HP异构存储虚拟化解决方案.docx
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HP异构存储虚拟化解决方案
XX企业
存储虚拟化项目
HP技术建议书
中国惠普有限公司
2009年7月
第1章IT虚拟化发展要求3
1.1综述3
1.2什么是虚拟化？
3
1.3虚拟化的定义4
1.4虚拟化为业务和IT部门带来哪些优势？
5
1.5惠普虚拟化战略6
第2章存储虚拟化需求分析8
2.1客户存储现状分析8
2.2存储虚拟化需求分析8
2.3存储体系趋势分析9
2.4技术层面分析11
第3章HPXP虚拟化解决方案13
3.1XP虚拟化解决方案综述13
3.2存储虚拟化技术原理14
3.3XP存储虚拟化的实现架构拓扑图15
3.4有关数据分层存储的实现18
3.5XP虚拟化存储功能特点19
3.5.1集中管理19
3.5.2简化数据迁移19
3.5.3强大整合20
3.5.4简化备份和恢复20
3.5.5灵活的配置21
第4章SAN虚拟化服务平台（SVSP）解决方案21
4.1SVSP概述21
4.2SVSP解决方案套件22
4.3HPStorageWorksSVSP—架构24
4.3.1SVSP硬件基础24
4.3.2SVSP软件基础25
4.4SVSP虚拟化与数据服务组件27
4.5SAN虚拟化服务平台（SVSP）业务案例30
4.5.1SAN虚拟化服务平台使用案例30
4.5.2集中化存储管理30
4.5.3快速应用存储32
4.5.4全面的数据恢复34
4.5.5经济高效的灾难恢复36
4.5.6零窗口、零影响备份38
4.5.7连续的、任意至任意的数据迁移40
4.5.8缩短上市时间41
第5章HP存储虚拟解决方案的优势44
第1章IT虚拟化发展要求
1.1综述
在今天的科技社会中，IT技术的运用已经渗透到了我们生活和工作的各个层面，为我们带来了以往任何一次技术革命都没有的便利和迅捷，可以说，由于采用了IT技术的新的生产方式已经基本上代替了原来的生产方式，成为现代社会运作和发展的主流，我们对计算机系统的依赖超过了以往任何一种技术。
当今企业的运营环境不仅竞争激烈，而且万幻莫测。
竞争加剧、客户期望提高、降低成本的压力加大，意味着企业的信息技术（IT）支持服务必须能够比以前更快地响应瞬息万变的业务要求。
这给IT基础设施架构造成了重大影响，使得基础设施架构的构建必须能够满足敏捷企业的需求。
大多数行业观察者发现，日益增强的适应性企业将要求IT基础设施架构逐渐向公共设施方向发展——我们随时可以使用的公共服务。
我们的工作重心将转移到公用计算，其中服务本身——而不再是服务提供方式——将成为最重要的计算获取决策因素。
惠普的动成长企业（adaptiveenterprise）愿景是指IT服务等级完美匹配实时业务活动流程，可以在需要时——高峰时、空闲时、一般状态，获得并动态选择低成本、可靠、可信且可扩展的服务。
惠普战略是为客户提供出色方法来构建和实施动成长企业adaptiveenterprise，以利用IT服务即时应对快速变化的内外部业务环境。
惠普的动成长企业宗旨是为持续安全的计算服务构建基础设施架构基础，利用自动化智能管理解决方案提供保护和优化，并提供从预定义组件“池”中发现、分配、优化和协调计算资源（如服务器、网络组件、存储元件和应用服务）的能力。
该基础设施架构能力具有惠普虚拟化技术的支持。
1.2什么是虚拟化？
在二十世纪八十年代早期，当时的惠普研发副总裁JoelBirnbaum构想了一种普遍存在的信息基础设施架构。
即信息技术服务将像电力、照明或清洁水等公用设施一样，发挥作用。
实际上，IT将成为一种公共服务，我们只有在缺乏这种服务时才会真正注意到它。
今天，大多数行业评论家都赞同这一原景：
