NAS(Network Attached Storage-網(wǎng)絡(luò)附著存儲)即將存儲設(shè)備通過標(biāo)準的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)(例如以太網(wǎng))連接到一群計算機上.NAS是部件級的存儲方法,它的重點在于幫助解決迅速增加存儲容量的需求.

　　IPVS網(wǎng)絡(luò)存儲為近興起的基于互聯(lián)網(wǎng)IP地址訪問的存儲方式.簡單工作原理為:IPVS網(wǎng)絡(luò)視頻存儲設(shè)備經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),對終端設(shè)備IP地址的訪問,從而進行終端設(shè)備視頻及其他多種信息的存儲.IPVS網(wǎng)絡(luò)視頻存儲采用磁盤陣列(磁盤陣列簡稱RAID:Redundant Arrays of Inexpensive Disks,RAID)的方式進行數(shù)據(jù)存儲保護,在傳統(tǒng)NAS存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提供了更加可靠的數(shù)據(jù)保護,同時增強了設(shè)備的訪問靈活性.IPVS網(wǎng)絡(luò)存儲側(cè)重在于存儲數(shù)據(jù)的安全保護,同時提供非常方便的擴容策略.

　　SAN是目前人們公認的有發(fā)展?jié)摿Φ拇鎯夹g(shù)方案,而未來SAN的發(fā)展趨勢將是開放、智能與集成.NAS是目前增長快的一種存儲技術(shù),然而就二者的發(fā)展趨勢而言,在應(yīng)用層面上SAN和NAS將實現(xiàn)充分的融合.可以說,NAS和SAN技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)據(jù)備份的主流技術(shù),關(guān)鍵在于如何在此基礎(chǔ)上開發(fā)完善全方位、多層次的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng),在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,通過的數(shù)據(jù)存儲管理軟件,結(jié)合相應(yīng)的硬件和存儲設(shè)備,來對全網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)備份進行集中管理,從而實現(xiàn)自動化的備份、文件歸檔、數(shù)據(jù)分級存儲以及災(zāi)難恢復(fù)等功能.

　　"存儲虛擬化"并不是近期才提出的一個新概念,它是伴隨著大型計算機的產(chǎn)生、發(fā)展而出現(xiàn)的一個較為經(jīng)典的概念,但隨著網(wǎng)絡(luò)存儲的興起,在新的領(lǐng)域中,存儲虛擬化又被賦予了全新的解讀,不過從存儲的功能來看,其本質(zhì)是具有延續(xù)性的.

　　存儲虛擬化的概念

　　從廣義的角度看,存儲具有兩大特性: 其一,它是具有存取數(shù)據(jù)功能的載體; 其二,它具有可管理性.

　　存儲虛擬化是物理存儲的邏輯表示方法,是在服務(wù)器與存儲之間設(shè)置的一個抽象層,服務(wù)器被綁定到邏輯抽象層上.于是,無論何時如果需要都可以改變所連接的物理存儲,典型的如陣列的替換、層次化存儲等,而不會影響應(yīng)用對這個存儲的訪問.存儲虛擬化也正是緊緊圍繞著這兩個主要方面展開的.

　　從狹義的角度看,存儲是具有兩個訪問通道的實體,數(shù)據(jù)通道和管理通道就是對此的簡單描述.二者在物理上可以是聚合的,也可以是分離的,而存儲虛擬化就相應(yīng)地發(fā)生在這兩個通道上.

　　在理論上可以認為,相對于原存儲實體,新的存儲實體在數(shù)據(jù)和管理通道上所進行的任何非恒等的轉(zhuǎn)換,都是一種存儲虛擬化方法.概括地講,所謂存儲虛擬化可以簡單地描述為:

　　新存儲實體對原存儲實體的存儲資源(如存儲的讀寫方式、連接方式、存儲的規(guī)格或結(jié)構(gòu)等)和存儲管理(如統(tǒng)一、分散管理)進行變化和轉(zhuǎn)換的過程稱為存儲虛擬化.

