全面解析檔案虛拟化

• 2007-11-25 15:30:37  作者：張峰  來源：網絡世界  浏覽次數：16  文字大小：【大】【中】【小】

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簡介：檔案虛拟化技術把實體上分散存儲的衆多檔案整合為一個統一的邏輯視圖，極大友善了使用者的通路，提高了存儲管理者的效率。是以，在日益複雜的檔案管理方面，&ldquo;務虛&rdquo;将成為一種新思路。技術：GNS帶動文 ...

關鍵字： 全面 解析 檔案 虛拟化

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檔案虛拟化技術把實體上分散存儲的衆多檔案整合為一個統一的邏輯視圖，極大友善了使用者的通路，提高了存儲管理者的效率。是以，在日益複雜的檔案管理方面，“務虛”将成為一種新思路。

技術：GNS帶動檔案虛拟化

GNS（全 局命名空間）技術是檔案虛拟化的核心。實施全局命名空間是有效和高效管理分布式檔案存儲的關鍵：它對于檔案存儲的作用就好像是DNS對于網絡的作用一樣。 全局命名空間使用戶端在無須知道分散檔案位置的情況下，直覺地通路這些檔案（就像我們通路Web站點而并不知道IP位址一樣）。它還讓管理者能夠在一個控 制台上管理分散在不同位置處的異構裝置上的資料。

檔案虛拟化方案能夠輕松建立和管理任何大小的全局命名空間。在部署檔案虛拟化方案以後，使用者通路檔案的方式發生巨大變化，從原來通路實體檔案儲存設備轉換成為一個統一的邏輯視圖。使用者可以擁有自己的檔案夾，也可以通路權限可達的通用檔案夾。

全局命名空間是位于客戶（使用者和應用）和檔案系統之間一個邏輯層，提供了一種獨立于檔案實體位置的檔案察看和通路方法。其結果是，管理者能夠使用一個命名空間邏輯的排列和顯示給使用者，不考慮資料的實際位置。

有 了邏輯的全局命名空間，管理者就能夠以取得最佳的性能和容量使用的方式存放檔案，使用者則能夠通過命名空間通路檔案。當增加或者整合儲存設備以及檔案被移動 或者改名時，用戶端将被自動指引到新的檔案存放位置，并不知道檔案已經被移動。在重新配置儲存設備時，不需要對桌面電腦進行重新配置，重新配置設定盤符，或者 修改登入腳本。

目前在市場中也存在一些具有監測功能的工具，可以提供大量有關存儲環境狀态的資訊，但是，這些工具都屬于被動的類型，無法進行主動 的資料管理工作，而檔案虛拟化則可以。總體來說，檔案虛拟化可以大幅度簡化存儲管理、提高靈活性并降低成本，它主要通過認證和分析來優化網絡存儲，進而解 決在容量、性能以及分級存儲等方面問題。

容量管理：檔案虛拟化方案在NAS或檔案伺服器、卷或者計算機配額樹（quota tree）級别自動識别超額配置情況，進而進行糾正。控制台按照問題的嚴重性将所有容量問題列出，管理者可以迅速了解整個存儲環境情況，并可以友善地确定 NAS或檔案伺服器、卷以及目錄等各級别問題。滑鼠點選可以獲得更加詳細資訊并且根據需要即時解決問題。容量管理功能識别并解決任何容量問題，運作容量負 載平衡，優化存儲的使用。

性能管理：确定NAS或檔案伺服器CPU、卷以及目錄處理的性能瓶頸，通過自動的壓力平衡機制重新配置設定資料内容解決該問題。性能管理應用系統識别并解決性能問題，消除瓶頸和熱點問題。

分 級存儲管理：分析各類資料的通路方式，把資料存放在最合适的級别；确定線上存儲中最不經常通路的資料，把其遷移至近線存儲；确定近線存儲經常被通路的數 據，把其遷移至線上存儲；所有遷移工作都支援服務水準協定，不會對存儲系統造成任何影響。分層存儲管理利用了遷移功能，通過使用通路頻率資料來識别非結構 性資料，重新定位到低成本近線存儲，使機構在一級存儲硬體中的投資效益最大化。

