存储虚拟化
什么是存储虚拟化？如何使用它？
对于企业存储而言，存储虚拟化技术可将各种物理存储设备汇集起来，以便 IT 能够寻址单个“虚拟”存储设备。尽管现在这种技术与云模式相比已相形见绌，但与“裸机”存储（需要直接寻址物理存储设备）相比，存储虚拟化仍具有显著的运营优势和成本效益。虚拟化存储可帮助各种组织机构减少兼容性问题，提高存储环境的性能和安全性。
以下为在使用虚拟化存储时，管理员必须考虑的各种问题：
- 兼容性和互操作性：存储虚拟化环境必须与底层硬件基础设施、网络组件、服务器、操作系统、管理工具和虚拟机监控程序兼容。兼容性至关重要，需要与 NFS 和光纤通道等协议兼容以便确保无缝集成，还需要与 API 兼容以便与自动化工具集成以进行编排和集成。
- 性能和延迟：虚拟化存储环境必须满足关键应用的一些性能要求。管理员必须评估存储控制器的功能、网络带宽、磁盘 I/O 容量和缓存机制，以了解它们如何影响性能和延迟。
- 数据安全和完整性：虚拟化存储环境应支持数据加密，以确保传输过程中或静态时的数据安全，并提供精细粒度的访问和身份验证控制，以阻止未经授权的访问。需要强大的备份和灾难恢复解决方案，才能确保为虚拟化存储提供强大的数据保护。
存储虚拟化如何融入云存储模式？
存储虚拟化技术问世已几十年，它为基于云的存储奠定了基础（在这种存储模式中，大量单个存储设备被虚拟化为巨大的虚拟存储池）。近年来，存储虚拟化在很大程度上已经让位于云存储模式，因为企业 IT 发现，将部署和管理虚拟化存储所带来的上述挑战留给云供应商会让自己轻松许多。
在云计算模式中，虚拟机和应用管理员只需用几个参数来定义自己需要什么样的存储——存储类型（即块、文件、对象）、容量、性能、带宽，云供应商随后即可从自己的虚拟化存储池中提供其所需的存储。在后台，云架构会处理以前由存储管理员在数据中心处理的所有调配、配置和保护任务。
云模式的运营优势显而易见：企业 IT 无需再费心管理越来越复杂的虚拟化存储环境，各业务线的资源配置时间也大大缩短。云存储实现了对存储资源的按需访问，并极大地简化了数据管理工作流程。这有助于快速实现价值，并加快数字化转型。
从财务角度来看，云模式为企业在存储资源消费方面提供了更多的选择和灵活性。通常，云供应商负责支付运营成本并按即用即付模式对云存储消费收费，但最近，最先进的云产品还纳入了资本支出选项，使企业能够兼得本地存储在数据主权和安全方面的优势与云运营体验。
存储虚拟化如何运作？
在存储虚拟化技术中，物理存储硬件镜像在虚拟卷中。要构建简单的虚拟存储环境，需将多个物理磁盘组合成一个使用单个服务器的组。虚拟存储或逻辑存储块被分配给同一服务器，以帮助重定向输入/输出 (I/O) 流量。
物理磁盘通过虚拟化层与虚拟卷隔离，操作系统和应用可以通过该层访问和使用存储设备。虚拟存储软件接收 I/O 请求，然后跨整个存储池将它们发送到相应的存储设备。
物理磁盘本身被划分为多个小数据块，或者说称为逻辑单元号 (LUN)、逻辑卷 (LV) 或 RAID 组的对象。这些块作为虚拟磁盘提供给远程服务器。对服务器来说，它们就像物理磁盘，而不是构成虚拟化环境中整个存储池的存储设备集合。
在更复杂的环境中，RAID 阵列可以用作虚拟存储。此时，多个物理驱动器模拟单个存储设备，在后台将数据条带化并复制到多个磁盘。这种方式提高了 I/O 性能，并保护数据不受任何单个驱动器故障的影响。
从物理驱动器访问数据需要虚拟化软件执行额外的步骤。除了在物理存储设备和虚拟存储设备之间创建屏障外，虚拟化软件还使用元数据创建地图，以便快速定位存储的数据。某些情况下，软件还会创建可更快找到数据的算法。
