并不在于此。 ３以数据为核心的存储 随着人们对信息需求的不断增长，数据量呈现不断激增的态势，其直接表现是社会各单位对于存储资源的需求量越来越大，而随着整个社会对信息的依存度的不断提高，信息载体—数据的重要性也随之得到提生。由此也促使着人们的管理理念正从以计算为核心，以存储为核心逐步转向以数据为核心，随着数据存储容量和数据服务种类的增加，如何更为合理，有效保证数据服务质量的问题便愈显突出。但目前的解决方式还是在单一ＨＳＭ的配置下，对所有的数据服务均配以相同质量的存储服务，或者人为地针对不同数据服务要求设定存储服务质量。 ４现有的存储构成理念 从网络存储设备及接口方面考虑，卡耐基梅隆大学（Ｃａｒｎｅｇｉｅ－ＭｅｌｌｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）还在研究和标准化ＮＡＳＤ（ＮｅｔｗｏｒｋＡｔｔａｃｈｅｄＳｅｃｕｒｅＤｉｓｋ），从智能化磁盘设备方面，据查国外已有一些相关研究。从国内目前来看，网络存储方向的新技术研究相对较少。 ４．１ＮＡＳＤ ＣＭＵ的ＮＡＳＤ是一个较早提出的磁盘系统。美国国家存储工业委员会ＮＳＩＣ提出的ＯＳＤ模型就是基于ＮＡＳＤ。 这些系统的研究重点是存储设备的功能及其接口协议。ＮＡＳＤ提供给用户的不是磁盘块接口，而是磁盘对象接口。在多数情况下，磁盘对象都是对应文件。一个磁盘对象可以有许多由磁盘系统管理的属性，其中包括大小、各种时间等等。 ４．２活跃磁盘设备 据查卡耐基梅隆大学和加州大学以及马里兰大学分别进行了活跃磁盘相关的研究项目。他们在研究中都是利用磁盘内部的ＣＰＵ和内存资源。随着硬件技术及磁盘技术的发展，磁盘内部的ＣＰＵ及内存资源越来越丰富。近几年，服务器所使用磁盘内容的嵌入式ＣＰＵ可达到２００ＭＩＰＳ的处理能力，而内存容量也相应的可达到３２ＭＢ－６４ＭＢ。活跃磁盘的这两个研究项目就是研究和设计一个分布式的系统结构，使的应用程序的一部分可以动态地下载到磁盘中去并在磁盘的运行环境中执行。其结果不仅充分地利用了磁盘的处理能力，还大大降低了存储容量的增长速度与ＣＰＵ处理能力的增长速度之间的差异。与此同时，由于磁盘内嵌入式ＣＰＵ的有效使用，也大大降低了对于Ｉ／Ｏ带宽的要求。 ４．３智能磁盘设备 在活跃磁盘研究项目的基础上，据查加州大学开始了智能磁盘设备的研究。与活跃磁盘不同，智能磁盘对于磁盘的ＣＰＵ能力、内存容量、磁盘间的通讯带宽都有更高的要求。与此相应智能磁盘除了针对数据库、决策支持系统之外，还面向更为广泛的应用，其中包括降低数据写延迟，软件ＲＡＩＤ的实现，系统自动配置等等。 （下转第１０４页） 收稿日期：２００７－０４－２３未来存储虚拟化技术分析 王金旺，孙喜平 （内蒙古机电职业技术学院，内蒙古呼和浩特０１００５１） 摘要：本文主要介绍了存储虚拟化技术的现有及未来的技术理念，并通过对存储技术研究及应用现状进行了深入探讨和分析，给广大读者提供了很好的借鉴。 关键词：存储；虚拟化技术；理念 中图分类号：ＴＰ３３３文献标识码：Ａ文章编号：１００９－３０４４（２００７）１３－３０１００－０１ ＦｕｔｕｒｅＳｔｏｒａｇｅＶｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｎａｌｙｓｉｓ ＷＡＮＧＪｉｎｇ－ｗａｎｇ，ＳＵＮＸｉ－ｐｉｎｇ （ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＭａｃｈｉｎｅＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＯｃｃｕｐａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｈｕｈｅｈａｏｔｅ０１００５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎＴｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄａｎａｌｙｓｅｄｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｓｔａｔｕｓｑｕｏ．Ｉｔｇｉｖｅａｇｏｏｄｃｈａｎｃｅｔｏｓｔｕｄｙｆｏｒｍａｎｙｒｅａｄｅｒｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｒａｇｅ；ｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｃｏｎｃｅｐｔ
SAN 和NAS的区别
