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计算机报:纵观存储虚拟化

发布日期:2011-08-19

中科院计算所工程中心 许鲁研究员

 

    “存储虚拟化”并不是近期才提出的一个新概念,它是伴随着大型计算机的产生、发展而出现的一个较为经典的概念,但随着网络存储的兴起,在新的领域中,存储虚拟化又被赋予了全新的解读,不过从存储的核心功能来看,其本质是具有延续性的。

    就市场而言,从存储的发生、发展过程来看,存储虚拟化的过程始终伴随其间,而不断发展变化的是存储虚拟化的层次和分布;从长远来看,随着存储市场的不断发展,存储虚拟化将呈现层次不断提高,随应用需求等因素,其种类多样化的发展态势。

 

存储虚拟化在市场中的发展


1、以存储虚拟化技术为核心的企业解决方案

    目前,EMC、IBM和SUN等公司都把目标瞄准了企业数据中心市场,纷纷推出了新的存储虚拟化产品,帮助企业IT管理者计划向虚拟化数据中心转移,并承诺帮助企业降低成本和简化业务流程,提供全方位的解决方案。

    由于数据已经成为企业核心价值的载体,数据的保存和维护是企业投资、预算,以及成本核算的关键部分之一,承担着维系企业命脉的作用,因此必须以相对完整的、可持续发展的,在投资回报率方面最优的方式来构建存储系统,而企业的这些需求是一个多目标优化问题,在此前提下,存储虚拟化是迄今为止的一个最佳选择。

2、角逐中端市场

    高端存储市场被少数大型企业如EMC、IBM、HDS、HP等所垄断的局面很难动摇,而广阔的中端市场,已成为众多存储厂商相互角逐的新赛场。目前,中端市场的发展远未饱和,每个存储企业都在谋求进入中端市场。而存储用户在众多的存储厂商中,也谋求寻找到适合自身需求的存储产品和解决方案,在这一市场中,相比于传统的存储更省钱,并且更具灵活性的存储产品和解决方案最受欢迎。

3、低端市场有待开发

    相比于中高端市场,传统存储(DAS等)仍占据大部分的低端市场,这与低端市场的多数企业对网络存储的认知度有关,另外,高成本投入的产品和解决方案,也是低端市场企业对存储产品谨慎投资的主要原因之一,而作为以软件和硬件的灵活配置见长的存储虚拟化技术,开发低端存储市场的价格优势是其它网络存储技术无可企及的。

4、强强联合,优势互补

    由于存储管理的行业标准没有普遍推行,因此,存储厂商之间的合作是实现异构系统虚拟化的必由之路。也正因为如此,很多大型公司之间进行了不同领域、不同形式的合作,例如IBM最近推出的SAN卷控制器,通过扩展支持管理EMC磁盘存储系统;HDS也推出TagmaStore平台,可以实现对EMC生产的近乎全线产品实现虚拟化。

5、SMI-S标准化进程稳步推进

    虽然标准化的结果势必将使得网络存储市场的竞争更趋激烈,但标准化的进程却丝毫没有趋缓。在标准的制定过程中,技术和利益的较量始终在进行,同时IBM、EMC、HP等大型公司也分别在适当的时候推出了符合SMI-S规范或通过SNIA认证(SNIA-CTP测试)的产品,这些产品多数都集中在高端市场,而如Adaptec等公司也试验性地推出了符合SMI-S规范的产品,但这更多地是着眼于未来的市场。

6、存储管理软件独立发展

    随着存储系统管理的标准化,为存储系统管理软件的独立发展提供了可能。目前,所有大型存储及存储相关厂商的高端产品中,都集成了基于开源项目(Pegasus项目、OpenWBEM项目,以及由IBM支持的Sblim开源项目等)开发的、通过SNIA认证的存储管理软件,其中主要包括:EMC、HP、IBM、HDS、AppIQ、ADIC、StorageTek(SUN控股子公司)、Dell、Symantec、Cisco和NetApp等存储及相关厂商,另外,MicroSoft也进入了存储管理软件市场,与多家存储管理软件厂商的产品实现集成。