同步鏡像：檔案虛拟化方案可以跨越多廠商的存儲環境進行同步資料鏡像，進而可以提高那些不能容忍任何丢失的資料的安全性。同步IP複制功能通過在IP 網絡上同步複制，提高了對重要檔案和檔案系統的保護。把資料鏡像到遠端站點，還可以在災難發生後迅速進行恢複。

難題：存儲管理日益複雜

與日益增長的存儲需求相比，使用者目前采用的管理工具和方法根本無法保持步調一緻。IDC稱，存儲管理者的生産能力每年必須提高60％才能夠控制好存儲容量的增加。

在 檔案存儲管理方面，通常有以下幾個難題。在容量方面，儲存設備的平均使用率為35％～50％；每TB的管理成本沒有改善；容量超額配置成本太高。在性能方 面，緩慢的響應時間影響使用者生産力；I/O帶寬限制應用吞吐量。分級存儲方面，與線上存儲相比，近線存儲擁有巨大的成本優勢，但是同時對線上存儲和近線存 儲進行自動化管理常常受到限制。在存儲整合方面，公司組織方面的要求給存儲整合增加了難度，安全以及通路設定需要使用者在存儲整合時重新存放資料。

是以需要一種新方法來簡化網絡存儲的管理，這種新方法不應該增加存儲管理的風險，同時不會影響使用者原有的操作流程，對應用則應該是透明的。

存 儲虛拟化被認為是解決上述管理難題的有效方法。我們也對該技術做過多次詳細介紹，但是，此前介紹的存儲虛拟化都側重在SAN存儲系統層面。最近興起了檔案 虛拟化技術。顧名思義，檔案虛拟化主要解決的是基于檔案的存儲管理問題，是以應用領域是基于IP的儲存設備，也就是NAS裝置。

檔案虛拟化使存儲管理者能夠支援異構的存儲環境，優化來自不同廠商的産品平台，進而提高靈活性降低總擁有成本。

動态：存儲巨頭争先恐後

博 科于今年3月斥資6000萬美元收購了NuView，把後者的産品歸入其Tapestry軟體家族中。NuView的主要産品是StorageX，這款産 品利用全局命名空間來幫助管理不同NAS系統上的檔案。NetApp也銷售StorageX，但是重新命名為Virtual File Manager，NuView超過70%的收入都是來自NetApp。NeView還銷售資料安全軟體、基于政策的資料管理軟體和業務連續性軟體。

思科在檔案虛拟化創業公司NeoPath的最近一輪融資中投入一筆資金。一位熟知NeoPath的人士透露，思科的投資額介于1200萬美元至1500萬美元之間。此外，還有人傳言思科與 NeoPath簽署了OEM協定，并且擁有NeoPath的優先購買權。NeoPath的産品利用虛拟命名空間和負載均衡，可以将存儲在多個不同NAS系 統上的檔案作為一個大的存儲池來管理。NeoPath于2004年末首次推出自己的産品時，當時其主要競争對手有Acopia Networks、NuView和Rainfinity。相比對博科，NeoPath對思科的意義更大，因為思科擁有龐大的以太網交換機業務。思科将Actona的産品用于遠端辦公室，而在NeoPath的産品在資料中心能解決擴充問題，離NAS最近的當然是以太網交換機。

去 年8月，EMC以9000萬美元收購了Rainfinity。EMC Rainfinity全球檔案虛拟化平台，改善異構網絡附加存儲環境中的資訊管理。新釋出的EMC Rainfinity全球檔案虛拟化包括兩個重要的新功能——全球命名空間技術管理和同步IP複制，為客戶在其資訊的生命周期裡，大大改善了所有基于檔案 的資訊管理和保護功能。

4月份，Acopia Networks釋出了最新的2.4版本檔案虛拟化軟體，該軟體運作在該公司ARX系統交換機上，提供檔案虛拟化和全局資料管理功能。其亮點包括多協定全局命名空間、異構資料保護、進階資訊生命周期管理政策以及項目水準政策認知等。