　　存儲虛擬化的技術(shù)分類

　　一般認為存儲虛擬化是有所特指的,大致可以從以下兩大類來劃分:

　　存儲資源的虛擬化

　　存儲的規(guī)格或結(jié)構(gòu)

　　從早期的磁盤分區(qū)到現(xiàn)在具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的磁盤陣列,對存儲規(guī)格或結(jié)構(gòu)的虛擬化始終作為一種基本的虛擬化形式而不斷發(fā)展,這是存儲虛擬化的一個為基本的特性之一--可分性.

　　屬于這一類的存儲虛擬化產(chǎn)物有:

　　RAID、虛擬網(wǎng)絡(luò)磁盤等,在可以預(yù)見的未來,這類存儲虛擬化方式將伴隨著人們對塊存儲的需求,以及對存儲安全性與性能的不懈追求仍將長期存在,并且適度發(fā)展.

　　在結(jié)構(gòu)虛擬化方面,設(shè)備冗余和資源空洞是兩個完全不同的類型,設(shè)備冗余可以實現(xiàn)同步、異步鏡像等,而資源空洞主要采用寫時分配的技術(shù),在提高資源利用率方面表現(xiàn)更為突出,它能夠使得呈現(xiàn)給主機的邏輯卷遠大于實際的物理存儲;

　　而快照技術(shù)更是實現(xiàn)了源和快照依賴于相同的存儲資源,形成一種典型的一個虛擬多個的方式.

　　讀寫方式

　　到目前為止,存儲的讀寫方式可以歸納為四種主要形式:

　　塊讀寫方式、文件讀寫方式、對象讀寫方式和鍵值搜索讀寫方式,四種形式依次遞進(如圖示意),對存儲的抽象層次不斷提高,使得應(yīng)用(程序等)對存儲的依賴程度逐漸降低,存儲的智能性不斷提升,進而也就不同程度地實現(xiàn)存儲與應(yīng)用的分離.在本質(zhì)上,也就逐步實現(xiàn)了在計算機系統(tǒng)中,處于不活躍地位的存儲與處于活躍地位的計算之間的分離,而歸根結(jié)底,其源動力來自于人們對數(shù)據(jù)共享效率不斷提高的需求.

　　可以看出,存儲讀寫方式的演進,在客觀上也對存儲規(guī)格和結(jié)構(gòu)的發(fā)展提出了要求,但存儲讀寫方式的演進并不依存于存儲規(guī)格和結(jié)構(gòu)的發(fā)展.

　　在相當(dāng)長的一段時間內(nèi),塊讀寫方式和文件讀寫方式都將繼續(xù)占據(jù)主流的地位,而其他兩種方式由于受到應(yīng)用模式和存儲發(fā)展等某些關(guān)鍵技術(shù)的制約,仍將處于產(chǎn)品的緩慢發(fā)展和研究的相對快速發(fā)展的矛盾過程中.可以預(yù)見,隨著對象文件系統(tǒng)、對象操作系統(tǒng)、存儲網(wǎng)格以及搜索引擎和數(shù)據(jù)安全等技術(shù)的不斷發(fā)展,基于對象讀寫方式和鍵值搜索讀寫方式的存儲設(shè)備、存儲系統(tǒng)、存儲服務(wù)將成長為主流方式.

　　連接方式

　　網(wǎng)絡(luò)存儲的連接方式主要有Fibre

　　Channel(FC)、InfiniBand(IB)、IP三種.三種方式各具特色,但總的來說,FC設(shè)備在高端存儲系統(tǒng)采用較多;

　　IB設(shè)備的高帶寬和高吞吐率在高性能計算領(lǐng)域有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢,但經(jīng)歷了Intel、微軟放棄支持和戴爾、IBM與Sun宣布支持的一落一起之后,IB的發(fā)展還不明朗;

　　在性能和標(biāo)準的制約下,IP網(wǎng)絡(luò)存儲長時間在中低端市場徘徊,但由于無處不在的IP網(wǎng)絡(luò)和其極具誘惑力的價格,近乎無限的延伸擴展能力,以及傳輸標(biāo)準和正在快速提升的硬件性能,可以預(yù)見IP存儲的市場將會作為企業(yè)存儲解決方案的主要選擇之一.

