虚拟存储的历史及其市场现状

虚拟存储的概念

2000年被公认为存储年，谈论的热点集中在存储网络。而2001年，虚拟存储成为各个厂商的宣传热点，我们看到许多大大小小的厂商以及业界的分析家都在谈论虚拟存储。实际上，虚拟存储并不是一个新开发的存储技术。早期的PC于80年代初期就采用了虚拟记忆（virtual memory）的概念。虚拟存储在主机系统环境下已经被实施了10几年了。StorageTek公司于90年代初期率先推出Iceberg虚拟磁盘。接着，StorageTek和IBM通过虚拟磁带将虚拟的概念实施到磁带库上。

    现在大多数厂商宣传的虚拟是指异构的SAN环境下的虚拟应用，因为他们都认为虚拟存储可以简化管理大型、复杂、异构的存储环境，而且明确指出虚拟实施是在存储网络（SAN）的环境下。

    面对各个厂商推出的众多的虚拟技术，很多人感到迷惑。他们到底在谈论什么？什么被虚拟了？在哪里被实施了？他们说的是虚拟还是抽象的概念？虚拟是不是他们给设备共享池的一个漂亮动听的名字？各种宣传的虚拟技术有多少真正可以实施了？目前可支持什么主机操作系统？

    虚拟存储的概念

    虚拟存储实际上是逻辑存储，是一种智能、有效的管理存储数据的方式。虚拟存储克服了物理存储的局限，因为它可以把物理设备变成完全不同的逻辑镜像，呈现给客户，既充分利用了物理设备的优势（如：高性能、高可用），又打破了物理设备本身不可克服的局限性。

    网上购物实际上就是一种虚拟的经历。当您在网上浏览商品时，您看到的商店只是该商店在电脑屏幕上的镜像，也就是说您本人并没有真正去光顾这个商店。这种”逻辑”的购物程序相对来说既简单又容易，为您节省了时间、金钱和精力。当虚拟被应用到存储领域里，道理是一样的。

    美国一家企业IT咨询公司RFG(Robert Frances Group)对虚拟的定义是：”The term virtual storage, in this context, refers to those architectures and products designed to emulate a physical device where the characteristics of the emulated device, a tape drive for example, are mapped over another physical device-usually a disk or disk subsystem. The resulting virtual device, where logical and physical characteristics are separated from one another, is then accessed by the application as if it were the real device.” – 虚拟存储是指那些架构和产品被设计成仿真一个物理设备-比如磁带机，其特性被镜像到另一个物理设备上-通常是一个磁盘或磁盘子系统。结果，逻辑设备和虚拟设备的特性可以完全不同，应用系统操作的是虚拟设备，不必关心真正的物理设备是什么。

    RFG对虚拟的定义并不涉及任何存储架构，而目前很多厂商宣传的虚拟存储都是针对网络存储的。这并不奇怪，因为网络存储和虚拟存储都是为了解决一个最基本的问题—-如何管理好存储。事实上，虽然存储网络刚刚开始被广泛实施，人们已经意识到它还不足以真正减轻存储管理的重担。

    如何管理好存储是企业的一大难题，所有围绕存储和管理存储努力的目标是如何使存储管理自动化，从而减少人工操作。虚拟存储正是针对这一目标。

虚拟存储的商务益处

StorageTek公司提供的虚拟存储主要有2个重要的商务益处：

    1. 简化存储管理的复杂性。

    在虚拟存储环境下，无论后端物理存储是什么设备，服务器及其应用系统看到的是他们熟悉的存储设备的逻辑镜像。即便物理存储发生变化，这种逻辑镜像永远不变，系统管理员不必关心后端存储，存储管理变得轻松简单。

    2. 降低存储投资的费用。

    虚拟存储优化磁带和磁盘容量的利用率，它只存储真正写入的数据。虚拟是一种智能化的系统，使客户的存储系统容纳更多的数据，也使更多的用户可以共享同一系统。因为在虚拟环境下，服务器操作系统看到的只是存储设备的逻辑镜像，后方的物理存储设备成为共享存储池。同时，系统看到的是多个逻辑存储镜像，即便后端只有一个物理设备。

    为什么要实施虚拟？

    我们发现，企业级的客户主要面临下面4个挑战：

    1． 信息的爆炸性增长
email、数据仓库、电子商务、富媒体、科研、医疗和其他应用都是导致信息不断增长的因素。大多数客户不具备有效管理这种信息爆炸的能力。

    2．异构操作平台
我们看到越来越多的系统操作环境使用不同厂商的硬件和软件产品，彼此不能兼容。IT经理们发现访问信息及其信息共享越来越困难。

    3． 系统操作的连续性
客户要求在任何时间都可以获得信息，包括银行账户、电话单、定购单等，企业必须确保其系统的高可用性。

    4． IT资源的短缺
信息量的爆炸性增长，导致IT管理人员的短缺。企业必须懂得如何以有限的人力和物力去管理信息。

    这4个挑战归结起来就是：如何以有限的IT资源，经济有效地管理好不断增长的信息，简化管理异构操作环境的复杂性。所以，虚拟存储以其独特的商务优势成为企业寻求的解决方案。