存儲巨頭對檔案虛拟化創業公司的收購狂潮從2003年11月份就開始了，而首先預見檔案虛拟化技術将成為趨勢的是NetApp，當時NetApp公司以3.6億美元将Spinnaker Networks納入旗下，從交易金額來看，目前也是最大的一筆。

與SAN存儲虛拟化技術一樣，檔案虛拟化也分為帶内、帶外兩種實作方式。其中，博科的産品StorageX屬于帶外方式，而Acopia、NeoPath以及Rainfinity的方案屬于帶内方式。

應用：存儲環境輕松整合

Ameren 公司日前采用博科公司Tapestry StorageX軟體，實作對企業檔案資料的高效管理。借助Tapestry StorageX，Ameren成功地将檔案資料從Novell NetWare平台遷移到Windows Server 2003平台，并簡化了異構分布式存儲環境下的檔案資料管理。目前，這家公司服務于密蘇裡州和伊利諾斯州的240萬電力客戶和近100萬天然氣使用者。

Ameren 公司最初使用博科公司的解決方案來管理從Novell到Windows的遷移和伺服器的初步整合。Ameren公司架構專家Craig Yale認為，“我們決定把5TB的檔案資料從Novell平台遷移到Windows平台，是因為我們已經有了一個Exchange Server的域結構，而且以後将不用繼續負擔維護兩個平台的費用”。使用Tapestry StorageX軟體之後，Ameren公司從原先的50個使用Novell NetWare系統的遠端站點，降到如今的37個使用Windows Server 2003系統的遠端站點。“對于這項工作，Tapestry StorageX軟體是完美的。”Craig Yale 評價說，“我們迅速地把5TB的資料從Novell系統遷移到了Windows系統，在這個過程中伺服器并沒有發生停機故障，我們的使用者也能正常地使用， 一切都跟原來一樣。”

為了推動從Novell到Windows的系統遷移及伺服器的初步整合，Ameren公司實作了StorageX的全局命名空間，建立在微軟分布式檔案系統（DFS）之上，它能把檔案命名空間環境虛拟化。這讓公司的IT管理者能通過一個單一的、包含所有檔案資料的視圖通路多個路徑。

根 據Novell到Windows的系統遷移工程，Ameren公司打算繼續使用Tapestry StorageX軟體來管理他們的遠端站點資料備份到中央資料中心，這樣能讓進階使用者在伺服器停止運作或者發生錯誤的時候啟用備份資料。“一旦我們完成了 叢Novell到Windows的系統遷移，我們會繼續使用Tapestry StorageX的全局命名空間和Tapestry StorageX的檔案複制政策。經常把遠端站點的資料備份到我們的中央資料中心。”Craig Yale解釋說，“這将改善Ameren公司備份資料的可靠性，并減少了我們主要遠端站點備份伺服器和錄音帶機的數量，這樣能在改善資料完整性的同時，節省 更多的費用。”

Tapestry StorageX軟體也能讓Ameren公司維持高效的商業連續性政策。“在實作Tapestry StorageX管理政策之前，修複一台因停機或者是别的原因損壞的伺服器的時間，可能花費我們多達40個小時。” Craig Yale說，“現在，通過使用Tapestry StorageX全局命名空間和Tapestry StorageX的緊急修複政策，我們可以完美，可靠地管理整個故障轉移的過程。在一次停機故障之後，伺服器将迅速地切換到之前的資料備份，這樣使用者就能 繼續通路他們的資料并繼續工作。Tapestry StorageX是一個通用的，高效的綜合程式元件，它能幫我們完全地控制我們的存儲遷移、合并、備份和緊急修複的過程。這個産品将給我們的投入帶來顯著 的回報，這種回報将随着我們的使用持續增長。Tapestry StorageX的可靠性和高效性将影響到我們公司的業務，同時提高我們的生産力和收益率。”