　　不同的存儲連接方式,也對應(yīng)著不同的存儲特性,存儲虛擬化技術(shù)可以以融合多種連接方式(包括上述三種方式)的優(yōu)勢,更好地滿足應(yīng)用的需求.

　　存儲管理的虛擬化

　　集中管理　集中管理是基于實現(xiàn)集團管理方面的需要，統(tǒng)一制度、統(tǒng)一管理制度的一種信息采集的新的管理理念和模式。集中管理的基礎(chǔ)是信息集中，實現(xiàn)集團信息的集中監(jiān)控，達到企業(yè)集團成員之間資源共享、合作共贏、共同發(fā)展。

　　要實現(xiàn)集中管理必須認真分析企業(yè)集團當(dāng)前存在的問題，明確需要解決的關(guān)鍵問題，然后制定符合本企業(yè)集團需要的目標(biāo)。

　　集中管理是是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)集團財務(wù)統(tǒng)一核算制度、統(tǒng)一制度和統(tǒng)一管理制度的一種新的管理理念和模式，指集團公司所屬各單位的財務(wù)情況全部納入到母公司的核算和管理之中，所屬單位只有進行日常決策的權(quán)利和執(zhí)行集團公司的各項政策的義務(wù)，其實施的對象是集團公司的所屬單位，包括會計集中核算、財務(wù)集中控制和財務(wù)集中決策。

　　面對這一現(xiàn)實問題,統(tǒng)一存儲管理標(biāo)準問題愈顯突出,這也是制約存儲虛擬化、乃至于網(wǎng)絡(luò)存儲工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵癥結(jié)所在.

　　分散管理

　　在使用存儲的某些特定場合,所虛擬出的資源應(yīng)具有一定的獨立管理特性.

　　性能的動態(tài)調(diào)整

　　在共享網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況下,虛擬出的多個設(shè)備其間的性能可動態(tài)調(diào)節(jié)或可動態(tài)配置.

　　存儲虛擬化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分類

　　在網(wǎng)絡(luò)存儲領(lǐng)域,實行存儲虛擬化的手段大致可以從兩方面考慮: 一方面,按虛擬化模塊在網(wǎng)絡(luò)存儲中的位置劃分為三類:

　　基于主機、基于網(wǎng)絡(luò)和基于存儲設(shè)備節(jié)點,基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化是發(fā)展的潮流,這一點,IBM與EMC的觀點是相同的;

　　另一方面,按虛擬化管理模塊相對于數(shù)據(jù)通道的位置,劃分為帶內(nèi)(In-Band)和帶外(out-of-band)管理.

　　In-Band虛擬化模塊(引擎)位于主機和存儲節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通道上,因為位于數(shù)據(jù)讀寫的關(guān)鍵路徑上,所以既有安全性高、實現(xiàn)容易、對主機要求低等優(yōu)點,又有擴展性差、易形成單點故障等明顯的結(jié)構(gòu)缺點,這通常利用Cache技術(shù)來優(yōu)化性能.

　　與In-Band不同的是,Out-of-Band虛擬化模塊位于主機和存儲節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通道之外,通過其它的網(wǎng)絡(luò)連接方式與主機系統(tǒng)通信.于是,在每個主機服務(wù)器上,都需要安裝客戶端軟件或者特殊的主機適配卡驅(qū)動,相比In-Band方式,這種方式的系統(tǒng)可擴展性很強,虛擬化模塊不會在數(shù)據(jù)通道上成為單故障點,但其實施難度比較大.

