【IT168 技術】NAS虛擬化是一種基于軟件的解決方案，無論你使用的是單機服務器還是集群服務器，都能夠使用存儲池來管理不同種類的環境。如果一臺機器達到它的性能極限時，虛擬化軟件可以為它化解這一難題。有些系統會把文件分塊之后分散到RAID系統中的不同服務器上，而當有新的RAID系統加入的時候，會把文件打散重新分配。

NAS虛擬化的基本含義

首先我們來說NAS，NAS服務器是一種易于采購、部署和使用的單用途設備。它把一臺文件服務器和一個存儲陣列集成在一個單一的整合設備上，也被稱做網絡附加存儲設備。NAS系統以文件的形式展現數據，允許聯合存儲，這樣連接在網絡上的其他服務器也可以共享數據。NAS文件服務的簡便性，深得IT經理們的推崇。對這些IT經理來說，管理一小部分NAS設備是很容易的事情，而管理后臺復雜的繁多的存儲設備則不僅很有挑戰性，而且花費不菲。

存儲虛擬化指的是用軟件實現的一種物理實體到虛擬實體間地址映射的抽象層。虛擬化技術把磁盤組成的存儲空間劃分為虛擬卷。虛擬卷被操作系統當作物理磁盤來使用。虛擬存儲層負責把IO請求從虛擬磁盤重定向到物理存儲設備上。系統可以隨時移動物理設備和更新虛擬到實體的映射關系。虛擬化技術讓IT經理們在管理多塊磁盤時就像在管理一個邏輯實體，而不用在磁盤群中針對每一塊磁盤進行管理。而NAS虛擬化則提供了一種，通過少數的NAS設備來管理后端復雜繁多存儲設備的相對簡便的管理方式。

單一的文件系統要是想擴展一臺服務器的物理性能，一般需要花費很多時間來做比較復雜的升級。而更簡單一點的方法是另外配置一臺服務器或者NAS設備。然而，管理員必須管理好每一臺服務器或NAS設備，由于每一臺設備都有自己獨立的文件系統，需要特別注意文件系統和性能管理方面的問題。

這樣的管理工作不僅僅花費巨大，而且效率低下，還給IT經理們帶來了不小的工作壓力，要合理地做備份，還要保護重要數據。而且，有些外存儲器只支持一種存儲格式，這就很難滿足不同業務的需求，把不同的服務分層管理。

NAS虛擬化則可以降低總體擁有成本，回避復雜性，自動執行繁重的任務，使用現代化的管理，達到高性能的要求。

NAS虛擬化部署方式

NAS虛擬化將多個NAS設備聚合在一起作為一個設備運行。一種新的文件系統可以實現這種聚合，既可以替換原來的文件系統，也可以在現有文件系統之上。一個全局文件系統允許文件保留自己的名字空間。用戶只需要訪問一個文件系統就能訪問到系統中的任何數據。所有被移動的文件仍然在它們原始的目錄和路徑里。

NAS網絡存儲作為前端存儲網關接口集成后端存儲資源與設備：既可以是同一廠商類似型號的服務器的集成，也可以是不同廠商不同類型服務器的集成。這種方式把多個NAS服務器上的所有資源全部虛擬化，整合設備為用戶提供虛擬化的存儲。但處理的響應時間可能會對性能有不良影響。

一個NAS網關作為光纖SAN的前端，允許用存儲池的方法管理存儲設備。有些網關還實現了跨設備的文件系統分配的文件容量管理。

分布式的虛擬化技術并不意味著每臺服務器都需要附加層。這就取消了對非共享的虛擬化設備的需求，還能緩和某些時候和帶內虛擬化技術有關的性能問題。在存儲池中增加NAS服務器和增加單機服務器相比，企業會同時獲得更好地可調節性能和更大的容量。這種方法更高效地把每個單臺服務器的容量整合成一個無縫存儲池。

這一類型的虛擬化是通過分布式文件系統(DFS)來實現的。DFS允許一個文件系統跨越所有DFS集群中的節點，并為所有文件生成一個統一的邏輯名字空間。這是一個任何用戶通過任意一臺服務器節點共享文件的環境。分布式服務器虛擬化一般使用常用的操作系統和硬件平臺。

虛擬化產品不僅僅包括軟件解決方案，還延伸到包括軟硬件的完全系統。軟件類的虛擬化解決方案裝配在一個標準服務器上，相關的軟件需要裝配在聚合在一起的所有服務器上。通過這種解決方案，用戶可以連接到存儲服務器，而不受磁盤陣列品牌的限制。