7、IP存储异军突起

    由于历史等因素,IP存储一直没有成为网络存储市场的主流,但近几年的一系列重要事件为IP存储的发展奠定了坚实的基础,其中之一就是iSCSI标准的确立,另外千兆网卡、万兆网卡的普及等为构建可用的IP存储提供了技术上的保障。IP存储在系统造价和环境兼容性方面的优势始终是开拓市场的关键,加之并不逊色的性能表现也吸引了不少用户的注意力,同时,相对简单的系统开发技术也大大降低了技术门槛,使得许多看好网络存储市场的企业有进入这一行业的机遇。目前,IP存储的市场定位仍以中低端市场为主,近些年,随着许多大型存储厂商,如IBM、EMC等开始开发中低端市场,IP存储的优势将会显现,这一点在国内市场表现会比较明显。

8、存储服务市场更加广阔

    自从网络普及之初,存储服务就成为一种网络环境中存储提供方式,目前很多网站提供的免费和收费邮箱就是一种最基本的与邮件服务相结合的存储服务,而作为存储服务的支撑技术——存储虚拟化技术几乎是必不可少的。

    随着存储虚拟化技术的发展,存储服务的质量将会不断提高,而且随着市场信用度的提高、服务市场的规范以及相关保障机制的不断完善,人们对存储服务的信赖程度将会越来越高,企业关键数据的委托管理等存储服务业务将会成为一种重要的服务被人们普遍接受,就如同今天的人们信赖银行一样。

 
 
二、代表性产品
    2005年,IBM、EMC、HP、NetApp、SUN等厂商相继推出了多款应用存储虚拟化技术的产品。

 
 
1、国外存储虚拟化产品
    作为最基本的存储虚拟化形式,存储资源虚拟化也是市场上,几乎所有磁盘存储产品的基本功能,特别是结构虚拟化功能,比如基本的卷管理功能等。

单一系统的存储虚拟化产品

    在众多的国外存储相关产品生产厂商中,HP是实力比较强的一家跨国公司,虽然HP存储虚拟化产品,在生产方面同样非常具有实力,但在兼容其它厂商产品方面却没有产品推出。

    HP生产的存储虚拟化产品是比较全面的,无论是基于主机的虚拟化、基于存储设备的虚拟化,还是基于网络层的虚拟化方式的产品,以及磁带存储,其中包括HP StorageWorks EVA、HP StorageWorks Virtual Array,以及提供多种存储服务,例如复制、snapshot和数据迁移功能的HP OpenView CASA,特别地,基于存储设备的虚拟化产品——HP StorageWorks企业虚拟阵列(EVA)是广大用户最熟悉的网络存储产品。另外,惠普凭借其100多项虚拟化技术的专利,在工业领域提供最广泛的虚拟化解决方案。

异构系统的存储虚拟化产品

    IBM TotalStorage SAN卷控制器第五版,拥有更强大的新功能和增强的设备支持能力。基于开放行业标准的IBM SAN卷控制器是第一个通过SNIA存储管理主动规范(SMI-S)一致性测试计划(SNIA-CTP)的虚拟产品。该产品可以支持EMC当前所有的Symmetrix DMX和CLARiiON产品系列,以及EMC最新的CLARiiON CX系列产品,包括CX300、CX500和CX700磁盘阵列。此外,该产品还支持日立和HP的多种磁盘阵列。

    IBM的Tivoli Storage Network Manager是一种遵循ANSI SAN标准的可扩展解决方案,可发现、监控和管理企业SAN架构组件,并可分配和自动操纵企业的附加磁盘存储资源。Tivoli NetView使客户可以从一个单一控制台监视和控制其SAN、LAN及WAN等网络。在没有存储空间的情况下,可自动扩展文件系统,系统管理人员可定义Policy(策略)阈值,如果超过了该阈值,Tivoli Storage Network Manager将自动分配额外的磁盘资源,并扩展文件系统来保持持续的应用过程。

    EMC正式在国内宣布推出其Invista的存储虚拟化产品,Invista采用EMC一直力推的基于网络的存储虚拟化结构,在这一点上EMC与IBM有着相同的主张,这和二者在建造大型的计算机系统方面的技术优势密不可分。在结构上,Invista采用的是In-band模式,虚拟化子系统具有很强的功能,后端支持多种异构存储设备。

