越了解存储虚拟化，就越上头

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时下整个云计算架构，都是基于虚拟化技术发展起来的。

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虚拟化技术发展的过程，也是软件能力不断取代硬件能力的过程。

虚拟化分为服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化。

今天带你秒懂存储虚拟化。

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1什么是存储虚拟化

存储虚拟化，通俗解释：对存储硬件资源进行抽象化。

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存储虚拟化是指将具体的存储设备或存储系统同服务器操作系统分隔开来，为存储用户提供统一的虚拟存储池。

打个比方，就像去仓库存放或者提取物品一样，只要和仓库管理员沟通即可，不用关心物品到底存放在仓库的哪个角落。

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对于用户来说，虚拟化的存储资源犹如一个巨大的资源存储池，用户不会看到具体的存储磁盘、磁带，也不必关心自己的数据如何到达存储设备的。

存储虚拟化的方式是将整个云系统的存储资源进行统一整合管理，为用户提供一个统一的存储空间。

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2存储虚拟化的三大分类

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根据存储虚拟化的实现方式不同，可以分为：主机级、存储设备级、存储网络级。

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基于主机的存储虚拟化

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当仅需要单个主机服务器（或单个集群）访问多个磁盘阵列时，可以使用基于主机的存储虚拟化技术。这种技术又称为逻辑卷管理，通常由主机操作系统下的逻辑卷管理软件实现。

逻辑卷管理软件把多个不同的磁盘阵列映射成一个虚拟的逻辑块空间。当存储需求增加时，逻辑管理软件能把部分逻辑空间映射到新增的磁盘阵列，因此可以在不中断运行的情况下增加或减少物理存储设备。

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主机1可以使用磁盘阵列1和2上的存储空间，主机2可以使用磁盘阵列2上的存储空间，主机3和4均可使用磁盘阵列3和4上的存储空间。

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优点：支持异构的存储系统。

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缺点：占用主机资源，转发性能差，与主机OS兼容性差，数据迁移复杂。

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存储设备级的存储虚拟化

当有多个主机服务器需要访问同一个磁盘阵列时，可以使用基于存储设备的存储虚拟化技术。该技术通过在存储控制器上添加虚拟机功能实现，可以将一个阵列上的存储容量划分为多个存储空间（LUN），供不同的主机系统访问。

磁盘阵列1的存储空间可以提供给主机1和2使用，磁盘阵列2的存储空间可以提供给主机2~4使用。

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优点：与主机无关，不占用主机资源，数据管理功能丰富。

缺点：只能对本设备内的磁盘虚拟化，厂商绑定不能异构，多套存储设备不兼容，成本高。

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存储级网络的存储虚拟化

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当多个主机服务器需要访问多个异构存储设备时，可以使用基于网络的存储虚拟化技术。该技术通过在SAN（Storage Area Network）中添加虚拟化引擎实现。

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主机1~4可以使用磁盘阵列1~4上的存储空间。

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优点：与主机无关，性能好，能够异构主机和存储设备，管理统一，功能丰富。

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缺点：各厂商产品质量参差不齐，部分产品兼容性差。

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3存储虚拟化的三大特性

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精简磁盘和空间回收

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（1）功能特性

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①支持创建精简磁盘，可以随着用户使用而自动分配空间。

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②膨胀的精简磁盘不会随着用户删除数据而缩小，使用空间回收工具可以将用户删除的数据空间释放到数据存储。

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（2）适用场景

①精简磁盘可应用于局点运行初期，用户磁盘使用率低的情况。能够降低初始存储投资及维护成本。存储设备只保存有效数据，不保存预留空间，可以提高存储资源利用率。

②空间回收可以提高精简磁盘的使用/分配比，提高存储利用率。

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快照原理和应用

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（1）功能特性

①快照记录了虚拟机在某一时间点的内容和状态。

②通过恢复虚拟机快照，使虚拟机多次快速恢复到这一时间点。

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③快照包含磁盘内容、虚拟机配置信息、内存数据。

④多次快照之间保存差量数据，节约存储空间。

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（2）适用场景

①虚拟机用户在执行一些重大、高危操作前，例如系统补丁、升级，破坏性测试前执行快照，可以用于故障时的快速还原。

②用户触发的创建快照和恢复快照操作。

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链接克隆

（1）功能特性

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①链接克隆技术是一种通过将源卷和差分卷组合映射为一个链接克隆卷，提供给虚拟机使用的技术。

②一个链接克隆模板可以创建多个链接克隆差分卷，对应创建多个链接克隆虚拟机。

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③新创建的差分卷占用空间很小，随着虚拟机的使用，空间会逐渐膨胀。

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（2）使用场景

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①能够快速、批量部署虚拟机。

②对于类似的虚拟机，公用的数据可以放在模板中，提高存储利用率。

4存储虚拟化的优点

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传统存储存在诸多异常：单一磁盘或阵列的容量与性能有限、难以扩展、缺乏数据保护、造成信息孤岛、以及厂商强绑定等问题。而对比之下，存储虚拟化的优点变得显而易见：

1.减少硬件和资源成本

采用虚拟存储减少了总体IT支出，减少了SAN(存储区域网络)设备的数量。使未使用的空间可用于其他应用程序，使它们可以整合到更少的资源上。同时存储管理也有所改善，能够减少用于SAN设备管理的时间。

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2.提高可靠性和性能

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存储虚拟化减少了应用程序停机时间，通过实时响应工作负载变化的工具，优化存储的使用。它确保了对业务应用程序的持续访问，从而在系统和站点之间提供负载平衡和故障转移，还具有不受限制的快照，可以在意外失败时进行快速，精细的恢复。

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3.提高敏捷性和扩展能力

中小型公司面临的最大挑战之一是扩展存储以满足不断增长的IT需求。好在虚拟化存储为增长提供了灵活性。通过抽象化存储的物理和逻辑组件，可以选择一种资源，并使其在不同时间可用于一个或另一个应用程序。

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这样一来，可以从应用程序的单个窗格中，根据应用程序的需要即时分配存储资源，存储也可以随需求变化而扩展。

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目前，虚拟化存储在各种行业中已经开始了大规模应用，系统利用先进的存储虚拟化技术，建立统一、标准、共享的数据资源存储平台，能够有效地管理庞大、繁多、复杂的数据及相关的设备，提高资源利用率。

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参考文献：

2 ]2 |- H+ v( ?$ ?: y) G

http://t.zoukankan.com/aaronax-p-5693398.html

8 H3 u! H' I6 j+ n4 [5 K

https://mp.weixin.qq.com/s/_u2ov4NfSMVHzcapP0Y0qw

8 c9 Q& U5 x8 Q t" t r: h0 q

https://blog.csdn.net/xy1596/article/details/120422740

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