块级和文件级存储环境中均可创建虚拟存储。要虚拟化存储区域网络 (SAN)，就需要在主机和存储阵列之间添加一个转换层。在这种类型的存储虚拟化中，服务器会重定向到虚拟化的 LUN，而非单个存储阵列上的 LUN。这些虚拟化的 LUN 保留在虚拟化设备上。要虚拟化 NAS，需要删除在文件级别访问的数据与文件实际存储位置之间的依赖关系。
存储虚拟化分为哪些不同的类型？
将存储用于虚拟环境的方法有以下几种：基于主机、基于阵列和基于网络。
基于阵列
在基于阵列的存储虚拟化中，服务器位于其实际位置上，但访问存储的服务器或用户无法知道访问的是哪个阵列。此时，存储阵列充当主存储控制器，使用虚拟化软件来汇集其他阵列的存储资源。阵列还能够以层的形式提供不同类型的物理存储，而非截然不同的设备集合。这些层可以由各种不同阵列上的固态硬盘 (SSD) 或硬盘 (HDD) 组成。
基于网络
存储虚拟化最常见的形式是基于网络。在这种形式中，所有存储设备都通过网络设备连接在 FC 或 ISCSI SAN 中。这些互连设备以单个虚拟池的形式出现在其存储网络中。
服务器虚拟化和存储虚拟化之间有什么区别？
组织可以从几种虚拟化技术中进行选择，最佳选择由业务需求决定。大多数公司的工作环境中都有虚拟桌面，因为远程工作似乎会一直存在下去。这种远程工作环境包括应用虚拟化，因为在桌面上没有实际驻留的应用程序操作系统时，桌面可以使用更少的资源来完成所需工作。
然而，虚拟化的功能远不止于此。服务器虚拟化后，企业可以获得更高的可用性并更高效地进行灾难恢复。这是因为操作系统与硬件分开了，可以将访问它的计算机视为一个文件。这些服务器可以作为文件存储在 SAN 上，这极大提高了数据访问的移动性。在一台服务器出现故障时，由于所有虚拟服务器都存储在 SAN 上，因此可调用另一台服务器来完成相关活动。
服务器虚拟化还实现了根据需要调整硬件，从而打造更具弹性的系统。可以在工作负载减少时断开服务器，反之，可以在工作负载增加时重新连接服务器。这样，由于使用的服务器数量始终更少，组织可以节省电力、冷却费用和大部分时间都闲置的冗余硬件的费用。
存储虚拟化还有助于提高可用性，尤其是在协同使用服务器虚拟化时。存储设备虚拟化后，它不会与任何特定的服务器配对。因此，可以从多个源管理存储，并将其用作单个存储库。此外，许多服务器可以访问存储在 SAN 上的数据，这极大简化了 SAN 的利用。
存储虚拟化有哪些优势?
- 成本更低：由于虚拟存储不需要传统企业存储架构中用于灾难恢复的典型硬件冗余，因此需要购买的设备和/或软件许可更少。这为企业节省了高额的前期成本投入。
- 节省时间：虚拟化存储不仅减少了计划内和计划外停机时间，还大大减少了升级时间和中断。
- 可扩展性：利用虚拟存储，企业不再需要预测其未来的长期存储需求，也不再需要提前支付所有容量的费用。相反，IT 可以利用动态资源配置来响应不断变化的需求。
- 简化管理：虚拟存储简化并改进了资源使用，提供了在不中断应用的情况下轻松添加/删除存储的功能。它还实现了无缝的数据迁移，并跨整个存储池优化了高级功能应用。
- 降低风险：在磁盘驱动器、存储控制器或电源出现故障时，由于每个设备都已镜像到虚拟阵列中，因此大大降低了中断风险。这种虚拟冗余使得性能不会太慢，并提高了存储效率和灵活性。
- 提高工作效率：虚拟存储不仅提供了 100% 的可用性，而且还能够加快应用和服务的部署，更快地实现价值。
- 提高效率：更快的存储和更好的容量利用率对用户而言是最大的优势。它还提高了数据访问和处理的稳定性。此外，虚拟存储确保了 100% 的利用率，而且容量耗尽的概率很低。
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