存储虚拟化技术在企业数据中心的应用

摘要：随着信息化快速发展，企业数据中心数据量快速增长，数据存储管理难度和复杂性不断增加。该文介绍了SVC存储虚拟化技术特点及在某企业存储虚拟化整合中的具体实施运用情况，通过SVC构建存储虚拟化架构解决了多厂商存储设备无法兼容的问题，实现了数据共享、存储多平台的互操作性、存储集中管理和降低存储成本、提高运维效率等目的。

关键词：存储管理；SVC；存储虚拟化技术

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）18-4122-02

1 现状分析

随着信息化的快速发展，企业数据中心的硬件设备不断增加，数据量呈现爆炸式增长，业务系统对存储容量的要求越来越大。由于历史原因，很多企业（包括笔者所属企业）在存储管理上面临着这种困境：不同厂商的硬件和软件产品共存运行，且彼此不能兼容，形成了存储系统中“SAN 孤岛”现象，使得数据存储管理的难度和复杂性大大增加。因此，如何实现存储多平台的互操作性、数据共享以及应用的方便性，在减少重复投资的同时保护已有投资，这对本企业显得非常重要。

通过对当前业界先进的信息化技术研究分析，并结合企业数据中心现状和多方面因素，笔者所属企业选择了符合企业数据存储管理需求的成熟技术—IBM TotalStorage SAN卷控制器（SAN Volume Controler，简称SVC）存储虚拟化产品技术，通过该技术来构建存储虚拟化架构，能有效解决上述问题。

2 SVC存储虚拟化技术

存储虚拟化就是将实际的物理存储实体与存储的逻辑表示分离开来，应用服务器只与分配给它们的逻辑卷（或称虚卷）打交道，而不用关心其数据是在哪个物理存储实体上。它是一种智能结构的系统，允许以透明有效的方式在磁盘和磁带上存储数据，统一管理磁盘空间。在虚拟存储环境下，无论后端物理存储是什么设备，服务器及其应用系统看到的都是其物理设备的逻辑映像。即使物理存储发生变化，这种逻辑映像也不会改变，系统管理员不必再关心后端存储，只需专注于管理存储空间，存储管理变得轻松简单。

IBM SVC存储虚拟化产品实现虚拟存储。SVC是一个软硬件集成化的产品，集成了IBM服务器、基于Linux kernel的存储操作系统以及专业的虚拟存储软件。SVC 作为存储虚拟化引擎，将存储智能加入到SAN的网络中。SVC位于存储和服务器之间，可以把不同存储设备组成一个大型的存储池。其中的若干存储设备以一个统一逻辑设备存在，可以被系统中所有服务器访问，防止出现存储设备的信息孤岛。SVC有多个数据通路与存储设备连接，多个存储设备并发工作，同时主机也可以有多条数据通路同SVC多条路径并发工作。可以做到共享不同厂家存储设备，实现统一管理、远程灾备、本地的快闪备份及在线数据迁移等功能，真正的实现不同存储之间的 Block 级别的共享。以下是SVC原理拓扑图：

图1

3 通过SVC进行存储虚拟化整合

3.1 具体实施内容

1）SVC硬件加入现有的SAN网络环境

本企业数据中心内存储有IBMDS4800、SUN6540、EMC VNX5500、IBM 3584磁带库，还有各台服务器

分别连接到2台博科交换机上。SVC 的加入并不影响现有 SAN 环境的拓扑，只需把SVC直接连到博科5140 SAN交换机上即可。考虑到设备冗余安全和业务数据量实际需求，需要部署6个SVC节点作为1个SVC群集。其中2个SVC节点作为1组，互相之间可以负载均衡和失效恢复。然后通过对SAN交换机ZONE的重新划分，使服务器、存储设备只能识别到SVC，同时SVC能够识别到所有的存储和服务器。

