1 企业现状
某企业已成立20 多年，注册资本达40 亿元，在国内拥有30 余家子公司。近年来，随着公司业务的不断扩大，信息化技术的更新，其业务数据量也呈指数级的增长，作为企业重要财富的业务数据，其存放及管理也就显示特别重要，因此，企业对存储设备和存储系统的要求越来越高。
目前该企业的业务应用、电子商务、多媒体、电子邮件和数据挖掘等系统不断的增加，服务器、存储设备数目也随之迅速上升。由于缺乏系统的规划和管理，中心机房中放置了各类服务器和存储设备等基础设施。这些不同时期、不同型号以及不同厂商的设施给该企业带来许多问题，主要体现在以下几个方面：
(1)该企业目前拥有的存储设备包括IBM、 HP、SUN 等厂商的存储系统，这些存储系统在使用中存在着“SAN 信息孤岛”的现象；
(2)在使用不同厂商的存储子系统时，主机服务器端的系统管理员就得将不同厂商提供的多路径软件安装在同一台主机服务器上，这些多路径软件之间有时会发生冲突，导致应用无法正常使用；
(3)目前该企业的存储系统主要以手工管理为主，管理维护的工作量和运营成本比较大；
(4)随着企业日益增加的存储容量，管理人员以及其运营成本也在日益增加；
(5)各厂商的存储子系统只能实现自身的灾备，无法在不同厂商的设备之间进行灾备；
(6)不同的厂商设备之间的数据迁移成本比较高，而且无法实现非中断的数据迁移；
(7)由于企业中存在着多种系统平台，平台的数据共享与同步不仅降低效率，而且增加了运行的成本；
(8)现有的存储设备利用率不高，无法充分利用企业现有的存储资源；
(9)传统的直连扩展方式只能提供给用户有限的扩展能力，在空间扩展的同时还会影响到企业的生产应用，同时，由于无法对不同用户的可用空间进行灵活的调配，造成空间应用的浪费；
(10)现有的存储系统的制冷和电费等能耗较高，无法实现“绿色化”。
2 方案目标
为了更高效地对存储设备进行管理和应用，拟对该企业的存储管理做以下工作：
(1)建立统一的存储架构，该架构要能够兼容不同时期、不同型号以及不同厂商存储设备，其在满足企业数据管理需求的同时降低存储的总体拥有成本；
(2)统一存储资源，做到各种存储设备的资源共享，减少存储资源浪费。同时还要避免“SAN 信息孤岛”；
(3)提高管理人员的工作效率，不再依靠手工进行管理，而是采取图形化界面的集中管理，实现自动化按需分配，将系统管理员的工作重点从日常存储配置转移到总体存储部署和利用上。要在人手有限或降低运营成本的情况下管理日益增加的存储设备及其容量；
(4)提高存储设备的使用效率，使其可以任意扩展存储容量以满足企业业务数据量日益增加的需求，要求在对存储架构进行更改时，能够让设备的应用继续运行而不会发生中断；
(5)实现分层存储，根据不同的业务需求采用成本和性能都各不相同的存储，并且在不会对设备的应用造成中断影响的同时将数据在各层之间进行移动；
(6)在不同存储系统中采用基于网络的复制服务，将存储在企业级存储设备上生产数据通过创建的备份拷贝存储在成本较低的存储设备上，从而简化存储环境，降低存储的总成本；
(7)提高对存储设备的利用率，减少未来对额外存储设备的需求，从而减少对存储设备的总量需求，达到降低能耗目的，实现“绿色化”。
3 IBM SVC 虚拟引擎
为了满足该企业的需求，可以采用异构存储整合来实现，所谓异构存储整合，也称为“存储虚拟化”或“虚拟存储(Storage Virtualization)”，其主要是把多个或多种存储介质模块通过一定的手段进行集中管理，所有的存储模块都放在一个存储池(Storage Pool)中，进行统一管理，从而集中存储资源，更好管理存储设备，为企业提供高效的资源。
IBM SVC 虚拟引擎(IBM SAN Volume Controller，缩写为IBM SVC)，是一种“虚拟存储”技术整合异构存储设备。IBM SVC 是整个SAN(StorageArea Network，存储域网络)网络的控制器，将整个SAN 中的各种存储设备整合成一个巨大的存储池，使得用户充分利用存储资源并可按需分配存储空间、性能和功能，如图1 所示。
图1 IBM SVC 的位置