一個完整虛擬化系統的解決方案包括一臺服務器或外存儲器，虛擬化軟件和磁盤陣列。一個集成的軟硬件系統是通過了廠商的完全測試的，并且可以為系統中的任意一個組件提供支持。

評估NAS虛擬化實現效果

虛擬化實現了靈活的動態管理方式以及存儲卷的靈活分配。允許用戶根據業務需要完全透明地擴大或縮小存儲池，并根據用戶策略在存儲池內動態移動數據。NAS虛擬化產品在實現和功能上都存在很大差異。

用戶最關心的五個特性--可用性、伸縮性、性能、可管理性和成本。對于NAS虛擬化，一般還需要有兩個額外的評價指標，那就是連接性和易用性。評價產品最好的方法就是在實際環境中測評這幾個特性。

可用性

用戶最關心的就是數據和程序的可用性，可用性和可靠性是息息相關的。除了系統和路徑的冗余以及故障跨越以外，數據的可用性還包括了熱插拔，非中斷管理，可重配置，自動故障檢測、隔離和恢復，在線修復和故障后的完全系統恢復。

對于NAS虛擬化來說，下面是需要明確的問題：系統是否存在單點故障的可能?是否提供了自動故障切換的高可用性集群?磁盤/RAIN陣列是否可以在NAS前端間共享?是否使用了熱備設備?有多少?

伸縮性

伸縮性是虛擬化軟件產品需要具備的重要功能之一。伸縮性包括了容量、性能、可連接性，最好能不影響目前系統中正在進行的操作。

有關伸縮性的問題還可能包括：系統是否可以獨立調節容量、性能和輸入/輸出子系統?是否可以在不影響用戶的情況下，對帶寬或者性能進行提升?系統是否支持不同種類的陣列?一個單一的文件系統是否可以透明地調整到多臺服務器?支持多少節點和以太網端口?系統是否能滿足長期增長目標的需要?

性能

用戶希望通過實施虛擬化獲得的最大收益就是性能的提升。可以通過類似實時負載均衡、動態路徑重新分配等功能來達到不同等級的性能提升。與性能有關的問題包括：數據是否為負載均衡性能作了移動?處理器的型號、數量和速度如何?讀寫緩存的大小?是否支持服務器節點間文件的分塊?是否自動執行負載均衡?可以集群多少臺服務器?性能與節點數目之間是否有線性關系?

可管理性

存儲管理是網絡管理中投入資金最大的一塊。在存儲管理中的主要標準就是在網絡上任意一點都有管理所有存儲部件和服務器的能力。

可管理性包括了處理器配置，監控，負載均衡，診斷和報告機制。NAS虛擬化引擎可以集成和自動執行下面的操作：有沒有對于多個NAS設備的統一管理?管理是集中的還是分布的?是否具有兼容性，也就是說，是否可以集成任何廠商的NAS設備，還是限制為一個廠商的系統?已經被打開的文件是否可以透明地移動?系統能否自動識別新增加的服務器和存儲設備?是否可以用全局的名字空間?

成本

存儲真正的成本并不是在于軟硬件方面的投入，而是在管理存儲的勞動和相關的生產力的損失。因此，需要考慮的總體擁有成本，包括了由于提升性能而帶來的生產率的提高，管理的簡化，更高的資源利用率，減少過度供應，提高數據的可用性。

需要強調的問題包括：解決方案是否是基于低成本的常用硬件?什么是總體擁有成本?系統是否包括了簡化服務和最大化存儲的軟件?價格是否包含了可以共享、合并和保護數據的管理軟件?

可連接性

可連接性包括了不中斷現有業務而增加新設備的功能，延長連接距離，為多種平臺和操作系統服務。在任意的連接中，每臺主機都必須能夠訪問到網絡中的任意一臺存儲設備。如果用了交換機，可影響連接性能的參數有端口的數量和每一個端口在全雙工模式下連接到其它任意端口：系統是否允許與Windows，Unix，Linux和Apple平臺相連接，而且操作系統能夠無縫地共享文件。虛擬化產品能否使用現有的軟硬件資源?支持什么類型的磁盤(ATA，SATA，SCSI，SAS，Fiber Channel等)?是否能夠使用第三方磁盤陣列?虛擬化系統能否與其它廠商的NAS系統聚合?解決方案是否能夠使用現有的備份和復制軟件?是否具有廣域網的連接能力?

性能和管理問題一直困擾著一些已經上線的NAS虛擬化系統。對用戶而言，虛擬化技術主要強調的是簡化。虛擬化技術將管理整合，提升持續性能和分布存儲的可靠性，更好地利用服務器，外存儲器和存儲資源，將成本優化，并加強數據保護。

總結

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