几十亿人、地点和事物将被连接起来，并通过互联网和万维网连接到实用计算服务。
我们的工作重心将转移到公用计算上来，其中服务本身——而不再是服务提供方式——将成为最重要的计算获取决策因素。
许多高级IT管理人员、业界分析家和厂商都将虚拟化作为步入下一计算阶段的主要基础设施架构技术。
1.3虚拟化的定义
虚拟化是指抽象化或虚拟化服务器、存储和网络资源，以动态提供，使企业内外的IT服务进行共享。
服务器、存储和网元的逻辑功能与其物理功能相分离（如CPU、内存、I/O、控制器、磁盘、交换机）。
换言之，所有服务器、存储器和网络设备可组合成为独立的资源池。
一些元素可进一步细分（服务器分区、存储LUN），以提供更精确地控制。
然后可对来自这些资源池的元素进行人工或自动分配、提供和管理——以满足您不断变化的业务需求和优先级。
虚拟化是公用计算发展历程中的重要里程碑，与其它服务器、存储器和网络功能相结合，可为客户带来构建灵活无限的IT基础设施架构的大好契机。
图1.虚拟计算池——概念模型
1.4虚拟化为业务和IT部门带来哪些优势？
虚拟化主要带来三个重要的业务和IT优势：
✧增加了IT投资回报：
通过提高资产利用率、改善部署灵活性和降低管理日常费用，。
由于服务器、存储器和网络设备被集中到资源池中，仅根据需求从相应池中分配额外资源以支持特定应用生成的高峰要求，高峰过后再将其重新分配到其它应用。
今天，大多数中心管理员都按应用需求提供资源容量，并试图为每个环境提供更多资源，以满足高峰需求时的服务等级目标（SLO）。
然而，跨多个应用从一个资源池按需分配容量，为减少过载创造了巨大机会，进而提高了IT资产的总体利用率。
此外，每台额外的服务器、存储器或网络设备也增加了数据中心的复杂性，由此可能会导致运营和管理日常费用增加。
资源虚拟化使您能够根据预定义的规则，以高度自动化的方式管理更多资源。
从而，更有效地利用和归并您现有的计算资产，实现以更少的物理设备提供更多IT服务。
减少设备数量，降低运营成本。
✧可改善服务水平：
通过分析满足预定服务等级的IT服务优先级和快速调整资源，。
资源虚拟化功能与其它设备内和管理软件相结合，可提供此适应性IT基础设施架构。
当今大多数客户工作负载实际上仅利用了分配给它们的服务器、存储器和网络子系统的其中很小一部分，因为数据中心管理员通常将应用相隔离，并按应用需求为其分配实际物理资源，以确保在高峰时有足够的容量来实现服务等级目标。
因此，此类资源无法提供给其它应用，而被白白浪费掉了。
惠普及其合作伙伴提供了更多软硬件解决方案——如分区、基于软件的资源和工作负载管理工具、SAN软件以及VLAN解决方案——可用于调节服务器、存储器和网络环境，以满足服务等级目标和提高总体利用率。
✧提高了企业敏捷性：
通过快速提供IT资源来满足新的服务需求并扩展现有的IT资源来满足增长目标，。
在当今数据中心，需要花费几个星期的时间来增添新服务器、存储器和网络容量，以满足新IT服务的需求或重新配置硬连线子系统，以支持新应用。
甚至增添额外容量来支持现有的、不断发展的服务也需要花费大量时间和精力。
而在虚拟化世界，通过“充分利用”备件容量或重新分配现有或备用资源，可在几分钟或几小时内配置新环境。
因此，当今的IT管理人员对资源虚拟化显示出了极大的兴趣。
他们认识到了满足业务目标的不断增加的要求和挑战，与构建具备动态适应能力且能够经济高效地应对这些挑战的企业的需求之间的密切关联。
1.5惠普虚拟化战略
惠普提供了广泛的虚拟化解决方案，使我们的客户能够选择最合适的途径和时间来向其IT基础设施架构增添等级越来越多的资源虚拟化。
正如我们以前所看到的，虚拟化是动成长企业的主要驱动因素。
虚拟化使服务器、存储器和网络资源能够动态匹配业务要求。
当今客户可以采用一系列IT优化战略，其中包括不同程度的虚拟化。