实施虚拟存储

StorageTek的虚拟存储不只是一个概念，而是一个成熟的、已实施的技术，众多的虚拟实施成功案例充分证明了StorageTek公司在虚拟存储市场的先导地位。

    面对众多厂商宣传的各种虚拟技术，客户应了解他们谈论的虚拟是不是可实施、已实施、如何实施、实施在那里、解决了什么问题。下列问题可能会帮助客户找到答案:

    该虚拟解决方案
? 是否支持其它厂商的存储设备？
? 有没有I/O带宽的限制？
? 有没有主机带宽的限制？
? 支持什么服务器平台和操作系统？
? 提供多少存储容量？
? 多种子系统可以彼此共享资源吗？
? 容量的使用率是否达到100%？是否解决了容量过度购买的问题？
? 如何确保系统的可用性？
? 是否提供存储管理的功能？如果有，具体的功能有哪些？

    还有一点值得注意的是，许多宣传的虚拟实施技术都集中在如何简化管理大型的、异构系统操作环境，这当然很重要。但是如果客户为满足系统应用需求，不得不购买大量存储设备，那么，是不是降低客户的存储投资也同样重要？！

    虚拟存储并不是一个全新的技术，但是很多客户还是不清楚什么时候应该实施虚拟。如果您的企业处于下面任何一种境况，也许您该考虑实施虚拟存储了：

    1． 单一的存储系统不能满足系统性能表现和容量需求。
2． 您拥有异构的操作平台和多种厂商的存储设备。
3． 您只和一个存储商打交道而不能商讨价钱。

StorageTek虚拟存储的特性

虚拟不只是一种先进的存储技术，StorageTek认为它是信息管理的战略方式，是存储发展的必然趋势。StorageTek是唯一可以提供真正意义上的虚拟存储技术的公司。StorageTek虚拟存储分为三级：

    ? 主机应用级
? 网络级
? 存储设备级

    StorageTek于1994年发明了世界上第一个虚拟磁盘产品，Iceberg。从此，StorageTek一直不断完善这一技术，始终领先于业界。

    ? 1994年，发明世界上第一个虚拟磁盘产品，Iceberg
? 1998年，推出虚拟磁带产品，VSM
? 1998年，基于Iceberg，推出SVA9500共享虚拟磁盘阵列
? 2000年，推出世界上第一套虚拟网络产品（VSAN），SN6000
? 2001年，推出虚拟磁盘的最新一代产品V960

    2000年，StorageTek全球虚拟磁盘市场占有率达35%、虚拟磁带高达50%。而且，StorageTek也是唯一可以提供涵盖主机、网络和存储设备（磁盘和磁带）虚拟技术的公司。虚拟存储产品包括：

    ? 虚拟磁带产品 – VSM(虚拟存储管理系统)

    VSM利用磁盘缓存仿真成虚拟的磁带机和磁带介质。也就是说，一个物理磁带机可以被虚拟仿真成多台磁带机的镜像。多个虚拟磁带卷经叠加后才写进物理磁带介质上。有效并充分地使用磁带介质和磁带机资源。

    传统的存储环境下，客户选择磁带和自动磁带库主要用于备份，但是越来越多的客户考虑到价格因素，开始用磁带代替磁盘用于某些应用。不幸的是，主机系统的本身设计造成磁带介质的使用率低下。当将数据存入磁带盒时，只能存入一组数据。根据数据量的大小，没被使用起来的磁带盒容量可高达99%。如果再把那盘磁带盒放入带库，造成的浪费就更大了。所以，即便客户使用自动磁带库，他们也只能将20%到50%的并经常使用的磁带盒放入磁带库自动操作，其它的仍放在手工操作的架子上。

    而使用StorageTek公司的VSM（虚拟磁带管理器），客户可以解决磁带介质使用率低效的问题，充分享受自动磁带库的益处。VSM的工作原理是，将磁带数据组写入一个磁盘缓冲器，这样加速了数据写和读的速度。当数据被写入真正的物理磁带盒时，VSM将数据组罗列存入介质中，使得带盒100%的容量都被使用起来。