NAS和SAN字面上相似，并且都是新型数据存储模式，但这二者是完全不同的，针对不同方向的技术。 一、什么是SAN（Storage Area Storage，存储区域网） SAN（Storage Area Storage，存储区域网）是一个高速的子网，这个子网中的设备可以从你的主网卸载流量。通常SAN由RAID阵列连接光纤通道（Fibre Channel）组成，SAN和服务器和客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP，数据处理是“块级”（block level）。是一个集中式管理的高速存储网络，由多供应商存储系统、存储管理软件、应用程序服务器和网络硬件组成，能够帮助您充分利用您所拥有的商业信息的价值。由于SAN的基础是存储接口，所以是与传统网络不同的一种网络，常常被称为服务器后面的网络。 SAN的概念是允许存储设备和处理器（服务器）之间建立直接的高速网络连接，通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。 SAN可以被看作是存储总线概念的一个扩展，它使用局域网（LAN）和广域网（WAN）中类似的单元，实现存储设备和服务器之间的互连。这些单元包括：路由器、集线器、交换机和网关。SAN可在服务器间共享，也可以为某一服务器所专有，既可以是本地的存储设备也可以扩展到地理区域上的其他地方。SAN的接口可以是企业系统连接（ESCON）、小型计算机系统接口（SCSI）、串行存储结构（SSA）、高性能并行接口（HIPPI）、光纤通道（FC）或任何新的物理连接方法。 先进：光纤通道（Fibre Channel）SCSI 技术是SAN技术的物理基础。Fibre Channel采用高频（1GHz）串行位（Bit）传送，单环速度可达100-200Mbyte/s （相当于Gigabit），双环共用可达到200- 400Mbyte/s。每个环可挂接126个SCSI 设备，不加中继时最远距离可达10Km。而且有很大的继续发展空间。传统的SCSI 总线电缆因受制于电子技术和电气物理特性的限制，在速度（20-160MB/s），容量（每条总线8-16个SCSI设备），距离（1.5-25米）等方面都已近极限。 高效：Fibre Channel采用FC-AL仲裁环机制，使用Token（令牌）的方式进行仲裁，其效率远较传统Ethernet的CSMA/CD为高；另外，SAN的网络协议为SCSI-3，在数据流的包/桢结构上，其效率远较TCP/IP为高。安全：SAN不仅保留了传统的RAID，HA，Cluster等安全措施，而且提供了双环冗余，远程备份等新的安全手段。齐备：基于Fibre Channel的交换及接入设备。 二、什么是NAS（Network Attached Storage，网络附加存储） NAS（Network Attached Storage，网络附加存储）的典型组成是使用TCP/IP 协议的以太网文件服务器，数据处理是“文件级”（file level）。你可以把NAS 存储设备附加在已经存在的太网上。NAS按字面简单说就是连接在网络上，具备资料存储功能的装置，因此也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服
浅谈虚拟化技术在信息安全领域的应用
浅谈虚拟化技术在信息安全领域的应用 摘要将从虚拟化中服务器和网络两个方面的虚拟化技术在信息安全中的应用入手，论述如何减少网络安全事故的发生率和事后恢复的速度，从而保证网络的安全、快速和不间断运行。 关键词虚拟化；云计算；信息安全 1 服务器虚拟化 在一台物理服务器上运行虚拟化平台，通过改平台来定制和部署出一台或者多台虚拟服务器，这些虚拟的计算机可以像真正的计算机那样安装操作系统（可以是Windows、Linux等平台）、运行应用程序、提供网络服务等等。对于物理服务器来说，它只是服务器硬件平台上运行的一套底层平台系统，对于信息系统管理人员来说，它就是一台真正的服务器。 目前流行的虚拟化系统平台有VMware ESXI 、Citrix Xenserver和微软的Windows server 2008 Hyper-V，它们都能运行在服务器硬件平台上的底层虚拟化系统平台。借助这些虚拟化系统平台，企业可以最大限度地保护投资成本。 1.1 特点 在同一台物理服务器上可以同时运行多个虚拟机，每个虚拟机都有自己独立的一个操作系统和对应的硬件资源。 虚拟机之间可以互相通信，通过网络之间共享文件、应用、网络资源等，在网络上就相当于一台独立的服务器。 在虚拟机上的任何操作都可以通过快照进行快速回滚。 1.2 虚拟机的保护原理 虚拟机是指在原有的操作系统平台运行虚拟化软件来虚拟出若干新的子系统，而这些子系统建立在正在运行的操作系统上，同时又拥有自己独立的CPU、硬盘、内存及其他硬件，这些硬件都是通过虚拟化软件模拟产生。虚拟子系统是CPU是通过物理计算机上操作系统里的i386保护模式实现的，虚拟的硬盘是原有系统中的一个文件，内存则是从物理内存中划分的一块。 1.3 虚拟机隐藏真实实例服务器 随着网络办公的大量应用，带来许多不可缺少的对外提供服务，这些暴露在整个网络里的服务，肯定会带来嗅探、扫描和暴力破解等网络攻击行为的发生。利用虚拟机技术把这些容易受到攻击的服务分散成一台台虚拟服务器，并通过虚
存储虚拟化研究与应用