    日立公司的TagmaStore™通用存储虚拟化平台,已实现对EMC Symmetrix DMX 800、1000、2000、3000、CLARiiON和Symmetrix 3000、5000及8000系列存储系统的支持;另外,也包括对EMC CLARiiON CX系列存储系统的支持。基于这一平台可以将数据从CLARiiON移动到Symmetrix,或从后者移回前者。此外,它还支持主机的ESCON和FICON,以及文件服务NAS的连接,更加有效地实现了对ILM的支持。

    从1999年公司在以色列成立开始,StoreAge公司就一直致力于开放环境中的存储虚拟化产品的研发。到2002年,StoreAge的存储虚拟化产品正式推向欧美市场,公司的营业额和客户数每年都呈倍数增长,其在多厂商异构系统的存储虚拟化方面,有着自己独特的解决方案,特别是其主推产品SVM所采用的带外虚拟化方式,在系统扩展性方面具有更多优势。在对硬件设备的支持上,SVM目前支持光纤设备,支持iSCSI以及更多的工业标准和开放系统也是SVM的目标。

    美国的FalconStor(飞康)公司是网络存储行业中少有的几家以存储软件作为主要产品的企业,其开发的IPStor 智能网络存储软件,充分体现了虚拟存储的精髓——从设备的整合到存储服务的整合,是针对异构存储产品进行虚拟化的产品,它采用的是In-band虚拟化模式,也是基于存储设备来实现存储虚拟化的功能软件。

虚拟磁带库产品

    作为全球最大的磁带存储生产厂商,也是最早提出信息生命周期管理概念的StorageTek公司被SUN公司收购,在业界引起了不小的震动。作为SUN公司来说,这是站稳存储领域的一大举措,而对于StorageTek公司而言,并不意味着磁带产品的衰落,被收购后StorageTek又推出了L1400磁带库,在访问效率和存储容量上都有了很大的提高,很好地实现了结构虚拟化,有效地支持了信息生命周期管理。

    在几个大型存储厂商中HP和IBM的磁带存储产品也颇具影响力,HP StorageWorks VLS6000使用磁盘存储代替了磁带存储,并模拟磁带存储接口,使得系统在随机读写性能和吞吐率方面都有了大幅提升。

 
 
2、国内存储虚拟化产品
    国内厂商多生产磁盘阵列或中低端的NAS系统等,或者通过代理和采用OEM国外厂商的产品。另外,由于国内市场远未达到饱和状态,DAS产品仍占有很大的比例,在中低端市场其表现尤为突出,这既有用户认识的问题,也有目前中低端产品的价格偏高的因素。预计到2007年,国内中低端存储市场总量将达到20多亿元,而目前的产品销售尚不到一半,且基本为国外存储厂商所占有,国内厂商占的却很少。面对巨大的市场空白,国内大型IT企业在自主研发方面的投入不足、战略决策的滞后和短视行为还很严重。

    在为数不多的几家国内厂商中,以网络存储作为主营业务的寥寥无几,大恒存储是比较典型的企业;另有部分厂商,如联想和浪潮分别与HDS和EMC先后进行了战略合作,要真正生产出具有自主核心知识产权的产品尚待时日,在存储虚拟化产品方面尚无产能。

    此外,依托于中国科学院计算技术研究所的国家高性能计算机工程技术研究中心始终坚持着自主研发的发展方向,并通过北京中科储天信息技术有限公司,将其国内领先的、自主研发的先进技术进行产品化,形成蓝鲸网络存储系列产品,而其中的蓝鲸虚拟存储系统具有鲜明的技术特点,是国内唯一采用带外存储虚拟化方式的、具有自主知识产权的IP SAN系统,该系统具有超强的在线可扩展能力。

 
 
三、结束语
    纵观网络存储市场,存储虚拟化技术产品已经非常普遍,但用户所渴求的、能够实现对异构系统或多厂商产品进行统一管理的存储虚拟化技术和产品并不多,而且对于中低端市场用户来说,这些产品还难以企及,这也预示着,这方面的存储虚拟化技术和产品的广阔市场前景。随着国内外存储厂商的不断努力,以及网络存储管理标准的不断推进,预计在3到5年的时间内会有很大的突破