存储虚拟化的存储资源架构解析

储存资源架构

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。存储虚拟化技术可以更好的管理虚拟基础架构的存储资源，使系统大幅提升存储资源利用率和灵活性，提高应用的正常运行时间。

能够封装为数据存储的存储单元包括：

• SAN（Storage Area Network ）存储（包括iSCSI或光纤通道的SAN存储）上划分的LUN（Logical Unit Number）。

• NAS（Network Attached Storage）存储上划分的文件系统。

• FusionStorage Block上的存储池。

• 主机的本地硬盘。

数据存储可支持如下文件系统格式：

• 虚拟镜像管理系统（VIMS）

为存储虚拟机而优化的高性能文件系统。主机可以将虚拟镜像管理系统数据存储部署在任何基于SCSI的本地或联网存储设备上，包括光纤通道、以太网光纤通道和iSCSI SAN设备。

• 网络文件系统（NFS）

NAS设备上的文件系统。FusionSphere支持NFS V3协议，可以访问位于NFS服务器上制定的NFS磁盘，挂载该磁盘并满足任何存储需求。

• EXT4

FusionSphere支持服务器的本地磁盘虚拟化。

华为云计算存储类型

• 存储资源

存储资源表示物理存储设备，例如IP SAN、Advanced SAN、NAS等。

• 存储设备

存储设备表示存储资源中的管理单元，类似LUN、 Advanced SAN存储池、NAS共享目录等。

一个存储资源可以有多个存储设备。

• 数据存储

数据存储表示系统中可管理、操作的存储逻辑单元。

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。

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。

本地磁盘

• 通常情况下是指使用服务器本地的磁盘资源，经过RAID化后提供给虚拟化平台进行使用。

• 此种类型的磁盘，使用方便，但是速度相对较慢。无共享框架，无跨服务器的冗余机制。

SAN

• 主机、存储设备可以独立扩展

• SAN：存储区域网络，提供在主机和存储系统之间数据传输，网络内部数据传输的速率快

• 存储容量利用率高

FC SAN

• 存储区域网络(Storage Area Networks，SAN)：一个存储网络是一个用在服务器和存储资源之间的、专用的、高性能的网络体系。SAN是独立于LAN的服务器后端存储专用网络。SAN采用可扩展的网络拓扑结构连接服务器和存储设备，每个存储设备不隶属于任何一台服务器，所有的存储设备都可以在全部的网络服务器之间作为对等资源共享。

• SAN主要利用Fibre Channel protocol（光纤通道协议），通过FC交换机建立起与服务器和存储设备之间的直接连接，因此我们通常也称这种利用FC连接建立起来的SAN为FC-SAN。FC特别适合这项应用，原因在于一方面它可以传输大块数据，另一方面它能够实现较远距离传输。SAN主要应用在对于性能、冗余度和数据的可获得性都有很高的要求高端、企业级存储应用上。

• SAN架构中常用的三种协议：

• FC 协议 (Fibre Channel) ，使用该种协议的SAN架构，称为FC SAN。

• iSCSI 协议 (Internet SCSI)，使用该种协议的SAN架构，称为IP SAN。

• FCoE 协议(Fibre Channel over Ethernet)。

• FC 协议通常和iSCSI协议用于现代的SAN架构中，而FCoE协议在服务器需要融合SAN和LAN业务时，也是用得越来越多。

IP SAN

• 以TCP/IP协议为底层传输协议，采用以太网作为承载介质构建起来的存储区域网络架构。

• 实现IP-SAN的典型协议是iSCSI，它定义了SCSI指令集在IP中传输的封装方式。

• 随着存储技术的发展，目前基于TCP/IP协议的IP-SAN也得到很广泛的应用。IP-SAN具备很好的扩展性、灵活的互通性，并能够突破传输距离的限制，具有明显的成本优势和管理维护容易等特点。

• 什么是IP SAN？

• 以TCP/IP协议为底层传输协议，采用以太网作为承载介质构建起来的存储区域网络架构。

• 实现IP SAN的典型协议是iSCSI，它定义了SCSI指令集在IP网络中传输的封装方式。

• IP-SAN典型组网方式有：

• 直连：主机与存储之间直接通过以太网卡、TOE卡或iSCSI HBA卡连接，这种组网方式简单、经济，但较多的主机分享存储资源比较困难；

• 单交换：主机与存储之间由一台以太网交换机，同时主机安装以太网卡或TOE卡或iSCSI HBA卡实现连接。这种组网结构使多台主机能共同分享同一台存储设备，扩展性强，但交换机处存在单点故障；

• 双交换：同一台主机到存储阵列端可由多条路径连接，扩展性强，避免了在以太网交换机处形成单点故障。

SAN架构组网特点：

• 共享框架，为热迁移，HA等特性提供了共享存储资源。

• SAN架构组网通常位于业务网络后端，数据可靠性和隔离性好。

• 无需服务器本地进行存储指令处理，效率高。性能优于本地磁盘。

NAS

• NAS (Network Attached Storage)，网络附加存储，是一种将分布、独立的数据进行整合，集中化管理，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。

• NAS和SAN最大的区别就在于NAS有文件操作和管理系统，而SAN却没有这样的系统功能，其功能仅仅停留在文件管理的下一层，即数据管理。SAN和NAS并不是相互冲突的，是可以共存于一个系统网络中的，但NAS通过一个公共的接口实现空间的管理和资源共享，SAN仅仅是为服务器存储数据提供一个专门的快速后方存储通道。

• 为什么FTP文件服务不属于NAS？

• FTP只能将文件传输到本地的目录之后才能执行，而网络文件系统可以允许直接问原端的文件，不需要将数据复制到本地再访问。

• NAS可作为网络节点，直接接入网络中，理论上NAS可支持各种网络技术，支持多种网络拓扑，但是以太网是目前最普遍的一种网络连接方式，我们主要讨论是以以太网为网络基础的NAS环境。

• NAS本身能够支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站，采用IE或Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。

NAS存储特点：

• 默认支持虚拟化数据存储。

• 支持磁盘精简分配。

• 支持快照等高级特性。