虚拟化：数据中心转型的基础

原创
作者：编译/布加迪 2010-11-23 14:31:21

云计算

虚拟化 虚拟化概念的历史几乎与计算本身一样久远。虚拟化很早应用于计算机内存访问、处理、存储和网络等部分，并取得了不同程度的成功。最基本的虚拟化确实存在于所有这些部分当中。

虚拟化概念的历史几乎与计算本身一样久远。虚拟化很早应用于计算机内存访问、处理、存储和网络等部分，并取得了不同程度的成功。最基本的虚拟化确实存在于所有这些部分当中。

不过，虚拟化现在开始出现在外部层面。虚拟化现在用于转变信息技术的主要部分，而不是作为被设计产品的工程师用来完成目标的工具。IT的三个核心部分是计算、网络和存储。

服务提供商或IT部门能否成功提供云服务，关键取决于灵活性和效率，而目的是为了具有成本效益。

服务提供商试图在不借助虚拟化和IT即服务（ITaaS）的其他核心方面的情况下提供服务，但屡屡失败。早些年，我们都目睹众多服务提供商惨遭失败。它们的成本结构无力支撑经营模式。这些提供商试图在没有虚拟化这个关键层的情况下提供服务。结果，这些经营模式无以为继。

由于虚拟化打破了应用程序与IT系统的关系，所以解放了系统管理员，不必囿于提供特定的硬件。通过提供整个虚拟化层，计算、网络和存储等部分被细分成了标准服务。

现代数据中心将运行在虚拟环境下，完全由虚拟化的计算、网络和存储等部分组成。

虚拟存储的定义

内部使用虚拟化的资源与提供一组虚拟接口的资源存在根本性区别。厂商们常利用这个混淆的方面，不讲明资源是不是提供虚拟化。比如说，所有现代操作系统都使用虚拟化，但只有VMware、Hyper-V和Xen等虚拟化管理程序才提供虚拟化计算。同样，几乎所有企业存储系统都使用虚拟化，但只有少数几款产品提供虚拟化存储。

如果不允许使用任何存储系统和任何网络连接，存储虚拟化就谈不上“虚拟化存储”。为了提供高度灵活的云服务和ITaaS所需要的那种虚拟化，虚拟化存储必须提供标准的虚拟接口，支持多家存储厂商的产品。

虚拟存储的优点

使用虚拟存储的一些重大优点包括：

•通过提高存储利用率，提高效率

•统一存储管理的标准，降低了运营费用

•确保存储产品可互换，降低了资本费用

#p#

虚拟存储的工作原理

虚拟化是个抽象层，它为可能很复杂的系统提供了简单的、一致的接口。由于提供了一致的接口，它不但解放了设计系统的工程师，还解放了用户，不必囿于某一种实施方法。

虚拟化最常通过映射表来实施，而映射表提供了访问资源的机制。使用映射表是需要64位地址（或更大地址）的原因。为了跟踪数十亿、甚至数万亿资源，就需要更庞大的地址空间。为了克服群组的限制，又考虑到资源访问的限度或精细度，使用多个映射级别也很常见。

出现自动精简配置、卷的多个时间点拷贝和TB级磁盘驱动器后，许多厂商发现有必要采用三个映射级别。

实施方法

对称：这种方法常称为“带内”（in-band）。借助这种实施方法，所有I/O通过虚拟化层进出。映射表也在提供带内虚拟化的设备上加以管理和维护。

非对称：这种方法还常称为“带外”（out-of-band）。按这种实施方法，数据和元数据分开处理。映射表或者说表明数据实际所在位置的元数据装入到访问存储的每个主机上。

混合：另一种混合方法名为“独立路径”（split-path）。这种方法仍是一种非对称方法，不过I/O映射多少在“带内”进行。独立路径方法通常与含有虚拟化层或映射表的存储网络交换机结合使用。虽然I/O确实直接在路径里进出，并通过略存储网络交换机，但各种管理在带外进行。正因为如此，这种方法称为“独立路径”。这种方法的最常见例子是EMC的Invista产品。LSI的SVM（及惠普的SVSP）也采用这种方法。

#p#

虚拟存储的位置

基于主机：这是提供虚拟存储的首要方法之一。这种方法提供的不仅仅是虚拟化存储，因为它利用了主机的这个功能：将不同厂商的多个存储系统连起来，提供统一的资源管理和分配方法。

最常用于称呼这种产品的术语是“卷管理器”，卷管理员管理主机系统上的卷或逻辑单元号（LUN）。几款操作系统拥有基本的卷管理器，比如HP-UX、AIX、z/OS、Solaris、Linux和Windows。市面上还有第三方卷管理器产品，如赛门铁克的Verita卷管理器。

基于网络：顾名思义，这种方法把虚拟化置于主机与存储系统之间的数据通道内。存储网络问世后，基于网络来提供虚拟化存储的方法流行起来。但困扰这些产品早期版本的一个问题是，缺少高级的软件保护功能。

这一类有几款流行又成功的产品，主要是IBM的SAN卷管理器（SVC）和NetApp的V-Series，还有DataCore、飞康和LSI StoreAge等其他厂商的产品。另一款最近出现的产品是EMC的VPLEX，不过只面向虚拟化服务器环境。

存储系统：这种方法有点类似基于网络的虚拟化。光纤通道和IP等存储网络连接用于将第三方存储系统连接到提供虚拟化的主存储系统。这种方法的优点在于，可以扩展现有的数据保护和存储管理工具，以支持外部的虚拟化存储。日立USP存储平台是时至今日这方面最全面、最成功的产品。

提供ITaaS和云计算所需的新型数据中心需要底层有虚拟化组件。而要是没有虚拟化的计算、网络和存储，管理员不过度配置资源，就满足不了客户的动态需求。

现在几乎每个人都将虚拟化计算的成功视作一次转型事件。不过，要是没有虚拟化的网络和存储，数据中心的运行会继续缺乏效率。下一波转型浪潮始于使用虚拟化存储。

原文名：Virtualization: The foundation for data center transformation 作者：Russ Fellows, Evaluator Group

【本文乃51CTO精选译文，转载请标明出处！】

【编辑推荐】

1. 漫画：以开放数据中心为核心的云计算
2. 漫画七宗罪：三大高招解除虚拟化困扰
3. 漫画七宗罪：数据中心降本增效两大高招
4. 专家面对面 数据中心虚拟化部署经验谈