在存储子系统与主机服务器之间引入IBM SVC 后，主机服务器所有的I/O 必然要经过IBM SVC 内部，相当于IBM SVC 要接管从主机服务器过来的所有I/O。要做到这一点，IBM SVC 内部必须创建一个虚拟层，以使得主机服务器看似可以直接访问真正的物理存储系统，这个虚拟层的创建依赖于存储虚拟化技术。存储虚拟化就是将实际的物理存储实体与存储的逻辑表示分离开来，主机服务器只与分配给它们的逻辑卷(或称虚卷)打交道，而不用关心其数据是在哪个物理存储实体上，如图2 所示。
图2 使用IBM SVC 前后效果
IBM SVC 系统实际上是一个集群系统，它由若干个节点组成。一个IBM SVC 系统至少包含2 个节点，每2 个节点组成一个I/O 组，用来为主机服务器提供I/O 服务。对于入门级的IBM SVC 来说，其仅包含一个I/O 组，但它能够通过扩展支持四个I/O 组，并且可以经过扩展支持1024台主机服务器和最多8192 个虚拟磁盘。
在一个IBM SVC 系统中，IBM SVC 的加入并不影响现有SAN 环境的拓扑结构，它只是把自己连接到光纤交换机上。IBM SVC 通过一定的配置操作，能够检测到各种存储子系统中的存储单元，并且把这些存储单元逐个映射成相应的MDisk(Managed Disk)，每个IBM SVC 的节点都能看到统一的MDdisk 集合。一个或多个MDdisk 可以被虚拟化为一个存储池(MDG，MDisk Group)，所有的MDG 对所有的I/O 组均可见。
IBM SVC 采用In-Band 方式进行存储虚拟化分配时，通过数据通道上的虚拟化软件，把呈现在SAN 中一个或多个存储子系统的存储单元虚拟化成另外一种方式的虚拟存储单元VDisk(Virtual Disk)，供主机服务器使用，也就是说，IBM SVC 把主机服务器级别的虚拟化实现在SAN的网络层次上。I/O 组以统一的存储单元VDisk 为单位对主机服务器提供LUN-Masking(也称为LUN-Mapping )服务，通过光纤交换机的Zone划分，屏蔽了各种存储子系统的差别，主机服务器只能识别到IBM SVC上的VDisk，这样可通过HBA 访问被提供LUN-Masking 服务的VDisk，从而有利于提高存储系统的利用率，以便进行集中管理，如图3 所示。
图3 网络级别(In Band)的存储虚拟化
在存储子系统与主机服务器之间引入IBM SVC 后，可以带来很好的效果：
(1)存储架构变得更加简单化
IBM SVC 把来自不同时期、不同型号以及不同厂商存储子系统的存储容量集中到一个存储池中，以便进行集中管理，其目的是消除各存储
子系统之间的界限，将存储设备作为一项资源而不是一台台的孤立的机器进行管理，从而满足整体业务需求。IBM SVC 能够根据目前可用的所有存储资源来制定相应的业务流程目标，而不是由存储资源来决定企业能够实现哪些目标。
(2)主机服务器端只需安装和使用IBM 自身的多路径软件
IBM SVC 接管所有主机服务器上的I/O，主机服务器端只需要安装IBM 提供的多路径软件，实行统一管理，从而避免各存储子系统厂商根
据自己存储子系统的特性为主机服务器端提供专用多路径软件而引起的冲突，导致主机服务器系统无法正常使用的情况。
(3)不同存储子系统中可实现复制、容灾备份和数据迁移
利用IBM SVC 可以实现在多个存储子系统之间的复制操作，根据数据价值的高低采用不同成本的存储设备。例如，存储在企业级存储设备上的生产数据，IBM SVC 可以通过FlashCopy 功能创建的备份拷贝存储在成本较低的存储设备上，从而更有效地分配和利用存储资源。FlashCopy 还能对活动数据创建“瞬时”拷贝，用于备份或者并行处理任务。另外，利用IBM SVC 的增量FlashCopy 操作功能，还可以用来根据生产数据对测试环境进行维护和更新，此时仅仅拷贝自上次使用FlashCopy 功能以来源虚拟磁盘或目的虚拟磁盘中变化的数据。
利用IBM SVC 的Metro Mirror 和Global Mirror 可以在不同地点的SVC 系统之间工作，以创建数据拷贝，供数据中心发生灾难时使用。其中Metro Mirror 能够实现城市之间(最远300 公里)保持完全同步的拷贝，而Global Mirror 则能够实现更远距离(最远8000 公里)的异步操作，保留拷贝。
