存储虚拟化技术在政府行业的应用和意义

数据已成为政府行业信息系统的核心部分，数据存储系统的建设正受到前所未有的重视。利用目前先进的存储虚拟化技术，建立整合、统一、标准、共享的数据资源存储平台，能够有效管理庞大、繁多、复杂的数据及相关的设备，提高资源利用率，并建立起全面的数据安全保障体系。

政府行业数据存储面临的挑战

在建设政府行业信息系统的过程中，不同的系统使用了不同的存储设备，导致信息资源局限于单个的存储设备中，系统之间无法进行有效的数据整合和共享。随着网络区域存储（SAN）技术的发展，近年已逐步转向网络存储系统的建设，但原有的存储设备无法整合到新的体系中，形成巨大的资源浪费。

网络存储系统的建设从一定程度上解决了数据共享和整合的难题，但也带来了很多问题。首先，网络存储系统一般由单个磁盘阵列和磁带库组成，磁盘阵列承担着所有信息系统数据存储的重任，一旦出现故障将引起数据的全部丢失和长时间的系统停顿，因而面临着数据集中的极大风险。其次，容易受到单一设备供应商的限制，未来新增设备或升级、扩容的选择范围有限，导致采购成本居高不下，难以及时利用新技术，并带来售后服务等其它方面的问题。

网络存储系统本身仍受限于局域网内，无法满足部、省、市、县四级信息系统基于广域的数据资源共享和整合的要求。同时，随着政府行业信息化的深化，必须建立有效的风险防范和安全保障体系，包括异地数据备份、远程容灾系统等，也对跨广域的数据传输提出了严格的要求，网络存储系统本身难以满足。

而通过存储虚拟化技术建立起的整合、统一、标准、共享的数据资源存储平台，能够有效管理庞大、繁多、复杂的数据及相关的设备，提高资源利用率，并建立起全面的数据安全保障体系。

存储虚拟化技术

存储虚拟化技术将底层存储设备进行抽象化统一管理，向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性，而只保留其统一的逻辑特性，从而实现了存储系统集中、统一而又方便的管理。对比一个计算机系统来说，整个存储系统中的虚拟存储部分就像计算机系统中的操作系统，对下层管理着各种特殊而具体的设备，而对上层则提供相对统一的运行环境和资源使用方式。

SNIA（Storage Networking Industry Association，存储网络工业协会）对存储虚拟化是这样定义的：通过将一个或多个目标（Target）服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。

存储的虚拟化可以在三个不同的层面上实现，包括了基于专用卷管理软件在主机服务器上实现，或者利用阵列控制器的固件（Firmware）在磁盘阵列上实现，再或者是利用专用的虚拟化引擎在存储网络上实现。

1.1 基于主机的存储虚拟化

基于主机的存储虚拟化技术由主机操作系统下的逻辑卷管理软件在服务器上完成（安装客户端软件Agent），经过虚拟化的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列。

这种类型的虚拟化通常由主机操作系统下的逻辑卷管理软件（logical volume manager）来实现。它们在主机系统和Unix服务器上已经有多年的广泛应用，目前在Windows操作系统上也提供类似的卷管理器。

政府行业信息系统规模较大，所使用的主机类型和应用软件种类较多，而且对系统性能和稳定性要求比较高，因而不适合使用基于主机的存储虚拟化技术。

1.2 基于存储设备的存储虚拟化

当有多个主机服务器需要访问同一个磁盘阵列的时候，可以采用基于存储设备的存储虚拟化技术。此时虚拟化的工作是在存储设备的控制器上完成，通过在存储设备控制器中添加虚拟化功能，将一个存储设备（如磁盘阵列）上的存储容量划分为多个存储空间（LUN），供不同的主机系统访问。

智能的存储设备控制器提供数据块级别的整合，同时还提供一些附加的功能，例如：LUN Masking、缓存、即时快照、数据复制等。