惠普从以下方面定义了这些战略：
✧服务器虚拟化
✧网络虚拟化
✧存储虚拟化
✧应用虚拟化
✧数据中心虚拟化
图2.惠普虚拟化架构
值得一提的是，虚拟化解决方案可在任意时间在您的数据中心内部署，将可以为您带来诸多优势，包括改善资源利用率、缩短部署时间和减少运营日常费用等。
但如果能够将虚拟资源作为一个更大的数据中心整合战略的其中一部分来部署，将可以为您带来更多优势。
IT资产和服务的物理和逻辑整合是上文所述的虚拟化战略中至关重要的部分。
完善的整合计划可确保您能够满足服务器、存储设备和网络基础设施架构的业务需求，同时对这些资源采取了具体的优化步骤。
还可将虚拟化看作增强您的整合计划的方式，利用它进一步优化IT投资回报（RoIT）、提高服务等级和改善IT基础设施架构的敏捷性。
第2章存储虚拟化需求分析
2.1客户存储现状分析
XXXX
（注：
根据用户实际需求进行深入的描述、分析和问题说明，以及存储数据量化Sizing。
）
2.2存储虚拟化需求分析
伴随着电子商务、多媒体、电子邮件和数据挖掘的发展，业务系统对存储容量的要求越来越大，每字节存储的硬件价格虽然在降低，但管理的成本却不断上升，因为随着容量及设备的增加，企业面临着管理上的很多问题。
例如：
存储设备往往是来自不同供应商的存储系统，如何实现对异构存储环境的整合和管理？
如何在不增加人员或运营成本的情况下管理日益增加的存储容量？
如何进一步提高存储设备的使用效率？
如何对存储容量实现无缝扩展以满足应用需求？
如何实现不同供应商的存储系统之间的灾备？
随着企业业务量的不断发展，对数据存储也同样提出了更高的要求，主要体现在以下几个方面：
✧存储资源分散而相对独立：
许多业务子系统的数据放在不同的厂商和不同型号存储阵列上，其存储资源各自独立，且相互间没有任何物理和逻辑上的衔接。
直接损失在于各个子系统存储资源的可扩展性都比较差，不能根据业务量增加，在各存储资源间协调和调度容量。
✧存储网络没有发挥足够作用：
有些业务子系统采用了高速的SAN光纤交换机进行主机和存储的连接，但是在实际管理中，并没有构建成型的存储网络，而且部分存储体系还停留在直连存储DAS的水平。
✧目前小容量的存储阵列较多，从而带来管理复杂度和风险度的提升；难以有效地提升管理效率并快速有效地发现和解决可能的故障隐患；
✧问题资源管理基本上依赖与管理员人工操作，技术化水平偏低。
这样就导致各子系统的存储管理水平和管理员自身的技术水平和职业素质紧密相关，可控性偏低，而且反应效率偏低。
✧另外，对于分期建立的存储系统，部分设备购买时间较久，无论是性能、容量和冗余性逐渐无法满足要求，从而带来了潜在的运营风险，影响了业务的有效发展。
针对以上的情况，我们建议在现有存储架构的基础上，对原来分散的、低性能、小容量的存储设备实现整合，从而提供高效、稳定、集中并安全的存储架构，为将来的业务发展提供坚实的基础和保障。
2.3存储体系趋势分析
在挖掘企业存储整合的深入需求之前，必须将存储整合放置于一个正确的地位，对其自身的发展趋势进行仔细的分析。
数据存储是一个完整的技术和管理体系，其最终目标是提供高可靠性、高管理性、高扩展性、高安全性和高可用性的数据存储服务；而存储整合则是提升数据存储水平的基础途径和重要方法。
完整的数据存储体系主要包括如下内容：
◆存储整合
◆数据存储管理
◆数据生命周期管理（ILM）
◆备份/恢复（BCP/DRP）
◆数据抽取与利用
数据存储体系的发展过程被科学的归纳为以下四个主要阶段：
◆以服务器为中心的存储体系：
在该阶段，存储是服务器的附属设备，主要通过SCSI和FC直连等技术手段将存储设备挂接在服务器上。
◆以存储为中心的存储体系：
在该阶段，存储已经作为相对独立的系统资源存在，主要通过NAS等IP网络技术将存储设备与服务器进行连接，提高了存储资源的开放性。