　　技術(shù)現(xiàn)狀和問題分析

　　由于數(shù)據(jù)量的激增,使得在存儲領(lǐng)域里各種問題愈顯突出:

　　1. 存儲系統(tǒng)間的互操作性差

　　新增存儲設(shè)備與原有存儲設(shè)備之間互操作性差,相近的管理功能需要獨立管理,從而帶來了重復(fù)投入和人力成本,這也是很多用戶寄希望于存儲虛擬化的主要原因.企業(yè)購買的存儲設(shè)備越來越多,管理成本投入也在等比增加.由于管理標(biāo)準不兼容的問題,這些設(shè)備的管理系統(tǒng)也很難整合,給企業(yè)存儲管理帶來昂貴的成本.

　　存儲虛擬化目標(biāo)是整合高、中、低端存儲設(shè)備,磁盤、磁帶、光盤設(shè)備,以及FC、IB、Ethernet(IP)等不同連接方式的設(shè)備,在統(tǒng)一管理的標(biāo)準下,實現(xiàn)存儲系統(tǒng)之間良好的互操作性.

　　2. 存儲資源利用率不高

　　隨著企業(yè)的發(fā)展,數(shù)據(jù)量大幅增長,使得很多企業(yè)出現(xiàn)存儲預(yù)算超支現(xiàn)象,存儲設(shè)備的投入在生產(chǎn)投入中的比重逐漸加大,而50%到60%左右的存儲利用率對存儲資源又造成了巨大的浪費.相反地,存儲投入所帶來的收益卻并不高,因此,如何提高存儲資源利用率的問題,已成為很多企業(yè)的現(xiàn)實需求.從技術(shù)手段上講,存儲虛擬化在結(jié)構(gòu)虛擬化方面的技術(shù),可以很好地解決這一問題.它利用虛擬的邏輯卷來滿足應(yīng)用的需求,利用虛擬化層將前端的邏輯卷映射到后端物理存儲介質(zhì)上,而物理存儲介質(zhì)的配備,則可根據(jù)實際需求量動態(tài)增長,從而實現(xiàn)較高的存儲利用率,至少可以提高到80%至90%以上.

　　3. 缺乏管理多介質(zhì)的存儲系統(tǒng)

　　考慮到信息也有其產(chǎn)生、發(fā)展、變化和活躍到不活躍或消亡的發(fā)展規(guī)律,在不同時期,配以具有不同性能和安全性等特性的存儲,是完全符合信息擁有者利益的自然選擇.在技術(shù)上,支持數(shù)據(jù)的有效流動(提供本地或遠程鏡像、快照、支持增量備份,以及數(shù)據(jù)由高性能存儲向低性能存儲的遷移等等).

　　4. 利益沖突和技術(shù)難度

　　各存儲廠商之間,由于對存儲虛擬化概念的不同理解,以及實現(xiàn)方法的不同,增加了用戶的選擇難度,這也在一定程度上制約著整個存儲市場的發(fā)展.

　　在對存儲虛擬化的理解方面,即便是主流的廠商也存在著較大的分歧: HDS與HP的觀點和方法比較相似,而IBM與EMC更為接近;

　　再如,不同廠商對信息生命周期管理(ILM)有不同的理解,有的廠商將其解讀為只涉及到數(shù)據(jù)的存儲,

　　有的廠商將其具體劃為管理軟件等等.這些技術(shù)在認知上的分歧,使得廠商之間在標(biāo)準的制定和實施方面需要更長的磨合過程,在這一過程中,勢必會出現(xiàn)產(chǎn)品或管理上的不兼容,而終給用戶的選擇和使用帶來困惑.

　　對于存儲廠商來說,支持網(wǎng)絡(luò)存儲標(biāo)準所帶來的長遠利益和維護現(xiàn)有產(chǎn)品市場的現(xiàn)實利益之間,目前的是后者.而廠商也急于進行標(biāo)準化,因為標(biāo)準的制定和實施的過程也意味著市場占有率等利益問題.從而可以預(yù)見,存儲標(biāo)準得到普遍推行的時候就是存儲虛擬化理想的發(fā)展時期.而在現(xiàn)有條件下的存儲虛擬化難度很大,才能更好地實現(xiàn).