价值工程 0引言 随着深圳供电局有限公司供电业务需求对IT 自动化要求的提高和应用服务器数量的大幅度增长，在过去5年内为满足不断增加的服务器资源需求，不断提高的业务可用性需求和日益严重的应用性能瓶颈，企业不断追加服务器及存储硬件资源的投入和改善运维管理，然而IT 基础架构的战略规划也仅局限在技术或运维的范围内。 经过近年的服务器及存储基础架构的连续建设，管理成本和管理效率成本日益上升，如何发挥有限存储资源的作用，实现更好的配置和管理来满足企业不断发展的商业业务需求，成为当前深圳供电局有限公司IT 运维服务器及存储管理的核心任务。 在当前系统架构不能支持在不中断业务条件下进行数据的重新分布，更加无法满足生产和业务在线不间断运行的条件下，实现数据的迁移和重新部署。只有使用虚拟化技术，整合存储资源，建立数据通路和管理通路，才能在不显著增加存储资源的条件下实现数据的重新分布和迁移，包括业务在线运行条件下的数据迁移，实现投资回报的优化。 1深圳供电局有限公司核心存储现状深圳供电局有限公司信息部共有高、中、底端存储9套，大部分存储空间使用率都达到了70%以上，其中SAP 营销系统核心存储XP24000空间紧张，并且非关键数据容灾（BC ）占了大量高性能的、高价值空间。与此同时，生产管理信息系统存储XP512的数据迁移到新洲数据中心XP24000后，XP512将会有约7.27T 的空间闲置。为了提高资源利用率，计划采用存储虚拟化技术，在XP512数据迁移出后，将XP512外接到SAP 存储XP24000，虚拟化为XP24000的内部资源，通过XP24000进行统一管理。 2深圳供电局有限公司核心存储资源矛盾虽然深圳供电局有限公司拥有9套高、中、底存储资源，但9套存储资源划分在3个不同的SAN 环境中，导致各套存储资源无法共享，部分存储资源使用率高，而部分存储资源使用率低，存储资源分配不均，浪费严重。另外，随着信息化的迅速发展，信息系统可靠性越来越高，在现有存储环境下，无法保障业务系统数据在不同存储之间的不间断迁移。 3深圳供电局有限公司存储虚拟化的研究与应用考虑到深圳供电局有限公司存储现状和应用系统未来发展对存储空间需求，计划将XP24000和XP512两套存储之间实现虚拟化，实现资源的优化配置。在两套存储进行虚拟化时，考虑到虚拟化后存储的性能、兼容性、运维管理的方便性等方面，在进行存储虚拟化的设计时需要考虑以下因素： ①存储虚拟化所支持的外部磁盘阵列的兼容性；②存储虚拟化所需的FC 端口规划；③存储虚拟化后虚拟卷的LDEV 规划；④存储虚拟化所需的cache 分区规划。 3.1支持的外部磁盘阵列的兼容性由于XP24000与XP512都是HP 公司的产品，两套存储之间的兼容性没有问题。 3.2存储端口规划设计原则XP 磁盘阵列的存储端口(CHIP port)可设置为四种属性中的一种： Target ：用于通常的主机访问；Initiator ：用于CA 的数据发送端口；RCU Target ：用于CA 的数据接收端口；External ：用于存储虚拟化的连接外部存储的端口。每两个CHIP 端口共享一个处理器，例如CL1A/CL5A 共享，CL2A/CL6A 共享，以此类推。共享处理器的两个 —————————————————————— —作者简介：陈瑞（1982-），男，广东湛江人，本科，工程师，研究方 向为IT 运维管理。 存储虚拟化研究与应用 Research and Application of Storage Virtualization for Limited Company of Shenzhen Power Supply Bureau 陈瑞CHEN Rui （深圳供电局有限公司，深圳518020） （Limited Company of Shenzhen Power Supply Bureau ，Shenzhen 518020，China ） 摘要：在信息技术领域，数据存储是最早应用虚拟化这个概念的。早在十几年前存储系统就被描述为虚拟磁盘机。随后针对磁盘 组或者多个磁盘条带的逻辑卷管理、虚拟磁带机和虚拟磁带也陆续进入应用领域。随着技术的发展，存储虚拟化技术已经成熟。但不 同的应用环境、 场景有不同的开发和实施技术要求。深圳供电局有限公司在存储虚拟化技术与存储虚拟化技术为企业提高IT 投资回报，带来经济效益方面进行了深入的研究与应用，实现了存储虚拟化技术在深圳供电局有限公司IT 基础设施平台的应用。 