◆以网络为中心的存储体系：
在该阶段，存储体系的发展重点放在存储资源和服务器之间的存储网络技术上，主要体现在开放性更好，速度更快的SAN交换网络，进一步提高了存储资源的使用效率。
◆以服务为中心的存储体系：
在该阶段，存储体系的发展重点放在如何将存储资源作为一个整体对外提供统一的服务类型和服务质量上。
通过上述存储资源的现状分析，可以初步确定企业业务系统的存储体系目前正处于以网络为中心的初级阶段，如下图所示：
图3.存储资源体系阶段分析
通过持续而长远的存储整合，企业业务系统的存储体系将能够不断发展并达到以服务为中心的更高级阶段；在该阶段的完整存储体系将会呈现出如下的蓝图。
图4.存储资源体系阶段蓝图
2.4技术层面分析
存储整合的深层意义在于提高数据存储体系的可管理性，可用性，可靠性，可扩展性和安全性；存储整合并不是一种单纯的技术行为，需要结合管理和运维的层面共同进行整合才能取得良好的功效。
存储整合是一个综合的系统工程，是对如下一些层面存储环节的优化和调整的过程，并不是一个推倒重来的过程：
◆资源层整合：
主要是从各种软硬件的存储资源层面进行整合，其可以进一步细分成如下四个子层面：
⏹基础设施层整合：
主要针对机房设施、网络链路和安全保护等基础设施进行整合；
⏹存储服务器层整合：
主要针对数据存储服务器的软硬件资源进行整合；
⏹存储网络层整合：
主要针对服务器和磁盘之间各种类型的存储接口（包括NAS，SAN，FC，DAS等）进行整合；
⏹存储设备层整合：
主要针对各种存储设备（包括各种等级的磁盘存储设备和磁带库等）进行整合；
◆管理整合：
主要是对存储资源的各种管理和运维行为进行整合，其可以进一步细分成如下两个子层面：
⏹管理操作整合：
主要是对存储资源管理中所涉及到的软件、人员、组织结构、流程和规范等进行整合；
⏹数据备份/恢复/归档整合：
主要是对存储数据的正常维护（包括数据归档、数据备份、数据回复等正常保护机制）等进行整合；
◆数据整合：
主要是对存储数据进行重要性和关联性分析，在此基础上进行合理的迁移和存储，以及生命周期管理等方面的整合。
存储整合的基本层面如下图所示：
图5.存储资源整合层次图
第3章HPXP虚拟化解决方案
3.1XP虚拟化解决方案综述
在当今商业环境下，合并、收购和技术变更，创造了不同服务器和不同存储共存的IT环境。
HPStorageWorksXPExternalStorage软件通过存储虚拟，实现了通用SAN管理任务的简化和集中化，从而降低了企业压力，并缩减了不同数据存储的购买成本。
此外，它还简化了数据在不同阵列中的迁移流程。
同时，该软件可以访问、监控并管理储存在不同磁盘阵列中的数据，就像所有数据都储存在一个XP磁盘阵列中一样。
HPXPExternalStorage采用了先进的虚拟技术，可托管存储在外置磁盘阵列中的XP24000/XP20000磁盘阵列数据。
服务器可以显示出不同阵列的容量，但在物理属性上相互独立。
XP磁盘阵列可以为不同的存储产品提供通用访问路径，而且价格经济、性能出众，是多层灵活存储理想的存储控制器。
您可以将这些不同的存储层作为XP磁盘阵列组件，通过HPStorageWorksXPCommandViewAdvancedEdition软件或HPStorageWorksXP远程Web控制台进行集中管理。
HPXPExternalStorage能够与多种XP磁盘阵列软件配合使用，包括HPStorageWorksXPBusinessCopy软件、HPStorageWorksXPContinuousAccess软件产品、HPStorageWorksXPAutoLUN软件及HPStorageWorksXPTieredStorageManager软件。