2）磁盘划分及映射

在各个存储系统上对于空值物理磁盘，划分RAID组，形成LUN，并映射给SVC。这样SVC检测到各个存储系统中的存储单元，并且把这些存储单元——映射成一个个的 MDisks。每个 SVC 的节点都看到统一的 Mdisks 集合。SVC 使用这些 Mdisks 创建MDG （MDisk Group） ，并从 MDG 中划分 VDisk（Virtual Disk虚拟盘）空间给主机使用。

其中对于现有的SAN环境中数据，SVC有一种 image mode镜像运行模式，此模式提供从已有的磁盘到虚拟的磁盘之间的直接的BLOCK的转换，保持原来的数据。因此SVC能够将现有的SAN环境中数据磁盘配置原封不动的继承下来，这种转换对服务器上的应用是完全透明的。将image mode Vdisk分给原主机，所有过程没有数据移动，但是原磁盘已经纳入到SVC的管理之下。

3）存储虚拟化整合

通过上述设置，利用SVC虚拟化功能，实现物理磁盘到逻辑磁盘的转换，将所有已有的异构存储设备进行整合，形成一个存储池。前端应用服务器在逻辑上和SVC的虚拟盘进行通信，并且也只能和虚拟盘进行通信。后端存储的一些维护工作不会影响前端服务器对虚拟磁盘的使用，因此能够更加灵活的对后端物理磁盘资源进行调整，并能够充分利用存储资源和按需分配存储空间、性能和功能。

3.2 存储虚拟化硬件架构拓扑图

如下所示：

图2

4 实施SVC存储虚拟化的应用效果

1）存储系统资源利用率和扩展能力大大增强

针对本企业数据中心现有的不同时期的存储设备（IBM、EMC、SUN等），通过SVC将存储区域网络内完全不同的异构存储资源进集中控制和管理，让系统管理员超越SAN存储设备传统的“孤岛”，在异构环境中创建统一的磁盘池，将存储资源对应用进行集中分配和配置， 从而更有效地利用存储设备，提高存储资源利用率；同时，在存储性能和存储容量方面平滑无缝的升级，实现了随需应变的存储体系。

2）SVC管理的易用性优势得到发挥

SVC管理易用性的优势主要表现在：统一的管理界面，操作界面简洁、简单易用，管理方便，降低了日常管理维护的工作量和复杂程度。在管理界面对所有存储集中虚拟化管理，可对不同厂商的多个存储系统集中进行配置、管理和服务，并对虚拟资源和物理资源（包括SVC、磁盘系统、磁带系统、文件服务器和SAN光纤）进行统一管理。SVC还能对接入的存储子系统进行监控，提供自动报警。

3）企业信息化应用的可用性提高

SVC动态数据迁移功能可以在不影响应用对数据访问的前提下将数据从一个存储系统不间断地迁移至另一个系统，对存储容量进行重新分配和扩展，从而提高各类应用的可用性。例如，为了对系统负荷进行均衡而将旧的存储设备更换为新的存储设备时或者实施分层存储架构时，可以利用数据迁移功能。

4）促进企业数据中心实现异地容灾系统建设

对于拥有多种存储系统环境的企业，SVC通过统一的虚拟化存储环境对所有设备统一管理，赋予统一的功能。在此前提下，通过SVC数据复制功能，可实现不同存储系统中的实时容灾备份和数据迁移，能确保本企业数据采用统一的容灾备份策略，因而进一步保障了企业数据的安全。

5 结论

在本企业数据中心内采用SVC存储虚拟化技术，能充分利用存储容量，实现存储集中管理，降低存储成本，帮助企业以最少的IT资源和最经济有效的方式管理不断增长的数据信息，从根本上解决了企业数据中心存储资源利用率低和存储系统扩展能力差的问题；同时，异构操作环境下管理的复杂性降低，维护工作量减少，运维效率进一步提高。总之，建立一套不间断服务的，高性能、高扩展性的企业级存储虚拟化架构，能显著提高企业IT基础设施的灵活性和响应能力，为未来企业数据中心推广应用“云计算”平台奠定坚实基础。

参考文献：

[1] 李维林，朱志安，胡显涛.SVC存储虚拟化在容灾系统中的应用研究[J].数字技术与应用，2013（3）.