存储虚拟化的应用场景研究及测试

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1、引言

存储虚拟化作为云计算的关键技术之一，已经有大量的理论研究，但在实际引入策略和应用方面的研究却很少。IT系统规划和设计人员在面对具体的存储虚拟化建设项目时，常会觉得无从下手：

◆存储虚拟化技术和产品这么多，各自有什么优缺点?

◆不同虚拟化技术的适用场景是什么，有哪些限制条件?

◆存储虚拟化的效果到底如何?本文将给出这些问题的答案，为存储虚拟化的引入和推广添砖加瓦。

　　2、存储虚拟化三种技术的对比分析

存储虚拟化是在主机和物理存储之间创建一个抽象层，实现对所有存储资源的集中管理、统一调度，从而屏蔽物理设备的复杂性，并提供自动精简配置、自动数据迁移等扩展功能。典型的存储虚拟化技术按照实现层面不同。分为基于主机、基于存储网络、基于存储设备三种方式，如图1所示：
 

三种技术的实现原理如下：

(1)基于主机的存储虚拟化：通过在连接存储设备的主机上安装逻辑卷管理软件(客户端软件)，实现存储虚拟化的工作，经过虚拟化的存储空问可以跨越多个异构的磁盘阵列。典型的产品是Veritas Storage Foundation。

(2)基于存储网络的存储虚拟化：此方式主要通过在存储域网(SAN)中添加虚拟化引擎，实现异构主机对异构存储设备的虚拟化管理。该技术根据数据流向又分为带内(In-band，业务数据和控制数据通道共用)和带外(Out-band。控制数据走专用的通道)两种。典型产品有IBM SVC等。

(3)基于存储设备的存储虚拟化：此方式主要通过在存储控制器上添加虚拟化功能。将存储设备的容量划分为多个存储空间(LUN)，实现多个主机系统的虚拟化管理，典型产品有HP EVA阵列等。

三种技术都能够做到异构存储系统整合和统一数据管理，也各有优劣，如表1所示。
 

　　3、各种存储虚拟化技术的适用场景分析

根据主流存储虚拟化技术的优劣势。对存储虚拟化应用场景进行研究并总结，具体如表2所示。
 

总体来看，基于存储网络的虚拟化适用范围最广，可作为一般情况下的首选。考虑到该方式所采用的虚拟化管理设备实际为X86服务器，可靠性较低，建议配置双机。基于主机的虚拟化可以使服务器的存储空间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。基于存储设备的虚拟化适用于已有“机头”的场景。对其他厂家的兼容性仍有待验证。

　　4、存储虚拟化功能测试

4.1测试内容

本次测试选用适用性最广的基于存储网络的虚拟化技术。测试产品是IBM SVC和HP SVSP两种，测试的主要内容如表3：
 

　　4.2测试结论

(1)HP SVSP：一共测试15项。通过13项测试结果：HP的虚拟存储对于旧的存储支持一般，另外在测试镜像异常断开后不能自动恢复镜像，因此这两项案例测试未通过。在性能上和虚拟化前基本可以保持一致。

(2)IBM SVC：一共测试15项.通过15项测试结果：IBM虚拟存储设备安装过程比较简单。识别阵列比较顺利，测试案例的测试过程比较顺利，配置界面操作比较简单，兼容性比较好，性能上在随机读写方面有一定优势。

除了功能测试外，还选择了5个应用场景进行了性能测试。通过模拟实际的业务场景进行虚拟化前后的性能数据对比，发现在虚拟化后的性能并无太大的下降，对实际业务的影响非常小。

测试结论(仅针对本次测试)：从业务支持角度来说，虚拟化实现了统一的存储管理和分配，在合适的虚拟化技术和合理的虚拟化规划基础上。不会产生性能瓶颈，并且在一些特定场景下可以实现性能提升。

5、结束语

存储虚拟化作为云计算实现的主要基础技术，正在从理论研究走向落地实现。本文从存储虚拟化实际应用面临的几个问题出发，研究了主流技术的特征及其适用的场景，并通过实际的测试对虚拟化功能进行了验证，为存储虚拟化的发展提供了快速判断的科学依据。