【2022争霸赛*干货满满】存储虚拟化详解

一、存储虚拟化概念

存储设备的能力、接口协议等差异性很大，存储虚拟化技术可以将不同存储设备进行格式化，将各种存储资源转化为统一管理的数据存储资源，可以用来存储虚拟机磁盘、虚拟机配置信息、快照等信息。用户对存储的管理更加同质化。

虚拟机磁盘、快照等内存均以文件的形式存放在数据存储上，所有业务操作均可以转化成对文件的操作，操作更加直观、便捷。

存储虚拟化可以解决传统DAS、NAS存储架构中单点故障的问题，可以保证存储的可用性和连续性。

实现存储虚拟化，最核心问题就是如何实现从逻辑地址到物理地址的转换

二、存储虚拟化的分类

根据SAN中存储虚拟化实现方式的不同,可以划分为三个层次:主机级、存储设备级和存储网络级。

(1）主机级：主机的虚拟化将虚拟化层放在SAN中的应用服务器上,通过改造操作系统的文件系统层或者设备层来完成卷逻辑地址到物理地址的转换，这种方式实现起来比较简单，但是存在单点故障和安装调试复杂的缺点。

(2）存储设备级：将存储虚拟化实现在实际的物理存储设备上面，例如磁盘阵列。这样的做法的特点是兼容性高,屏蔽各种操作系统的细节,但是在跨盘阵的分布式虚拟化的设计上有局限性。

(3）存储网络级：特点为充分利用网络资源，在实现过程中，既能使用户感觉不到虚拟化的存在，而且操作上屏蔽各种细节，符合存储网格的发展趋势，同时具有很高的扩展性、灵活性。

存储虚拟化可分为“带内”和“带外”两种基本类型。两者最显著的特点是管理路径和生产路径是否重叠，如果重叠，会发生争用带宽的问题，使得生产系统的效率降低。带内虚拟技术是在数据读写的过程中，在主机到存储设备的路径上实现存储虚拟化;而带外虚拟技术，是在数据读写之前，就已经做好了虚拟工作，而且实现虚拟的部分并不在主机到存储设备的访问路径上，所以带内虚拟技术可以基于主机、网络、设备和网络实现，而带外虚拟技术则只能是基于存储网络实现。

三、存储模型

存储虚拟化是将存储设备抽象为数据存储，虚拟机在数据存储中作为一组文件存储在自己的目录中。

数据存储是逻辑容器，类似于文件系统，它将各个存储设备的特性隐藏起来，并提供一个统一的模型来存储虚拟机文件。

• 一个存储资源可以有多个存储设备
• 一个数据存储和一个存储设备对应
• 数据存储承载了具体的虚拟机业务，例如创建磁盘等FusionCompute可使用的存储资源来自主机本地磁盘或专用的存储设备。专用的存储设备与主机之间应通过网线或光纤连通。

  
  
  
  

FusionCompute可使用的存储资源来自主机本地磁盘或专用的存储设备。专用的存储设备与主机之间应通过网线或光纤连通。

例如：将一个SAN设备【存储资源】分配的一个LUN【存储设备】接入到FusionCompute环境成为一个数据存储【数据存储】，可以在该数据存储上创建运行业务的虚拟机，对外提供服务。

存储资源

FusionCompute的存储资源包括：IP SAN、FC SAN、Advanced SAN、本地磁盘、FusionStorage和NAS

• IP SAN是通过iscsi链路和主机建立连接。
• FC SAN是通过光纤通道和主机连接的，主机连接SAN设备后可以扫描存储设备(LUN) 。
• Advanced SAN是通过SMI-S接口扫描、管理磁盘的。

  
  
  
  

• Advanced SAN是一种特殊的IP-SAN，兼容华为OceanStor 系列存储。
• Advanced SAN与VIMS不同的是，在创建虚拟机磁盘时创建的是LUN，并与虚拟机进行绑定。作为虚拟机的磁盘使用
• Advanced SAN在Advanced SAN V3存储中创建的磁盘，物理设备需要一部分空间用以保存元数据，从而会带来一些空间损耗。
• SMI-S （Storage Management Interface Specification 存储管理接口标准）是SNIA开发的一种标准管理接口，旨在减轻多厂商SAN（存储区域网络）环境的管理负担。SMI-S 为各种网络组件提供了一个通用管理接口，减小了SAN管理的复杂性。

  
  
  
  

FusionStorage是华为Server SAN产品；Server SAN是利用存储软件和服务器构建起来的SAN存储技术。

NAS通过NFS协议扫描和挂载共享目录。

主机访问存储资源，先需要添加存储资源。，再选定主机并关联存储资源。

• 存储卸载：指将部分存储操作（模板部署、删除清零等操作）下移到存储侧进行，这样做可以不浪费主机侧资源，同时也可以提升操作效率。
• 虚拟化：对于LUN或者本地磁盘，在不支持虚拟化的场景不能支持快照，链接克隆等高级功能，但是所创建的卷具有很好的性能。虚拟化后的数据存储，支持各种高级功能，卷格式也支持多种，但是性能低于非虚拟化的存储设备。

  
  
  
  

数据存储

       数据存储是在存储设备上创建的逻辑管理单元，需要创建在指定的存储设备上，且一个存储设备只能创建一个数据存储。数据存储和主机关联，为主机提供资源，数据存储可以关联到多个主机，一个主机也可以使用多个数据存储。

数据存储的使用：

       存储设备必须被添加为数据存储才能被使用。数据存储可用于存放虚拟机磁盘、快照文件；数据存储的大小依赖于存储设备的大小。

数据存储是FusionCompute对存储资源上的存储单元进行的统一封装。存储资源封装成数据存储并与主机关联后，就能够进一步创建出若干虚拟磁盘，供虚拟机使用。

能够封装为数据存储的存储单元包括：

SAN存储（包括iSCSI或光纤通道的SAN存储）上划分的LUN。

Advanced SAN存储。

NAS存储上划分的文件系统。

FusionStorage上的存储池。

主机的本地硬盘。

主机的本地内存盘。

四、虚拟化存储连接

1.FC SAN存储场景

2.IP SAN存储场景

3.NAS存储场景

虚拟化的存储栈

专家点评：感谢楼主分享，分享内容应当是通用知识原理，文章又大幅度描写友商存储的知识，较为混乱，期待楼主更多干货分享哦~

楼主总结的很详细，感谢分享！！！

感谢楼主的分享！！建议分享通用知识原理， 期待楼主带来更多精彩的分享。