淺談基于VMware實現高校圖書館數據的存儲管理摘要：介紹了存儲虛擬化技術和虛擬化軟件VMwarevSphere。采用以vSphere為核心的虛擬化軟件，依據高校圖書館的實際情況,通過設置iSCSISAN完成虛擬存儲的配置，并基于VMwarevSphere軟件對SAN存儲器進行管理。通過虛擬化存儲管理，實現了高校圖書館數據庫的高可用性、高安全性，并且便于管理，降低成本，豐富其服務種類。關鍵詞：存儲虛擬化；高校圖書館；VSphere；iSCSI中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)30-7328-02DiscussiononStudyofDataStorageManagementinCollegeLibraryBasedonVMwareJIANGShuo-chang(NewMediaCollegeofZhejiangUniversityofMediaandCommunications,Hangzhou310018,China)Abstract:ThispaperintroducesthestoragevirtualizationtechnologyandtheVMwarevSphere.Accordingtotheactualsituationinthecollegelibrary,bysettingtheiSCSISANtocompletetheconfigurationofvirtualstorageandtomanagetheSANstoragebasedontheVMwarevSpheresoftware,whichusingthevSphereasthecoreofthevirtualizationsoftware.Throughthevirtualmemorymanagement,makingthecollegelibrarydatabasebefullyutilizedtoimprovedatasecurityandthedatamanagementmoreconvenient,lesscostlyandextendingtherangeofcollegelibraryservices.Keywords:storagevirtualization;collegelibrary;VSphere;iSCSI伴隨著信息技術、網絡技術的不斷發展，全國各高校圖書館的服務種類越發繁多，其相應的也在很大程度上增加了圖書館數據的存儲管理難度。如何使這些數據得到安全、有效地管理將成為各校圖書館面臨的一個難題。2009年至2011年作為虛擬化和云基礎架構解決方案提供商VMware相繼推出了VSphere的系列產品，這為解決圖書館數據的存儲管理提供了一個良好的解決方案。1存儲虛擬化概述存儲虛擬化這一概念并不新穎，它是伴隨大型計算機的發展而出現的一個經典概念。早在上世紀70年代，由于當時的存儲設備的容量小并且價格昂貴，許多大型的應用程序或者是多程序應用都受到了限制。為了解除這一限制，人們便開始采用存儲虛擬化這一技術，而今存儲虛擬化不斷被賦予新的內涵。簡單的說存儲虛擬化的就是將實際的物理存儲實體與存儲的邏輯表示分離開來，應用服務器只與分配給它們的邏輯卷相關，而不用考慮其數據是在哪個物理存儲實體上。通過存儲虛擬化可以使圖書館數據管理程序員將不同的存儲作為單個集合的資源來進行識別、配置和管理。存儲虛擬化是存儲整合的一個重要組成部分，它能夠減少管理問題，并且能提高存儲利用率降低新增存儲的費用。同時它也能夠改進應用程序的可用性，幫助存儲容量的自動化擴增以及減少為修理和維護所需要的存儲宕機時間，大大降低了圖書館數據存儲管理難度。2VMwareVSphere的簡介VMwareVSphere不同于VMware公司的其他產品，它可以直接安裝在沒有操作系統的計算機上，相當于在計算機硬件和虛擬機操作系統之間建立了一個系統軟件層，它可以獨立響應所有虛擬機操作系統對于硬件的訪問，使得系統的性能得到提升和穩定性得到保證。