    传统磁带介质的利用率：

    虚拟磁带介质的利用率：

    ? 虚拟磁盘产品

    SVA9500及V960。100%磁盘容量利用率。传统磁盘利用率只能达到50%-60%。配合虚拟磁盘的软件产品包括：SnapShot，数据拷贝瞬间完成。PPRC，支持同级远程数据复制，用于异地灾难备份。SVAA，动态配置，使用户可以在一个虚拟磁盘系统中自行定义多达1024个逻辑设备，不管物理设备是32个还是128个。

    企业选择磁盘存储数据，因为磁盘确保快速的数据访问速度，但是磁盘很贵。而且，客户必须购买超过其存储数据量需求2倍或3倍的磁盘容量用于镜像（数据多重拷贝，确保系统的安全及高可用）。磁盘的使用率低下是有几个因素造成的：第一，为满足未来的增长，高达20%的容量被预留下来；第二，另外还要浪费掉20%到30%的容量用于分配。初始建立存档系统或数据集时，分配的空间比实际数据量要大，以应付数据的增长需求。问题是，预留的空间在很多情况下，根本不会被充分利用 – 将近20%到30%的磁盘容量又被浪费掉了。

    另外，磁盘镜像也是造成低效率的原因之一，因为镜像要求100%复制磁盘容量，叫做”point-in-time”既时拷贝，确保备份时系统操作不会中断。即时拷贝还要求专用的磁盘容量。

    虚拟磁盘解决了上述问题。StorageTek公司的最新虚拟磁盘产品V960具有下列商务益处：

    o 100%使用磁盘容量。客户可以轻松、经济有效地管理信息增长。
o 节省时间。因为数据拷贝和数据集的恢复可在瞬间完成，并允许不同的应用测试同时并行。传动的磁盘环境下， 客户必须花费几个小时去移动数据。
o 提供真正的容错设计，确保系统持续运行，使数据高可用
o 广泛的兼容性，支持主机和开放系统。

    传统的磁盘存储：

——-数 据—————镜 像————即 时 拷 贝——–即 时 拷 贝 镜 像

    虚拟磁盘：

数 据

虚拟存储产品及其实施

虚拟网络产品 — SN6000(存储域管理系统)

    SN6000集硬件与软件为一体，处于网络主机与物理存储设备之间，动态地将物理设备映射成一个存储共享池，支持异构主机、不同应用备份系统及存储设备。

    许多客户拥有异构的操作环境，也就是说他们使用不同的服务器，运行UNIX、Windows等的不同版本，再加上不同厂商的硬件和软件的产品。这种异构的环境造成存储管理的复杂性，并导致信息不能共享。从存储的角度来说，客户需要他们所有的服务器可以共享磁带和磁盘，轻松访问到数据，系统管理更容易。

    StorageTek一直倡导开放式的存储架构，所以， SAN的设计完全支持异构操作环境。SN6000是StorageTek存储网络解决方案的旗舰产品，是世界上第一套虚拟SAN（VSAN）解决方案。它为客户带来的商务价值在于：

    o 解除客户选择存储设备的限制，使系统高可用。因为SN6000的虚拟功能允许客户设计其主机熟悉的逻辑设备镜像（比如是DLT7000磁带机），后端的物理设备可以完全不同(比如是9840磁带机)。物理设备的更换不影响前端系统的工作，因为主机看到的逻辑镜像不必改变。
o 存储管理自动化，节省资源。集中式的单点控制简化了管理异构存储环境的复杂性，系统管理员不必关心后端物理设备发生任何变化。如果一个物理设备出现故障，SN6000会自动启动另一个可使用的物理设备，前端系统不受任何影响。

    传统SAN:

    虚拟SAN (VSAN):

    ? 主机系统端虚拟产品 — ASM(应用存储管理软件)

    ASM是一套智能的数据迁移软件，是专为S/390、Windows NT/2000和UNIX环境设计的。

    ASM自动对数据进行分级存储，合理地组合磁盘和磁带。它根据客户定义的数据存储规则，将数据自动并透明地从昂贵的在线磁盘复制到较便宜的、可离线的介质上。实现了将适当的数据存储在适当的介质上，既优化磁盘容量，确保系统高可用，又为客户节省了存储投资。

    StorageTek成功实施虚拟存储

    StorageTek的虚拟存储不只是一个概念，而是一个成熟的、已实施的技术，众多的虚拟实施成功案例充分证明了StorageTek公司在虚拟存储市场的先导地位。在中国，工商银行的北京和上海数据中心都采用了StorageTek的VSM（虚拟存储管理系统）。在全球，众多的客户包括：德国汉莎航空公司（SVA9500）、英国NatWest银行（ASM+虚拟磁盘和磁带）、美国戴姆乐-克莱斯勒汽车公司（SVA9500）、比利时的Belgacom电信公司（SN6000）、美国银行Bank of America（VSM）、法国电信（SVA9500）、等等。

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