Abstract:In the field of information technology,data storage was the first application of the concept of virtualization.the storage system was described as a virtual disk drive more than ten years ago,Then virtual tape drives and virtual tape also went into the fields of application for the logical volume management of disk group or multiple disk stripes.As technology advances,the storage virtualization technology is being matured.But different application environments has different technical requirements of development and implementation.After in-depth-study and application of storage virtualization technology and how to improve return on IT investments,get economic benefits by it,Shenzhen Power Supply Bureau has completed storage virtualization in the IT infrastructure platform. 关键词：虚拟化；存储池；数据孤岛Key words:virtualization ；storage pool ；data islands 中图分类号：TP39文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）03-0182-02 ·182·
与FC SAN和NAS的不同点
1.1对FC SAN+共享文件系统的比较优势 1.1.1共享性能 首先，LoongStore集群存储系统是基于分布式文件系统的存储，支持多客户端的并发访问；而FC SAN自身只提供了块级的访问接口，并不能支持文件共享，所以ＳＡＮ方案必须采用在客户端另行安装共享文件系统的方式； 其次，在性能上，LoongStore采用数据分布式存储，无论是一个文件还是一个目录，数据都会按照一定的算法分布到存储服务器集群内的机器上，不存在计算和通道瓶颈，在被N个客户端访问时的IO性能，可以接近达到一个客户端访问的N倍，而且存储服务器数量越多，IO性能也呈现线性增长态势；而FC SAN 的文件分布在一个LUN内，一个LUN所能够提供的处理能力和IO能力都是有限的，因此多个作业并发访问时，响应速度和IO会出现不升反降的趋势。分别如图4.1、图4.2所示。 图4.1：LoongStore集群存储文件共享IO方式
图4.2 FC SAN共享文件示意图 由图可见，在FC SAN中，虽然SAN设备本身拥有较高的通道能力（如4Gb），但是在共享环境下，存储所能够提供的IO性能受制于控制器的处理效率，整体性能的瓶颈无法从根本上得到解决。而LoongStore集群存储系统完全是分布式的访问方式，访问压力平均分配到每个存储服务器上，因此系统所提供的数据IO 性能几乎就是每台存储服务器性能相加的总和。 1.1.2可靠性 LoongStore集群存储系统采用全局数据冗余设计，保证每个数据块都能分布在不同的存储服务器上，这样带来的好处是： 1、数据重构速度极快；克服了传统RAID重构速度慢的隐患； 2、允许多块硬盘失效，甚至整台存储服务器失效，系统都能保证数据的完整性。 反观FC SAN设备，虽然在单台设备的可靠性设计上采用了硬件冗余、RAID 保护等方式，但有却出现了两个问题：首先，随着磁盘容量越来越大，硬盘数量越来越多，RAID的重建时间也越来越长，一次RAID重建往往花费十个小时以上，而在此期间，一旦RAID组内又有一块硬盘损坏，就会造成用户数据丢失，这在实际应用中并不少见。其次，如果单台SAN设备失效，也会造成数据丢失。 1.1.3扩充性 LoongStore集群存储系统具有十分灵活的在线扩展能力。对于新加入的存储
浅谈存储虚拟化技术
浅谈存储虚拟化技术 摘要：本文主要就虚拟存储化技术的概念、主要特点、相关技术、虚拟存储化的作用以及怎样认识虚拟存储化作了有关的描述与解析。 关键词：存储虚拟化技术 计算机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,这一路走来似乎缓慢而艰辛,随着存储数据的不断增长,对存储空间的迫切需求推动着存储虚拟化技术不断向前。 1、什么是存储虚拟化 存储虚拟化:可以理解为把硬件资源抽象化,用虚拟形式来展示它们。虚拟化能够把物理的存储系统从数据驱动的具体工作中解放出来,从而使用户能够随意地按实际需要对有限的存储资源进行分配。虚拟化可以将多个物理存储资源池合成一个虚拟的存储资源,再对其实施集中管理或者以逻辑方式将其分成多个虚拟机。 存储虚拟化技术是通过把物理层资源抽象化,从而将一个灵活的、逻辑的数据存储空间展现在用户面前。最基础的存储虚拟化实现是在主机层,通过计算机操作系统的逻辑卷管理器能够很便捷的为应用系统和用户分配存储容量。 2、存储虚拟化的主要特点 (1)虚拟存储为大容量存储系统集中管理提供了一个手段,由网络中的一个环节（如服务器）进行统一管理,从而避免了由于扩充存储设备为管理带来的麻烦。 (2)对于视频网络系统虚拟存储最值得一提的特点是:大幅度提高存储系统整体访问的带宽。多个存储模块组成了当前的存储系统,而虚拟存储系统能够很好地实现负载平衡,把每次数据访问所需占用的带宽十分合理地分配到各个存储模块上,这样整个视频网络系统的访问带宽就变大了。 (3)虚拟存储技术使得存储资源管理变得更加灵活,能够把不同类型的存储设备集中管理统一分配使用,有效保障了用户以往对存储设备的投资。 (4)虚拟存储技术能够通过相关管理软件,为网络系统提供许多其它的功能,现在比较流行的如无需服务器的远程镜像、数据快照等技术。 3、相关存储技术 现在虚拟存储的发展还没有一个统一的标准,从它的拓扑结构来看主要有两种方式:即对称式与非对称式。对称式虚拟存储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;非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。而从它的实现原理来看也有两种方式:即数据块虚拟与虚拟文件系统。 3.1 对称式虚拟存储具有以下主要特点 3.1.1 大容量高速缓存的应用,使数据传输速度明显提高 缓存是位于主机与存储设备之间的I/O路径上的中间介质被存储系统广泛采用的。当主机向存储设备读取数据时,会先把与当前数据存储位置相关联的数据读到缓存中,并将多次调用过的数据保留在缓存中;当主机读/写数据时,缓存这个中间介质就能够大大提高读/写速度。 3.1.2 多端口并行技术,使I/O瓶颈消于无形 传统的存储设备中控制端口与逻辑盘之间关系就是一一对应,访问一块硬盘只能通过一个特定的控制器端口。但在对称式虚拟存储设备中,SAN Appliance的
SAN存储虚拟化关键技术的研究和设计(硕士论文)
SAN存储虚拟化关键技术的研究和设计 摘要 作为第四代存储技术 然而设备管理复杂程度连经验丰富的网络管理员都会感到棘手 由于SAN标准尚未制定完善虚拟化的标准也尚在制定之中 本文对比了简单SAN管理上的缺陷与不足 在明确了种种虚拟化概念之后 除了能进行基本磁盘资源的管理之外 使得主机能够像使用一块”大”的硬盘一样使用存储池的资源本文提出的解决方案本文的主要内容主要包括以下几个方面 对其存储分配的应用缺陷做了讨论 论述虚拟技术可以提供的优势 详细论述了虚拟存储技术的定义及其多种实现方式 提出了本文存储虚拟化开发方案选择
3.引入卷管理作为构建层次化存储池的基础 并且就逻辑卷管理和企业卷管理不同侧重点做了分析 对SAN管理软件进行扩展 关键词
Research and Design of Storage Virtualization in a SAN ABSTRACT As the fourth generation of storage technology, Storage Area Network provides high connectivity and scalability of network storage device. However, with hundreds of heterogeneous storage devices and hosts connected by networks, the consequent complexity of storage management confused even sophisticated network administrator. It's the complex problem of storage management in SAN that result in storage virtualization. Today one of the most confused topics in IT industry is storage virtualization. Although "virtual" has already come up with such concepts as virtual memory, virtual display, and virtual tape in OS design many years ago. But as to what is storage virtualization, there is no clear and standard definition by far. There is lack of standards for SAN since SAN technology is in the stage of early development, so does the storage virtualization. True storage virtualization development is in its embryo stage for most storage industrial