就在2011年7月，它們又推出了VSphere5，與上一代不同的是通過引入了存儲分布式資源調度（StorageDRS）和配置文件驅動存（Profile-DrivenStorage），大大改善了存儲資源管理。此外，VMwarevShield5還提供了專為虛擬化和云環境設計的基于軟件的自適應型安全模式以及VMwarevCenterSiteRecoveryManager5在原始站點和備份站點上能夠支持異構存儲。這一切使得VSphere更加顯著地提高了虛擬存儲管理的有效性。3運用VMwareVSphere實現對校圖書館數據的存儲管理3.1VMwareVSphere應用可行性分析對于vSphere在對數據的存儲管理方面有以下幾個特性：1）操作簡便，易于使用vSphere分為ESX和ESXi兩個版本。其中ESX占用的空間較大(1.7GB)，提供更復雜的服務控制臺，運行一個完整的Linux操作系統，而ESXi占用的空間更小(70MB)，管理控制臺也更簡單，VMware免費的Converter產品和vCenterServer的整合大大簡化了虛擬化過程，使得從物理機轉換成虛擬機變得易如反掌。因而這可以大大的減少圖書館在服務器虛擬化方面所花的精力。2）安全性高vSphere是一個受控的安全環境，Hypervisor從未受到破壞，vSphere安全部分原因是因為，它提供了一組叫做VMsafe的安API，第三方應用程序可與之緊密集成，提供更安全的控制。vSphere也提供了一個叫做vShieldZone的產品，這一產品提供了一個虛擬防火墻和IDS(入侵監測系統)，可以為圖書館的數據庫提供一個安全的環境。3）能夠很好的實現數據備份和數據保護vSphere自帶了幾個數據備份和恢復功能，例如虛擬機快照，它可以快速返回到之前的虛擬機狀態。此外，用于數據保護的vSphereAPI允許第三方備份軟件緊密集成，這樣就可以通過第三方備份程序備份和復制虛擬機。這個功能相當有用，一方面可以在遇到補丁沖突或引發新問題時，快速返回到以前的狀態。另外，最重要的是在圖書館發生突發災難時能夠保證數據的安全性以及使數據迅速恢復。3.2存儲管理方案的選擇數據存儲對于虛擬化而言是非常重要的，vSphere支持多種不同的本地存儲。考慮到價格上的因素我們選擇一種較為廉價的SAN方案――iSCSISAN。SAN（StorageAreaNetwork）就是存儲區域網絡，是將存儲系統、服務器和客戶端都通過采用專用存儲網絡相連，存取時數據只在存儲專網中傳輸，傳輸速度快，穩定性高，占用帶寬少，適合虛擬化的應用。而SAN中有FCSAN和iSCSISAN兩種方案。雖然在企業中最常見的是FCSAN，但對于FCSAN而言，無論是SAN存儲設備還是訪問SAN的服務器都需要昂貴的HBA卡。這對于在學校圖書館的應用上來說是一個不小的成本和預算門檻。在英特網流行之后，TCP/IP成為通信的主流，而將SCSIoverIP這個通信協議善加運用之后，讓IP網絡成為SCSI的傳送通道，這便是iSCSI。除了成本低廉以外，iSCSI還具有著能夠通過使用萬兆以太網大大提高了速度和性能以及可以實現塊級存儲的優點。另外，出于優化VSphere的目的VMware公司將軟件iSCSI的堆棧代碼重新寫了一遍使得其使用效率以及安全性方面都得到了明顯提升。針對于學校圖書館的資金問題以及能使其工作效率盡可能的提高，我們選擇iSCSISAN這一方案。3.3實施存儲管理的方案3.3.1將ESX/ESXi與iSCSI存儲區域網絡配合使用這一步驟主要是為了建立起了iSCSI環境，另外，將ESX/ESXi與SAN配合使用可以提高其靈活性、效率以及可靠性。將ESX/ESXi與SAN配合使用還可以進行集中式管理、故障切換技術和負載平衡技術。3.3.2基于軟件iSCSI啟動器的設置在vSphere中內建的軟件iSCSI啟動器被當做一個存儲適配器，要啟用這個適配器，用戶必須在一個vSwitch上（虛擬交換機）創建一個VMkernel端口組。vSphere憑借這個VMkernel接口與iSCSI目標端連接。所有主機與目標存儲之間的網絡流量都必經過虛擬交換機（vSwitch）上的這個VMkernel接口。每個vSwitch上的VMkernel接口數量可以大于一個。