HPXPExternalStorageXP通过将XP24000247PB存储容量虚拟、XP2000096PB存储容量虚拟，大大简化了异构SAN环境的管理流程。
基本架构图如下：
图6.XP虚拟化架构示意图
3.2存储虚拟化技术原理
虚拟存储是一种具有智能结构的系统，它允许客户以透明有效的方式在磁盘和磁带上存储数据，统一管理磁盘空间，使得客户的存储系统容纳更多的数据，也使得更多的用户可以共享同一个系统。
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都是其物理设备的逻辑映像。
即使物理存储发生变化，这种逻辑映像也不会改变，系统管理员不必再关心后端存储，只需专注于管理存储空间，所有的存储管理操作，例如系统升级、建立和分配虚拟磁盘、改变RAID级别、扩充存储空间等都比以前容易的多，存储管理变得轻松简单。
在虚拟存储环境下，存储对用户来说将变得透明，用户可以不必关心存储设备的功能差别、容量大小、设备类型和制造商如何，所有的设备将被统一管理，而且赋予统一的功能如远程灾备等。
该虚拟化解决方案是基于高端存储-XP磁盘阵列的外部存储功能，通过XP磁盘阵列的外部存储功能对异构存储设备实现虚拟化管理，同时对异构存储设备完全可利用XP磁盘阵列的高可用软件和解决方案。
通过XP外部存储功能使各种类型和成本的灵活的分层存储进行访问，就像这些分层存储的容量是XP磁盘阵列的一部分一样。
可通过重新利用现有存储设备保护以前的存储投资。
在XP磁盘阵列后连接的外部存储设备的LUN可通过XP磁盘阵列上的前端主机端口进行映射，并分配到XP磁盘阵列的一个逻辑磁盘设备。
然后该外部逻辑磁盘设备将被映射到一个LUN上，作为XP磁盘阵列的子部分。
XP外部存储功能能够对XP磁盘阵列系统中的各种外部物理存储子系统进行虚拟化，通过开放系统和大型机环境的单一接口，管理更多资源。
外部存储功能允许被选中的连接存储区域网络（SAN）的存储、外部XP磁盘阵列通过一个光纤通道前端主机端口与阵列相连，从而使外部存储可由XP磁盘阵列来管理，并使与其相连的服务器可以对其进行访问。
从实用性角度来看，外部存储看起来以及无论在表现还是作用上都像是XP磁盘阵列的一个内部逻辑磁盘设备。
采用磁盘阵列虚拟化技术的优势在于：
✧向外部存储设备添加XP特性提高了外部存储设备的性能，可靠性以及功能
✧通过利旧原有的存储作为外部存储降低总体建设成本，保护原有存储设备的投资
✧所有LUN均作为XPLUN提供，可在各层之间透明地拷贝和迁移，简化存储管理，降低管理成本
✧支持分层存储根据业务需求搭配不同价格的容量类型，从而降低总的系统成本
3.3XP存储虚拟化的实现架构拓扑图
在企业的业务系统中，可以通过一台具有虚拟化管理能力的阵列（如HPXP20000/24000）实现存储虚拟化的功能，当采用HP的XP系列磁盘阵列后，就构建了虚拟存储的架构，在未来进行存储虚拟化建设时，只需要通过新增的HPXP阵列对现有存储进行虚拟化管理，就可以实现存储的虚拟整合。
同时还可以对其他厂商的存储设备进行虚拟化管理。
虚拟整合的架构如下：
图6.XP虚拟化架构拓扑图
在以上虚拟化存储架构上，我们可以按照业务系统需要实现多种存储功能：
✧数据迁移
将分散的、小容量、低性能的存储数据迁移到大容量、高性能的存储资源上，例如将多个第三方存储上的数据迁移到高端的存储阵列XP上，将低速硬盘的数据迁移到高速硬盘上满足高性能IO的需求；
图6.XP虚拟化数据迁移方案
✧在线数据的复制和克隆
利用BusinessCopy的快照和克隆技术对在线数据进行快速备份和更全面的安全保护
图7.XP虚拟化数据复制方案
✧存储资源的按需分配
利用存储资源池化的概念，使资源能够充分共享
✧测试环境的建立
将生产卷复制出来用于搭建测试环境
✧数据挖掘和决策分析
3.4有关数据分层存储的实现
