服务器虚拟化和存储管理

在过去十年间，存储管理凭借自身的发展逐渐成为一门学科，不仅由于存储数据量的大幅增长的驱动，而且也由于促进共享存储的存储网络协议的增强。

同时，虚拟化也成为服务器和PC优化的最重要的技术。在这种环境下，共享存储成为一些功能不可或缺的前提，如非中断的虚拟机迁移。

不过，虚拟化在服务器和支持它的存储间增加了另一层的复杂性。在虚拟化和存储间的这一层抽象意味着将存储相关的概念如RAID组和LUN转换为虚拟对象如VMDK和虚拟硬盘是个挑战。因此，为了有效的为虚拟环境提供存储，存储管理员必须采用新的方法。

挑战

虚拟化产生了新的运营难题。因为许多虚拟机可能同时存在于一个存储LUN上，虚拟服务器的I/O配置和桌面有时变得更加随机和不可预测。通过使用诸如VMware公司的Storage vMotion和微软公司的Hyper-V Live Migration的特性来使虚拟机在存储基础设施间迁移时，当前的系统管理程序的功能可以保证大量的I/O。另外在虚拟机被拷贝、克隆和在存储间复制时，虚拟化对于存储的利用也会产生很严重的影响。

在考虑虚拟化和存储时，我们必须审视许多大型企业已建立起的运营架构。随着IT基础设施的不断发展，各部分的技术逐渐划分为不同学科，包括存储、网络、服务器和数据库等。过去，也许存储管理员还可以只处理自己的业务，而不必太多关心基础设施的其它部分的运作。如今，虚拟化改变了这种状况，使得我们必须将这些不同的学科整合，而不能再像过去那样。

选择战略

虚拟环境下的存储管理需要满足两个基本的指标：容量和性能。尽管这两者在非虚拟化环境下也会提及，但在虚拟存储设计时会主要考虑性能，因为它会更多的影响虚拟基础设施的运营。在非虚拟化环境下，对于一个LUN缓慢的响应时间只会影响到单个主机;对于一个承载多个虚拟机的较大的LUN，缓慢的响应可能引起更广泛的影响。在虚拟桌面环境(VDI)下尤其如此。对于存储管理员，有许多策略需要考虑。

使用硬件加速和API

许多厂商(包括最大的六家存储厂商：戴尔，EMC，惠普，日立数据系统，IBM和NetApp)如今都支持虚拟I/O的硬件加速。这是通过在系统管理程序中的应用编程接口(API)实现的，如阵列集成的vStorage API (VAAI)。VAAI将一些负载较重的工作从虚拟层卸载，而让存储阵列使用最适合的方式来执行这些关键操作，如次LUN级锁定，批量拷贝和数据清零。最近，VMware增加了精简盘空间回收特性，使得系统管理程序可以从精简配置的LUN中释放存储空间，而无需直接写数据到这些被删除的数据块。

将存储管理的工作卸载到磁盘阵列有诸多好处。首先，它减轻了虚拟层的工作负载，减少了CPU的负担以及存储网络中的数据流。其次，它让存储阵列来对I/O密集型的操作执行优化和优先级操作，而这些最适合于在阵列内部实现。作为领先的虚拟机监控器厂商，VMware已开发出大量的API，包括数据保护的vStorage API(VADP)和存储感知vStorage API。VASA在部署可扩展的存储环境中日益重要，它为虚拟机监控器提供了存储LUN的配置信息，如复制和性能度量标准等。

为性能而配置

在虚拟环境下执行I/O时，性能是最重要的。通常情况下，虚拟环境产生更多的随机工作负载，使得优化I/O工作负载的工作对于存储更加困难。以下的一些技术可以保证性能得到优化，包括：

宽条带

此技术将磁盘I/O尽量分布到多个物理磁盘之上。宽条带技术可以通过大型RAID组(需要注意磁盘失效后的重构时间)或者将多个RAID组连接成存储池来实现。此技术同时适用于基于文件或基于块的存储平台。

动态分层

如同其它的存储环境，虚拟服务器同样存在产生大量I/O负载的I/O“热点”。热点区域很难预测，因此支持动态分层的平台提供了一种手段，以确保最“热”的数据驻留在最快的盘上。这种技术对于许多从一个母版映像克隆的虚拟机特别有用。