虚拟化推动数据中心发展提高存储技术

　　服务器虚拟化可以降低IT开支并提高服务器利用率。但也因为虚拟化的特性，为承载环境中不断增长的虚拟机，需要扩容存储以满足性能与容量的使用需求。IT经理们已经发现，那些因服务器虚拟化所节省的资金都逐渐投入存储购买的方案上了。

　　服务器虚拟化因虚拟机蔓延、虚拟机中用于备份与灾难恢复软件配置的问题，让许多组织彻底改变了原有的数据备份与灾难恢复策略。EMC、HitachiDataSystem、IBM、NetApp和Dell等都致力于服务器虚拟化存储问题，提供包括存储虚拟化、重复数据删除与自动化精简配置等解决方案。

　　服务器虚拟化存储问题出现在数据中心虚拟化环境中传统的物理存储技术。导致虚拟服务器蔓延的部分原因，在于虚拟服务器可能比物理服务器多消耗约30%左右的磁盘空间。还可能存在虚拟机“I/O搅拌机”问题：传统存储架构无法有效管虚拟机产生的混杂模式随机I/O。虚拟化环境下的虚拟存储管理远比传统环境复杂——管理虚拟机就意味着管理存储空间。

　　作为一名IT经理，你拥有解决此类服务器虚拟化存储问题的几个选项，我们从一些实用性较低的方案开始介绍。其中一项便是以更慢的速度部署虚拟机。你可以在每台宿主上运行更少的虚拟机，降低“I/O混合器”问题出现的可能性。另外一个方法则是提供额外存储，但价格不菲。

　　一个更好的选择是在采购存储设备时，选择更智能的型号并引入诸如存储虚拟化，重复数据删除与自动化精简配置技术。采用这一战略意味着新技术的应用，建立与新产商的合作关系，例如Vistor、DataCore与FalconStor。

　　许多分析师与存储提供商推荐存储虚拟化，作为服务器虚拟化存储问题的解决方案。即使没有出现问题，存储虚拟化也可以减少数据中心开支，提高商业灵活性并成为任何私有云的重要组件之一。

　　概念上来说，存储虚拟化类似服务器虚拟化。将物理存储系统抽象，隐藏复杂的物理存储设备。存储虚拟化将来自于多个网络存储设备的资源整合为资源池，对外部来说，相当于单个存储设备，连同虚拟化的磁盘、块、磁带系统与文件系统。存储虚拟化的一个优势便是该技术可以帮助存储管理员管理存储设备，提高执行诸如备份/恢复与归档任务的效率。

　　存储虚拟化架构维护着一份虚拟磁盘与其他物理存储的映射表。虚拟存储软件层(逻辑抽象层)介于物理存储系统与运行的虚拟服务器之间。当虚拟服务器需要访问数据时，虚拟存储抽象层提供虚拟磁盘与物理存储设备之间的映射，并在主机与物理存储间传输数据。

　　只要理解了服务器虚拟化技术，存储虚拟化的区别仅在于采用怎样的技术来实现。容易混淆的主要还是在于存储提供商用于实现存储虚拟化的不同方式，可能直接通过存储控制器也可能通过SAN应用程序。同样的，某些部署存储虚拟化将命令和数据一起存放(in-band)而其他可能将命令与数据路径分离(out-of-band)。

　　存储虚拟化通过许多技术实现，可以是基于软件、主机、应用或基于网络的。基于主机的技术提供了一个虚拟化层，并扮演为应用程序提供单独存储驱动分区的角色。基于软件的技术管理着基于存储网络的硬件设施。基于网络的技术与基于软件的技术类似，但工作于网络交换层。

　　存储虚拟化技术也有一些缺陷。实现基于主机的存储虚拟化工具实际上就是卷管理器，而且已经流传了好多年。服务器上的卷管理器用于配置多个磁盘并将其作为单一资源管理，可以在需要的时候按需分割，但这样的配置需要在每台服务器上配置。此解决方式最适合小型系统使用。

　　基于软件的技术，每台主机仅需要通过应用软件查询是否有存储单元可用，而软件将主机需求重定向至存储单元。因为基于软件的应用通过同样的链路写入块数据与控制信息(metadata)，所以可能存有潜在瓶颈，影响主机数据传输的速度。为了降低延迟，应用程序通常需要维护用于读取与写入操作的缓存，这也增加了其应用的价格。

　　在虚拟数据中心中，物理设备不再是数据中心的重点。虚拟化的运用使得物理功能被抽离出来，相关软件和数据运行在虚拟设备上，资源将基于策略得到优化调配，特定工作任务也能脱离物理局限得以处理。同时，大量的、高速增长的、多维的、结构以及非结构化数据将能更加动态、灵活地被管理、分析。根据有关数据，目前，虚拟服务器和实体服务器数量现在之间的比例为11：1，而这一比例正随着用户对虚拟数据中心需求的巨大增长而增长。

　　“国产虚拟化将更好地建设虚拟化数据中心，从而推动大数据能量倍乘。” 国内某专家指出。以服务器虚拟化为例：服务器虚拟化可靠性技术根据可用性的级别分为高可用和容错两个方面。可用性是指系统或者组件可以持续服务的时间，可用性使用一年服务可用时间的百分比来衡量，目前被广泛使用的高可用性指标是99.999%，也就是一年宕机时间为5分钟。服务器虚拟化HA是特指虚拟机可以持续提供服务的能力。FT是指在非计划停机时备份系统或组件可以立即接管，从而不会丢失任何业务与数据。用户需要根据实际业务选择采用哪种高可靠性技术。

　　尽管在虚拟化市场上，以VMware为代表的国外厂商起步早，投入大，市场规模大。但作为国产虚拟化厂商显然更能读懂国内用户的心。

　　VMware能将物理服务器封装成大型的硬盘图像文件——虚拟机磁盘格式(VMDK)文件，因此我们不禁认为：备份整台服务器应该和备份这些VMDK文件(当然也包括相关的配置文件)一样简单。

　　但是在大多数情况下，事实并非如此。除非已经关闭虚拟机(VM)，否则，在运行状态下备份VM不能覆盖所有文件。换句话说，这种备份方式不能保证数据的一致性，因而也不能保证已恢复的VM包含足够的精确信息，不能说明服务器已成功恢复。

　　至于资源过度消耗的问题，这是虚拟化的副作用。利用VMware使系统虚拟化的一个关键原因是，将资源消耗集中在较少的物理服务器中，从而减少大多数IT服务器架构都存在的空闲周期。但是，这么也做带来了不良影响——无法找到足够资源，使数据备份不受阻碍地运行。

　　备份触到了VMware内部的脆弱之处：VMware处理过量磁盘和网络I/O的能力很弱。实际上，决定是否将物理服务器虚拟化取决于物理服务器中的磁盘密度、网络I/O。毋庸置疑，备份负载是VMware服务器承担的最大负载。

　　但是，的确有方法能解决这些问题，并且在某些情况下，比标准的物理服务器数据备份恢复方法更加出众。但是，人们对这些方法存在一些误解，对第三方数据备份恢复产品提供的实施措施也存在误解。实际上，许多管理员依然缺乏有效实现数据备份恢复的方法，道路充满挫折。