挑戰：發展道路稍有坎坷

盡管檔案虛拟化技術為存儲管理者帶來了巨大便利，但是從目前情況來看，其仍然面臨着諸多挑戰。

首先從技術層面來講，檔案存儲虛拟化技術所面臨的最大絆腳石就是不夠成熟，IT經理尤其盼望這項技術的進一步發展。檔案虛拟化目前還不能完全脫離後端作業系統，這就意味着存儲是“聚合的”而不是真正“共享的”。換句話說，檔案虛拟化功能的實作目前還必須依賴NAS/檔案伺服器作業系統。這也是NetApp為何要開發具有檔案虛拟化功能的新作業系統的原因。按照NetApp的想法，如果檔案虛拟化技術可以整合到NAS作業系統之中，則可以提供直接的快照、遷移、高可用等進階資料管理功能。

而 對于國内的市場情況而言，檔案虛拟化的推廣顯然要面臨更多困難，其中最重要的就是，國内的NAS應用還不夠成熟。許多使用者言之必稱“SAN”，仿佛SAN 就是存儲的代名詞。SAN的優勢在于提供高可用的線上服務，而NAS則為數量衆多的用戶端提供檔案級别服務。由于衆多使用者對此認識不夠到位，導緻了許多原 本應該使用NAS而采用SAN的情況，這樣的存儲環境，檔案虛拟化功能就很難發揮出全部優勢，因而使用者對其部署的迫切性不高。

此外，部署檔案虛拟 化的最重要的一個好處是提高管理者生産力，或者減少對管理者人數的需求。但是，與歐美等發達國家相比，我們的存儲管理者成本普遍偏低，為使用者節約大量管理 成本的優勢表現不很突出。舉個例子來說，某使用者部署檔案虛拟化方案之後，可以輕松地減少兩位管理者。但是兩位管理者一年的薪水不過幾萬元，如果部署檔案虛 拟化方案則需要五十萬元左右，那麼就需要幾年以後才能獲得回報，可是誰知道幾年之後會發生什麼樣的事情呢？

NAS更需提高管理水準

由于SAN儲存設備主要為伺服器服務，是以，在一個典型的SAN環境中，伺服器數量不會太多，有統計資料表明，絕大多數使用者環境中，一個SAN網絡中的伺服器數量不超過6台。

與 此相比，一個NAS網絡中經常需要向數百用戶端提供服務，而且由于NAS部署在IP網絡中，擴充極其友善，一個大型NAS網絡中NAS裝置數量經常超過數 十台。這樣就給NAS的管理者提出了更高的要求：不僅需要管理衆多NAS裝置以及存儲的檔案，還要管理大量的使用者。由此可以說明，NAS比SAN更需要高 水準的管理。

高端NAS産品提供商，比如NetApp和EMC在NAS裝置的管理方面，早在幾年前就實作了統一的友善管理。但是管理僅局限在裝置層面，對檔案的管理情況就相差許多，直到出現了檔案虛拟化技術。

文 件虛拟化首先通過全局命名空間實作了對檔案的統一管理，除此之外，與使用者權限管理結合在一起，它還可以讓管理者跨越多個伺服器配置設定使用者配置檔案，使用者僅能 看到他們有權使用的目錄。如果一名勞工從一個部門調動到其他部門，他不需要改變配置檔案，而是被自動配置設定根據新的權限直接通路。

這就使得存儲管理水準上升到一個新的階段，因為不僅簡化的衆多檔案的管理工作，還在安全性方面得到提高。權限管理確定重要檔案不被無權通路的使用者獲得，使用者還可以對檔案通路情況進行審計。

采 用檔案虛拟化提高存儲管理水準，不僅可以提高存儲使用率、友善使用者的檔案通路，更大的好處還在于可以更好滿足法規遵從的要求。在沒有部署檔案虛拟化之前， 要求NAS管理者提供一份檔案/使用者管理權限的報告将是一項不可完成的任務，顯然無法滿足法規遵從，而檔案虛拟化則大大簡化了這項工作。當然，目前此項任 務在Windows環境中實作較為順利，而Linux和Unix環境受到一定限制，這也是檔案虛拟化需要即時解決的問題。