由于该企业在国内有多少子公司，此时，可利用IBM SVC 可以在每个地点支持不同的存储设备，企业中的数据采用了统一的容灾备份策略，不同厂商存储子系统之间可以实现实时的容灾备份和数据迁移，从而避免在不同时刻和不同时间投入更多的成本来保证数据不丢失，同时也降低制定灾难恢复战略时的成本。
(4)统一管理存储资源
利用IBM SVC 可以对接入的存储子系统进行监控，并提供自动报警机制。例如某个存储子系统中的一个磁盘出现故障，IBM SVC 能够检查到它，并通过SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)报告给管理终端，管理终端通过邮件或者电话通知系统管理员。因此，IBM SVC 成为了一个集中管理点，统一了存储资源的管理，从而避免了安装不同厂商的存储子系统管理软件。
(5)兼容QoS 机制
IBM SVC 和许多存储子系统一样，提供了有效的QoS(Quality ofService，服务质量)机制。QoS 是一种保证和控制主机服务器I/O 流量和带宽的机制，可以防止一些应用程序过多地占用共享带宽，从而保证了需要高带宽服务的应用程序正常工作。
(6)提高利用率
利用IBM SVC 可以提高主机服务器应用的存储容量。通过将存储区域网络（SAN）内的多个磁盘系统容量集中起来，能够让存储管理员超越SAN 存储设备传统的“SAN 信息孤岛”，以更好的方式对存储设备进行部署，从而满足主机服务器应用的需求。
(7)减少对存储设备的使用量，实现自动化需求配置
IBM SVC Version 4.3 的“瘦供给”的功能可以用来从数据库和文件系统收回更多已分配但尚未使用的空间。利用其SEV（Space-EfficientVirtual Disks）功能时，只有在向虚拟磁盘写入数据时才真正使用物理存储容量，而不是为整个定义的虚拟容量规定实际的物理容量。因此，利用IBM SVC 的SEV 功能可以根据未来的预期容量需求定义虚拟容量，在不到万不得已的时候不使用物理存储，从而可以随着企业的发展自动对存储进行随时配置。
(8)提高工作效率
利用IBM SVC 可以方便地使用图形用户界面(Graphical UserInterface，GUI)进行集中管理。通过该界面，管理员可以对来自不同厂商的存储子系统进行统一的配置、管理和服务工作。IBM SVC 还可以使管理员将磁盘存储卷映射至虚拟的卷池，从而更有效地利用他们的存储设备。另外，IBM SVC 的SEV 功能可以实现自动化按需分配，并且让系统管理员从日常的例行存储配置工作中解脱出来，将工作重点集中在总体存储部署和利用以及长期战略需求方面。
(9)简化管理
IBM SVC 具有对各类存储环境进行监控的高级管理控制台IBMSystem Storage Productivity Center（SSPC），该控制台可以对虚拟和物理资源（包括SVC、磁盘系统、磁带系统、文件服务器和SAN 光纤）进行统一管理。其功能丰富、用户友好的图形化界面提供了全面的存储拓扑结构，管理员可以通过它来全面而深入地了解整个网络环境的工作状况，从而对整个存储区域网络中连接的各种存储设备进行管理，简化IT 管理，减少不断攀升的各种要素管理人员数量。
(10)提高应用的可用性
IBM SVC 将存储设备的物理特性对主机服务器系统进行隐藏，从而使主机服务器应用不受存储池物理变化的影响，当存储架构发生变化时，应用仍可继续运行而不会发生中断，提高应用对客户的可用性。同时，IBM SVC 还可以通过动态数据迁移来提高应用的可用性，其在不影响应用对数据访问的前提下将数据从一个存储系统迁移至另一个系统，帮助管理员在不影响应用对客户可用性的同时对存储容量进行重新分配和扩展。另外，IBM SVC Version 4.3 的虚拟磁盘镜像功能，可以将虚拟磁盘的两个拷贝存储在不同的存储系统上，当磁盘阵列或磁盘系统出现故障或者由于需要维护而发生中断时，仍可以自动使用仍然可用的拷贝，以提高应用的可用性。
(11)将存储架构的性能与业务目标结合起来