vendors, although many of them acclaim their accomplishments in storage virtualization. In this article, the deficiency and defects of plain SAN management have been pointed out and therefore together with advantages of storage management of virtualization. After clear description of many storage virtualization schemes in different aspects, a virtualization scheme is set up on the basis of former IP-SAN plain disk resource management system. In addition to management of physical disks in SAN, this scheme could create hierarchical storage pool and enables application servers in SAN the ability of using pool as a very big local disk. Total SAN virtualization could involve many details of both software and hardware in SAN. The virtualization design provided in this article is an extension of original IP-SAN management software. The contents of this article include the following topics: 1.Analyze the difficulties of plain SAN management and discuss the deficiency of storage distribution for application level. Compared with storage virtualization, many advantages in technology for storage application are described in detail. 2.Describe in detail the concepts of storage virtualization and its various solutions from different aspects, such as what storage virtualization creates, where virtualization layer resides, and how it is implemented
一文看懂分布式存储与传统NAS、SAN优劣势
一文看懂分布式存储与传统NAS、SAN优劣势 传统SAN存储设备一般采用双控制器架构，两者互为备份，配置两台交换机与前端的服务器进行连接，这种双控制器架构方式会有以下两个方面的缺点： 1．网络带宽容易变成整个存储性能的瓶颈； 2．如果一个控制器损坏，系统的性能将大幅下降，影响存储的正常使用。 传统存储架构的局限性主要体现在以下几个方面：1、横向扩展性较差 受限于前端控制器的对外服务能力，纵向扩展磁盘数量无法有效提升存储设备对外提供服务的能力。同时，前端控制器横向扩展能力非常有限，业界最多仅能实现几个控制器的横向。因此，前端控制器成为整个存储性能的瓶颈。 2、不同厂家传统存储之间的差异性带来的管理问题 不同厂商设备的管理和使用方式各有不同，由于软硬件紧耦合、管理接口不统一等限制因素无法做到资源的统一管理和弹性调度，也会带来存储利用率较低的现象。因此，不同存储的存在影响了存储使用的便利性和利用率。 分布式存储往往采用分布式的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息。它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展，将通用硬件引入的不稳定因素降到最低。优点如下： 1．高性能 一个具有高性能的分布式存户通常能够高效地管理读缓存和写缓存，并且支持自动的分级存储。分布式存储通过将热点区域内数据映射到高速存储中，来提高系统响应速度；一旦这些区域不再是热点，那么存储系统会将它们移出高速存储。而写缓存技术则可使配合高速存储来明显改变整体存储的性能，按照一定的策略，先将数据写入高速存储，再在适当的时间进行同步落盘。 2．支持分级存储 由于通过网络进行松耦合链接，分布式存储允许高速存储和低速存储分开部署，或者任意