這個VMkernel接口也被用于VMotion、容錯日志傳輸以及連接NFS存儲設備。當需要使用VMkernel接口時，需要為iSCSI連接創建一個獨立的vSwitch，并使用專用的VMkernel接口；而且還應該將兩個物理網卡同時綁定到這個vSwitch上，以便保證容錯性或實施多路徑配置。如果環境中同時擁有多個網卡和多個VMkernel接口，那么應該確保iSCSIVMkernel接口被綁定在正確的那個網卡上。在設置了vSwitch和VMkernel接口之后，就可以配置軟件iSCSI適配器了。在vSphere客戶端界面選擇“配置/存儲適配器”，會看到“軟件iSCSI適配器”顯示出來，選擇它，并點擊屬性配置。在總標簽欄（Generaltab）下，可以啟用適配器，并配置CHAP認證。在動態搜索（DynamicDiscoverytab）標簽欄下，可以通過添加目標設備的IP地址自動搜索iSCSI目標端設備。除此之外還有一個方法是通過在靜態搜索欄（StaticDiscoverytab）下手動輸入目標設備的名字，輸入這些信息之后返回到存儲適配器的界面，然后點擊“重新掃描”按鈕進行設備搜索，即可找到我們需要的iSCSI目標端設備。3.3.3基于硬件iSCSI啟動器的設置這一過程與設置軟件iSCSI啟動器基本相似，只是不需要使用VMkernel網絡，所以有些步驟可以省略。TOE（TCPOffloadEngine）適配器是一種特殊的網絡適配器，但它卻可以在存儲適配器界面中顯示。選擇該適配器，并設置其屬性。在這里屬性的設置原則跟軟件iSCSI啟動器類似，接著在總標簽欄（Generaltab）、動態搜索（DynamicDiscoverytab）標簽欄、靜態搜索欄（StaticDiscoverytab）中輸入恰當的信息。另外還需要為TOE適配器分配一個固定的IP地址，因為此時TOE設備并不依賴VMkernel網絡。在設置好啟動器之后，應該就可以順利搜索到目標iSCSI存儲設備了，然后以VMFS卷的格式將其映射給前端主機，這樣之后就可以正常使用了。3.3.4管理使用存儲器這一部分主要是為了能夠更好的完成管理ESX/ESXi系統、有效使用SAN存儲器以及執行故障排除的工作。1）在檢查故障時管理人員可以通過vSphereClient查看存儲適配器信息、存儲適配器信息以及存儲設備信息來發現可能存在的問題，根據故障表現的不同采取相應的故障排除方法。2）在管理VMFS時需要注意的是，在創建該文件系統時需要選擇塊大小，在文件系統的使用過程中可能需要對其進行擴充。其中在選擇塊大小時需要注意不同的塊大小并不會影響磁盤的性能，只會影響到卷上一個文件所占用的最小磁盤空間，以及支持的最大文件大小。另外當需要擴展數據存儲時可以根據所在LUN有沒有空閑空間而采用使用當前LUN未使用的存儲空間或者通過在現有數據存儲增加LUN的方式來實現擴展。3）對于存儲多路徑的管理可以通過路徑選擇策略以及管理多路徑的方法來實現。其中對于路徑選擇策略主要包括以下三種：(1)固定的：當通往磁盤的首選路徑可用時，主機將始終使用此路徑。如果主機無法通過首選路徑訪問磁盤，它會嘗試替代路徑。“固定的”是主動-主動存儲設備的默認策略。(2)最近使用：主機使用磁盤的路徑，直到路徑不可用為止。當路徑不可用時，主機將選擇替代路徑之一。當該路徑再次可用時，主機不會恢復到原始路徑。沒有MRU策略的首選路徑設置。MRU是主動-被動存儲設備的默認策略并且對于這些設備是必需的。(3)循環：主機使用自動路徑選擇算法輪流選擇所有可用路徑。這樣可跨所有可用物理路徑實現負載平衡。另一方面在管理多路徑時可以根據vSphere識別出的存儲陣列的類型以及對應的路徑選擇策略即可。4總結通過對圖書館的數據庫進行虛擬化管理不僅能節約成本，提高運作效率，保障數據安全，更能為管理員的工作帶來了便捷，豐富圖書館的服務內容以及更好的發揮圖書館的作用。相信隨著未來虛擬化技術的不斷更新、提高，虛擬存儲技術必將得到更加廣泛的應用。參考文獻：[1]胡嘉璽.企業級虛擬機應用實戰:玩轉VMwareVI、Hyper-VR2、XenServer[M].北京:電子工業出版社,2009.[2]張巍.企業虛擬化實戰VMWARE