在数据的分布上，可以利用XP阵列的虚拟化功能实现分层存储，对业务系统的数据进行详细地分析，关键数据以及对性能要求高的数据可以放在XP阵列的内部，次关键数据和一般数据可以放在外挂存储上，而对以上的数据都可以通过XP的容灾软件实现容灾。
同理，在容灾中心也可以根据数据类型的不同实现分层存储，从而在不降低总体性能，可靠性的基础上实现总体成本的最低。
3.5XP虚拟化存储功能特点
3.5.1集中管理
✧将外置卷连接到XP磁盘阵列后，可以通过HPXPExternalStorage从XP磁盘阵列的集中管理器和管理软件对这些卷的容量进行管理－就像这些容量属于XP磁盘阵列卷一样。
此举大大简化了磁盘阵列的管理任务。
✧通过HPXPExternalStorage，您可以将异构存储作为单一容量池，从一个控制台的单一工具对其进行管理，以简化管理任务。
✧HPXPExternalStorage让您可以在无需重新安装各个卷的情况下，重新分配物理存储资源，进而为管理员节省大量宝贵时间。
✧通过HPXPExternalStorage，可以将磁盘阵列（包括其他制造商产品）作为外置存储连接到XP24000/XP20000。
同时，将优先级较低的数据存储在这些外置设备中，并通过XP磁盘阵列对其进行集中管理，减少管理员的工作负荷。
3.5.2简化数据迁移
✧HPXPExternalStorage虚拟化存储池中的数据无需SAN或服务器重新配置，即可迁移到存储池中的任意地点。
因而，当数据保持联机状态并可用于这种应用时，即可根据信息生命周期管理策略，将这些数据在存储层间进行迁移；也可以迁移出磁盘阵列，以弃用、重新定位、升级或修复该阵列；或者也可以在数据中心间进行迁移，帮助数据中心完成移动或整合操作。
这一功能可以为操作人员提供出色的灵活性和高效率，并降低对用户的影响。
✧HPXPExternalStorage大大简化了数据从多个陈旧磁盘阵列向XP24000/XP20000的迁移流程。
陈旧设备已接近使用年限，或者已无法满足企业的性能或容量需求，而HPXPExternalStorage可帮助您将这些设备上的数据轻松迁移至XP磁盘阵列。
✧通过HPXPExternalStorage，您可以将不同的磁盘阵列在XP24000/XP20000后方进行连接，然后在这些阵列间轻松迁移兼容的数据。
✧HPXPExternalStorage无需主机干预功能即可轻松迁移数据，因此可以为生产活动保留主机资源。
3.5.3强大整合
✧HPXPExternalStorage允许开放系统和大型机通过中心位置，与不同存储阵列的上万兆数据相连，以提高存储管理员的管理能力，并简化拥有多种存储和计算系统环境的整合流程。
✧HPXPExternalStorage降低了大型存储整合项目部署的风险和复杂性。
首先，将陈旧磁盘阵列移至XP24000/XP20000后方，以集中管理这些陈旧磁盘阵列的存储容量。
然后，可以根据需要将关键任务数据迁移到XP磁盘阵列。
将关键任务数据迁移到XP磁盘阵列后，陈旧设备仍可使用，您可将其用于级别较低且无需经常访问的数据应用。
✧在HPXPExternalStorage的帮助下，外置磁盘阵列容卷可作为XP24000/XP20000磁盘阵列的一部分使用。
数据可以在内置和外置卷中自由迁移，而且您还可以将外置磁盘阵列用于多种应用。
✧即使数据存放于对特殊操作系统缺乏本机支持的存储系统中，您也可以借助HPXPExternalStorageXP的虚拟功能，通过该操作系统访问这些数据，以扩展陈旧存储的使用寿命。
3.5.4简化备份和恢复
✧HPXPExternalStorage可简化备份和恢复流程、降低数据中心管理复杂性和IT成本。
由
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