　　雖然網(wǎng)絡(luò)存儲行業(yè)的標(biāo)準化還需要一段時間,但從主流廠商在新產(chǎn)品中,開始采用SMI規(guī)范所定義的管理協(xié)議這一情況來看,標(biāo)準化過程勢在必行,從參與SNIA制定和實踐網(wǎng)絡(luò)存儲標(biāo)準的廠商和研究機構(gòu)的規(guī)模來看,一場具有決定性意義的變革正在悄然興起.

　　多樣化的發(fā)展態(tài)勢

　　從存儲的發(fā)生、發(fā)展過程來看,存儲虛擬化的過程始終伴隨其間,而不斷發(fā)展變化的是存儲虛擬化的層次和分布.從長遠來看,隨著存儲市場的不斷發(fā)展,存儲虛擬化將呈現(xiàn)層次不斷提高,隨應(yīng)用需求等因素,其種類將呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展態(tài)勢.

　　以存儲虛擬化技術(shù)為的企業(yè)解決方案

　　目前,EMC、IBM和SUN等公司都把目標(biāo)瞄準了企業(yè)數(shù)據(jù)中心市場,紛紛推出了新的存儲虛擬化產(chǎn)品,幫助企業(yè)IT管理者計劃向虛擬化數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)移,并承諾幫助企業(yè)降低成本和簡化業(yè)務(wù)流程,提供全方位的解決方案.

　　由于數(shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)價值的載體,數(shù)據(jù)的保存和維護是企業(yè)投資、預(yù)算,以及成本核算的關(guān)鍵部分之一,承擔(dān)著維系企業(yè)命脈的作用,因此必須以相對完整的、可持續(xù)發(fā)展的,在投資回報率方面的方式來構(gòu)建存儲系統(tǒng),而企業(yè)的這些需求是一個多目標(biāo)優(yōu)化問題.在此前提下,存儲虛擬化是迄今為止的一個選擇.

　　SMI-S標(biāo)準化進程穩(wěn)步推進

　　雖然標(biāo)準化的結(jié)果勢必將使得網(wǎng)絡(luò)存儲市場的競爭更趨激烈,但標(biāo)準化的進程卻絲毫沒有趨緩.在標(biāo)準的制定過程中,技術(shù)和利益的較量始終在進行,同時IBM、EMC、HP等大型公司也分別在適當(dāng)?shù)臅r候推出了符合SMI-S規(guī)范或通過SNIA(SNIA-CTP測試)的產(chǎn)品,而如Adaptec等公司也試驗性地推出了符合SMI-S規(guī)范的產(chǎn)品,但這更多地是著眼于未來的市場.

　　存儲管理軟件獨立發(fā)展

　　隨著存儲系統(tǒng)管理的標(biāo)準化,為存儲系統(tǒng)管理軟件的獨立發(fā)展提供了可能.目前,所有大型存儲及相關(guān)存儲廠商的高端產(chǎn)品中,都集成了基于開源項目(Pegasus項目、OpenWBEM項目,以及由IBM支持的Sblim開源項目等)開發(fā)的、通過SNIA的存儲管理軟件,其中主要包括:

　　EMC、HP、IBM、HDS、AppIQ、ADIC、StorageTek(SUN控股子公司)、Dell、Symantec、Cisco和NetApp等存儲及相關(guān)廠商,另外,MicroSoft也進入了存儲管理軟件市場,與多家存儲管理軟件廠商的產(chǎn)品實現(xiàn)集成.

