前言
數據已成為政府行業資訊系統的核心部分,數據存儲系統的建設正受到前所未有的重視。利用目前先進的存儲虛擬化技術,建立整合、統一、標準、共用的數據資源存儲平臺,能夠有效管理龐大、繁多、複雜的數據及相關的設備,提高資源利用率,並建立起全面的數據安全保障體系。
政府行業數據存儲面臨的挑戰
在建設政府行業資訊系統的過程中,不同的系統使用了不同的存儲設備,導致資訊資源局限于單個的存儲設備中,系統之間無法進行有效的數據整合和共用。隨著網路區域存儲(SAN)技術的發展,近年已逐步轉向網路存儲系統的建設,但原有的存儲設備無法整合到新的體系中,形成巨大的資源浪費。
網路存儲系統的建設從一定程度上解決了數據共用和整合的難題,但也帶來了很多問題。首先,網路存儲系統一般由單個磁片陣列和磁帶庫組成,磁片陣列承擔著所有資訊系統數據存儲的重任,一旦出現故障將引起數據的全部丟失和長時間的系統停頓,因而面臨著數據集中的極大風險。其次,容易受到單一設備供應商的限制,未來新增設備或升級、擴容的選擇範圍有限,導致採購成本居高不下,難以及時利用新技術,並帶來售後服務等其他方面的問題。
網路存儲系統本身仍受限于局域網內,無法滿足部、省、市、縣四級資訊系統基於廣域的數據資源共用和整合的要求。同時,隨著政府行業資訊化的深化,必須建立有效的風險防範和安全保障體系,包括異地數據備份、遠程容災系統等,也對跨廣域的數據傳輸提出了嚴格的要求,網路存儲系統本身難以滿足。
而通過存儲虛擬化技術建立起的整合、統一、標準、共用的數據資源存儲平臺,能夠有效管理龐大、繁多、複雜的數據及相關的設備,提高資源利用率,並建立起全面的數據安全保障體系。
存儲虛擬化技術
存儲虛擬化技術將底層存儲設備進行抽象化統一管理,向伺服器層遮罩存儲設備硬體的特殊性,而只保留其統一的邏輯特性,從而實現了存儲系統集中、統一而又方便的管理。對比一個電腦系統來說,整個存儲系統中的虛擬存儲部分就像電腦系統中的作業系統,對下層管理著各種特殊而具體的設備,而對上層則提供相對統一的運行環境和資源使用方式。
SNIA(Storage Networking Industry Association,存儲網路工業協會)對存儲虛擬化是這樣定義的:通過將一個或多個目標(Target)服務或功能與其他附加的功能集成,統一提供有用的全面功能服務。
存儲的虛擬化可以在三個不同的層面上實現,包括了基於專用卷管理軟體在主機伺服器上實現,或者利用陣列控制器的固件(Firmware)在磁片陣列上實現,再或者是利用專用的虛擬化引擎在存儲網路上實現。
1.1 基於主機的存儲虛擬化
基於主機的存儲虛擬化技術由主機作業系統下的邏輯卷管理軟體在伺服器上完成(安裝客戶端軟體Agent),經過虛擬化的存儲空間可以跨越多個異構的磁片陣列。
這種類型的虛擬化通常由主機作業系統下的邏輯卷管理軟體(logical volume manager)來實現。它們在主機系統和Unix伺服器上已經有多年的廣泛應用,目前在Windows作業系統上也提供類似的卷管理器。
政府行業資訊系統規模較大,所使用的主機類型和應用軟體種類較多,而且對系統性能和穩定性要求比較高,因而不適合使用基於主機的存儲虛擬化技術。
1.2 基於存儲設備的存儲虛擬化
當有多個主機伺服器需要訪問同一個磁片陣列的時候,可以採用基於存儲設備的存儲虛擬化技術。此時虛擬化的工作是在存儲設備的控制器上完成,通過在存儲設備控制器中添加虛擬化功能,將一個存儲設備(如磁片陣列)上的存儲容量劃分為多個存儲空間(LUN),供不同的主機系統訪問。
智慧的存儲設備控制器提供數據塊級別的整合,同時還提供一些附加的功能,例如:LUN Masking、緩存、即時快照、數據複製等。
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