分析存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)在政府行業(yè)的應(yīng)用及意義

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前言

數(shù)據(jù)已成為政府行業(yè)信息系統(tǒng)的核心部分，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)正受到前所未有的重視。利用目前先進(jìn)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，建立整合、統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、共享的數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)平臺(tái)，能夠有效管理龐大、繁多、復(fù)雜的數(shù)據(jù)及相關(guān)的設(shè)備，提高資源利用率，并建立起全面的數(shù)據(jù)安全保障體系。

政府行業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面臨的挑戰(zhàn)

在建設(shè)政府行業(yè)信息系統(tǒng)的過(guò)程中，不同的系統(tǒng)使用了不同的存儲(chǔ)設(shè)備，導(dǎo)致信息資源局限于單個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備中，系統(tǒng)之間無(wú)法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)整合和共享。隨著網(wǎng)絡(luò)區(qū)域存儲(chǔ)(SAN)技術(shù)的發(fā)展，近年已逐步轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)，但原有的存儲(chǔ)設(shè)備無(wú)法整合到新的體系中，形成巨大的資源浪費(fèi)。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)從一定程度上解決了數(shù)據(jù)共享和整合的難題，但也帶來(lái)了很多問(wèn)題。首先，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)一般由單個(gè)磁盤(pán)陣列和磁帶庫(kù)組成，磁盤(pán)陣列承擔(dān)著所有信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的重任，一旦出現(xiàn)故障將引起數(shù)據(jù)的全部丟失和長(zhǎng)時(shí)間的系統(tǒng)停頓，因而面臨著數(shù)據(jù)集中的極大風(fēng)險(xiǎn)。其次，容易受到單一設(shè)備供應(yīng)商的限制，未來(lái)新增設(shè)備或升級(jí)、擴(kuò)容的選擇范圍有限，導(dǎo)致采購(gòu)成本居高不下，難以及時(shí)利用新技術(shù)，并帶來(lái)售后服務(wù)等其它方面的問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)本身仍受限于局域網(wǎng)內(nèi)，無(wú)法滿足部、省、市、縣四級(jí)信息系統(tǒng)基于廣域的數(shù)據(jù)資源共享和整合的要求。同時(shí)，隨著政府行業(yè)信息化的深化，必須建立有效的風(fēng)險(xiǎn)防范和安全保障體系，包括異地?cái)?shù)據(jù)備份、遠(yuǎn)程容災(zāi)系統(tǒng)等，也對(duì)跨廣域的數(shù)據(jù)傳輸提出了嚴(yán)格的要求，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)本身難以滿足。

而通過(guò)存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)建立起的整合、統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、共享的數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)平臺(tái)，能夠有效管理龐大、繁多、復(fù)雜的數(shù)據(jù)及相關(guān)的設(shè)備，提高資源利用率，并建立起全面的數(shù)據(jù)安全保障體系。

1 存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)

存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)將底層存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行抽象化統(tǒng)一管理，向服務(wù)器層屏蔽存儲(chǔ)設(shè)備硬件的特殊性，而只保留其統(tǒng)一的邏輯特性，從而實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)系統(tǒng)集中、統(tǒng)一而又方便的管理。對(duì)比一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的虛擬存儲(chǔ)部分就像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)，對(duì)下層管理著各種特殊而具體的設(shè)備，而對(duì)上層則提供相對(duì)統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境和資源使用方式。

SNIA(Storage Networking Industry Association，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì))對(duì)存儲(chǔ)虛擬化是這樣定義的：通過(guò)將一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)(Target)服務(wù)或功能與其它附加的功能集成，統(tǒng)一提供有用的全面功能服務(wù)。

存儲(chǔ)的虛擬化可以在三個(gè)不同的層面上實(shí)現(xiàn)，包括了基于專用卷管理軟件在主機(jī)服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)，或者利用陣列控制器的固件(Firmware)在磁盤(pán)陣列上實(shí)現(xiàn)，再或者是利用專用的虛擬化引擎在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)。

1.1 基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化

基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)由主機(jī)操作系統(tǒng)下的邏輯卷管理軟件在服務(wù)器上完成(安裝客戶端軟件Agent)，經(jīng)過(guò)虛擬化的存儲(chǔ)空間可以跨越多個(gè)異構(gòu)的磁盤(pán)陣列。

這種類型的虛擬化通常由主機(jī)操作系統(tǒng)下的邏輯卷管理軟件(logical volume manager)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它們?cè)谥鳈C(jī)系統(tǒng)和Unix服務(wù)器上已經(jīng)有多年的廣泛應(yīng)用，目前在WindoWS操作系統(tǒng)上也提供類似的卷管理器。

政府行業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模較大，所使用的主機(jī)類型和應(yīng)用軟件種類較多，而且對(duì)系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性要求比較高，因而不適合使用基于主機(jī)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)。

1.2 基于存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)虛擬化

當(dāng)有多個(gè)主機(jī)服務(wù)器需要訪問(wèn)同一個(gè)磁盤(pán)陣列的時(shí)候，可以采用基于存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)。此時(shí)虛擬化的工作是在存儲(chǔ)設(shè)備的控制器上完成，通過(guò)在存儲(chǔ)設(shè)備控制器中添加虛擬化功能，將一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤(pán)陣列)上的存儲(chǔ)容量劃分為多個(gè)存儲(chǔ)空間(LUN)，供不同的主機(jī)系統(tǒng)訪問(wèn)。

智能的存儲(chǔ)設(shè)備控制器提供數(shù)據(jù)塊級(jí)別的整合，同時(shí)還提供一些附加的功能，例如：LUN Masking、緩存、即時(shí)快照、數(shù)據(jù)復(fù)制等。

對(duì)于市、縣級(jí)政府部門(mén)，數(shù)據(jù)量較小，存儲(chǔ)設(shè)備單一，適合使用基于存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)。部、省級(jí)政府部門(mén)數(shù)據(jù)量大，往往采用多種存儲(chǔ)設(shè)備，并要求能進(jìn)行跨設(shè)備、跨地域的數(shù)據(jù)共享和整合，因而不適合采用基于存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)。

1.3 基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化

基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)通過(guò)在存儲(chǔ)域網(wǎng)(SAN)中添加虛擬化引擎實(shí)現(xiàn)。虛擬化引擎是一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并向多臺(tái)主機(jī)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)的界面。

基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化是近年存儲(chǔ)行業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。與基于主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化不同，基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化功能是在存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)(SAN)內(nèi)部完成的，基于存儲(chǔ)和基于主機(jī)的兩種虛擬化方法的優(yōu)點(diǎn)都可以在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)虛擬化上同時(shí)體現(xiàn)，它支持?jǐn)?shù)據(jù)中心級(jí)的存儲(chǔ)管理以及異構(gòu)的主機(jī)系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。

對(duì)于部、省級(jí)政府部門(mén)，數(shù)據(jù)量大，往往采用多種類型的主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備，并往往要求對(duì)下轄的省、市級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和整合，因而適合采用基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)。（支點(diǎn)網(wǎng)）