利用IBM SVC 基础架构的性能与个人的业务目标进行挂钩，从而更严格地对成本和能力进行管理。IBM SVC 能够利用现有存储系统打造一个更容易管理、配置的存储架构，当架构需要改变时，其并不影响应用的可用性。为了能更有效地利用现有的存储设备，可以将存储资源对应用进行集中分配和配置，以了解它们对总体容量形势的影响，从而对应用的可用性进行改进，提高服务质量。
(12)按照成本和性能要求实施分层存储
IBM SVC 在所有存储层之间保持着一致的管理和功能，而且数据在各层之间的移动并不会对应用造成中断影响，因此，可以根据不同的业务需求采用成本和性能都各不相同的存储，实施分层存储，控制存储成本。另外，IBM SVC 拥有高速缓存，可以提高较低层次存储的性能，使之能够在数据中心得到更广泛的应用，从而进一步降低成本。
(13)降低成本和能耗，实现“绿色化”
通过使用IBM SVC，可以降低成本和能耗，保护环境，实现“绿色化”。首先，IBM SVC 能够在不中断应用的同时将数据从旧的磁盘系统迁移至新的磁盘系统，从而可以更快、更简单地实现能效更高的存储。其次，IBM SVC 简化了对分层存储架构的实施，提高较低层次存储的性能，从而对部署的存储组合进行优化，提高对较低层次存储的使用量。另外，在IBM SVC Version 4.3 中的“瘦供给”功能中，只有在向虚拟磁盘写入数据时才真正使用物理存储容量，而不是为整个定义的虚拟容量规定实际的物理容量，从而可以用来从数据库和文件系统收回更多虽已分配但尚未使用的空间，提高对存储设备的利用率，减少未来对额外存储设备的需求，减少对存储设备的总量需求，降低能耗。
4 解决方案
利用IBM SVC 实现异构存储整合，其主流异构存储整合有基于主机层、基于存储层和基于中间层三种实现方式，本方案中主要是采用基于中间层的方案来实现，即存储部分高级管理功能运行在中间层，如图4 所示。其主要优点表面以下几个方面：
图4 基于中间层的异构存储整合
(1)高扩展性：IBM SVC 可以多结点群集结构并行扩展；
(2)高开放性：IBM SVC 支持目前所有主流的存储设备和主机服务器；
(3)独立性：IBM SVC 位于中间层，不占用主机服务器的CPU 资源和存储资源；
(4)高性能：IBM SVC 具有单独的处理器和Cache，从而可以帮助存储系统分担压力；
(5)高容灾力：IBM SVC 可以将不同类型的存储设备放在一起，实行集中管理，从而具有统一的容灾和虚拟存储的功能；
(6)集中管理:为管理员提供统一的存储管理接口，不同存储系统可以实现统一的图形化界面管理。
(7)需要增加少量设备：利用IBM SVC 来对异构存储进行整合，其需增加的设备量比较少。
要实现该企业的IBM SVC 异构存储整合，可以通过以下实施步骤来完成：
(1)检查兼容性列表，以确认符合兼容条件。IBM SVC 可以支持包括IBM 和非IBM 在内的120 多种磁盘存储系统，但并非所有存储系统都支持，所以检查兼容性列表是操作的首要条件。目前，该企业的存储设备为IBM、HP 和SUN，IBM SVC 完全支持这些设备；
(2)利用光纤将IBM SVC 的节点接入至光纤交换机中；
(3)更换交换机上的Zone，以便识别新的VDisk；
(4)重新设置存储设备上的LUN Masking 映射；
(5)在IBM SVC 上使用Image 映射来创建VDisk，在这种方式下，一个完整的MDisk 上的所有Extent 将会被整体映射到一个个VDisk 上，从而可以保证原来LUN 上已有的数据在经过映射后同样可以被访问；
(6)卸载主机服务器上原有的各厂商使用多路径软件，安装IBM 专门的系统存储多路子系统设备驱动程序（SDD，IBM System StorageMultipath Subsystem Device Driver）；
(7)启动IBM SVC，即可正常使用。通过以上步骤，企业可以快速便捷的实施IBM SVC 项目。
5 总结
利用IBM SVC 可以根据目前可用的所有存储资源来制定业务流程目标，而不是由存储资源来决定企业能够实现哪些目标，从而很好解决企业异构存储问题。
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