　　IP存儲異軍突起

　　由于歷史等因素,IP存儲一直沒有成為網(wǎng)絡(luò)存儲市場的主流,但近幾年的一系列重要事件為IP存儲的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ),其中之一就是iSCSI標(biāo)準的確立,另外千兆網(wǎng)卡、萬兆網(wǎng)卡的普及等為構(gòu)建可用的IP存儲提供了技術(shù)上的保障.目前,IP存儲的市場定位仍以中低端市場為主,近些年,隨著許多大型存儲廠商,如IBM、EMC等開始開發(fā)中低端市場,IP存儲的優(yōu)勢將會顯現(xiàn),這一點在國內(nèi)市場表現(xiàn)會比較明顯.

　　角逐中端市場

　　高端存儲市場被少數(shù)大型企業(yè)如EMC、IBM、HDS、HP等所壟斷的局面很難動搖,而廣闊的中端市場,已成為眾多存儲廠商相互角逐的新賽場.目前,中端市場的發(fā)展遠未飽和,每個存儲企業(yè)都在謀求進入中端市場.而存儲用戶在眾多的存儲廠商中,也謀求尋找適合自身需求的存儲產(chǎn)品和解決方案,在這一市場中,相比傳統(tǒng)的存儲更省錢,并且更具靈活性的存儲產(chǎn)品和解決方案將.

　　低端市場有待開發(fā)

　　相比于中高端市場,傳統(tǒng)存儲(DAS等)仍占據(jù)大部分的低端市場,這與低端市場的多數(shù)企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)存儲的認知度有關(guān).另外,高成本投入的產(chǎn)品和解決方案,也是低端市場企業(yè)對存儲產(chǎn)品謹慎投資的主要原因之一,而作為以軟件和硬件的靈活配置見長的存儲虛擬化技術(shù),開發(fā)低端存儲市場的價格優(yōu)勢是其它網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)無可企及的.

　　強強聯(lián)合,優(yōu)勢互補

　　由于存儲管理的行業(yè)標(biāo)準沒有普遍推行,因此,存儲廠商之間的合作是實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)虛擬化的必由之路.也正因為如此,很多大型公司之間進行了不同領(lǐng)域、不同形式的合作,例如IBM近推出的SAN卷控制器,通過擴展支持管理EMC磁盤存儲系統(tǒng);

　　存儲服務(wù)市場更加廣闊

　　隨著存儲虛擬化技術(shù)的發(fā)展,存儲服務(wù)的質(zhì)量將會不斷提高,而且隨著市場信用度的提高、服務(wù)市場的規(guī)范以及相關(guān)保障機制的不斷完善,人們對存儲服務(wù)的信賴程度將會越來越高,企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的委托管理等存儲服務(wù)業(yè)務(wù)將會成為一種重要的服務(wù)被人們普遍接受,就如同今天的人們信賴銀行一樣.

　　由于數(shù)據(jù)和存儲直接密不可分的關(guān)系,分析數(shù)據(jù)的發(fā)展變化特性非常必要,從某種程度上說,數(shù)據(jù)是存儲存在的根據(jù).

　　存儲虛擬化是信息生命周期(ILM)的內(nèi)在需求.數(shù)據(jù)產(chǎn)生后首先處于比較活躍的時期,處于這一時期的數(shù)據(jù)對企業(yè)而言具有很大的價值,而活躍的時期通常會在隨后出現(xiàn),這主要取決于數(shù)據(jù)的類型等因素.在數(shù)據(jù)的生命周期中,可能會出現(xiàn)幾個活躍期,伴隨數(shù)據(jù)活躍期的出現(xiàn)會產(chǎn)生大量相關(guān)數(shù)據(jù),而數(shù)據(jù)歷經(jīng)幾次活躍期后,會出現(xiàn)不同程度的衰減甚至被銷毀.IDC曾建議把數(shù)據(jù)分為5層,即:

　　目前,SNIA正在為信息生命周期管理尋求一個標(biāo)準,可以認為,在信息生命周期管理的助力下,存儲虛擬化技術(shù)和產(chǎn)品市場可以得到更大的發(fā)展.