虚拟化存储系统
虚拟化存储系统 华中科技大学 集群与网格计算XX省重点实验室信息存储系统教育部重点实验室 2003年12月
1. 课题研究背景 当今社会，信息正以超乎人们想象的速度增长，这对信息存储系统的容量和速度提出了空前的要求，由此引发的各种问题也随之而来。人们对信息数据日益广泛的需求导致存储系统的规模变得越来越庞大，管理越来越复杂，信息资源的爆炸性增长和管理能力的相对不足之间的矛盾日益尖锐。同时，这种信息资源的高速增长也对存储系统的可靠性和扩展性提出了挑战，信息资源的共享也显得越来越重要。 在广域网中存在大量相互独立的数据孤岛，它们之间的数据资源不能共享，存储空间不能得到有效使用，数据的传输性能不足。存储虚拟化是指将用户看到的存储资源同具体的物理存储设备分隔开来，为存储用户提供统一的虚拟存储池。它是具体存储设备或存储系统的抽象，展示给用户一个逻辑视图，同时将应用程序和用户所需要的数据存储操作和具体的存储控制分离。存储虚拟化的任务首先是在多个物理存储设备或存储系统上创建一个抽象层，屏蔽复杂性，简化管理；其次是对存储资源进行优化。本课题研究了广域网X围和存储局域网（SAN）内部的存储虚拟化技术，以及支撑这种技术的文件系统。 据统计，在企业网、局域网内部采用分布式存储技术的企业，其存储服务器、磁盘阵列甚至PC的存储空间利用率一般只达到50%，很多设备甚至还达不到，用户投资被大量浪费。由于文件服务器系统缺乏对并行I/O的支持，在大量用户访问或遭到恶意访问攻击时，系统将很快达到饱和而无法完成服务。通过存储虚拟化技术，不仅可以简化异构存储管理的复杂性，更可以高效充分地利用存储空间。通过在互连网络环境中引入分布式RAID功能，能够实现数据有效备份和容灾，提高信息的安全可靠性。通过将三级存储设备虚拟为二级存储，可以为用户提供快速海量存储。 局域网的网络存储技术基本上可以分NAS和SAN两大类，而NAS和SAN又各有其优缺点。因此，提供一种技术将NAS和SAN统一整合起来是一个很有意义的研究课题。 在由高速串行SCSI接口构建的SAN中，如果没有SAN管理软件的管理和调度，只要存在两台主机，就必然存在共享冲突的问题，存储设备就无法正常工作，光纤通道的优点就无法体现出来。相反，如果SAN管理软件管理调度得当，FC 所具有的优势就能被充分发挥出来，在此基础上，还可在系统中增添如并行存储、
虚拟化存储比较：SAN与NAS
虚拟化存储比较：SAN与NAS 发表时间：2010-12-15 15:36:49内容来源：网络转载 内容提要：在一个虚拟化环境中，NAS设备可以作为虚拟机在服务器之间迁移的一个交换空间，作为一个备份介质，或者作为所有虚拟磁盘镜像的中央知识库。 随着数据中心中虚拟机镜像的数量越来越多，它需要消耗的空间也越来越大。同样，虚拟机在物理服务器间迁移以实现整个环境效率最大化时，在这些服务器间共享的网络介质要实现快速的切换和转换。 如果说所有的虚拟化环境都有一个共同的主题，那就是数据中心虚拟化存储空间需求。尽管现在市场上更倾向于使用StorageAreaNetwork(SAN)技术，但是NetworkAttachedStorage(NAS)也能满足企业数据中心这方面的需求。 在一个虚拟化环境中，NAS设备可以作为虚拟机在服务器之间迁移的一个交换空间，作为一个备份介质，或者作为所有虚拟磁盘镜像的中央知识库。在这样的任何一种情况下，数据中心和网络管理员都需要理解NAS设备的作用，以及它们对网络的影响。 为什么要使用NAS来作为数据中心虚拟化存储 网络存储的实现有两个主要的方法：NAS和SAN。这两种方法在网络架构以及在网络客户端上的表现都有所差别。NAS设备利用现有的IP网络和传输文件层接入，提取它可用的物理磁盘，并以网络共享的方式向使用诸如CIFS或NFS 的终端客户机提供一致的文件系统。NAS设备对网络方式的文件共享进行了优化，因为它们与文件服务器几乎是相同的。 相反，SAN技术，包括FibreChannel(FC)和iSCSI，实现数据块层访问，放弃文件系统抽象并在客户端表现为未格式化的硬盘。FC是目前最流行的SAN技术，它运行在一个专用的网络上，要求在每个服务器上使用专属的FC交换机和主机总线适配器(HBA)。而 FibreChanneloverEthernet(FCoE)是一个补充的新标准，它将存储和IP网络合并到一个聚合交换机上，但是它仍然需要在每个服务器上使用特殊的聚合网络适配器(CNA)。 而另一个数据块级技术iSCSI则在IP流量中封装了SCSI命令，同时能够使用现有Ethernet网络接口适配器，但是它一般会增加一个 TCP/IP卸载引擎(TOE)来优化性能。SAN解决方案在性能方面相对于NAS设备具备一定的优势，但也存在一些争议。SAN阵列的一个分区能够在两台主机上共享，但是这两台主机都 会将空间看作是自己的，这样这两台主机之间就会有空间争夺的风险。虽然有一些方法可以解决这个资源争夺问题，但是这个修复方法会增加额外一层的抽象——而NAS解决方案已经包含这一层抽象了。