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對許多企業用戶來說,虛擬化儲存伺服器(Virtual Storage Appliance)還是一個陌生的產品類型,其實這種產品的概念非常簡單,且已存在多年。

雖然英文原名完全不同,但就中文來說,「虛擬化儲存伺服器」與另一個詞「儲存虛擬化(Storage Virtualization)」,十分容易混淆。

儲存虛擬化指的是一種儲存應用架構——透過虛擬層將實體儲存硬體資源抽象化,然後再提供給前端主機使用。

至於所謂的虛擬化儲存伺服器,指的是一種儲存設備的部署型態,也就是「虛擬伺服器」型式的儲存設備—以虛擬機器方式部署,用於提供儲存空間與儲存管理服務。簡單地說,可以看作是將儲存設備打包為一臺虛擬機器,部署到伺服器虛擬平臺上,利用Hypervisor主機的資源,來為Hypervisor本身的虛擬機器或其它主機,提供儲存服務。

當前大多數儲存設備的系統核心,都是基於x86硬體平臺與Linux軟體環境開發而成,理論上可以很容易地打包為一臺Linux-based的虛擬機器,然後部署到虛擬平臺上運作。

若套用當前流行的術語,虛擬儲存伺服器可說是一種標準的軟體定義儲存架構產品,不過這種產品的歷史,遠比「軟體定義儲存」這個詞更早,早在伺服器虛擬化技術與應用開始進入成熟期的7、8年前,就已經有儲存廠商推出了虛擬儲存伺服器產品。

隨虛擬化而興起的新產品類型

我們最早是在2009年時接觸到虛擬化儲存伺服器產品,當時VMware才剛推出vSphere 4,VWware平臺的主流還是VMware Infrastructure 3.5,微軟的Hyper-V Server 2008也才問世不久。不過在這個時候,以儲存虛擬化產品著稱的FalconStor,便在2009年初推出旗下NSS(Newwork Storage Server)儲存伺服器的虛擬伺服器版本,也就是一臺VM版本的NSS儲存伺服器,可安裝到VMware平臺上運作。

FalconStor的NSS是一套基於x86硬體與Linux環境的區塊式儲存應用軟體,可以將伺服器磁碟空間建構為SAN磁碟區,並支援許多進階儲存服務。FalconStor除了將NSS軟體安裝到Dell伺服器上、包裝為SAN儲存伺服器硬體銷售外,也將NSS連同Linux OS打包為VM,以虛擬儲存伺服器型式供應給用戶。

事實上,在Falconstor之前,LeftHand就先一步在2007年底推出虛擬儲存伺服器產品。LeftHand在2007年9月發表的Virtual SAN Appliance,是我們所知的最早一款虛擬儲存伺服器產品,LeftHand的產品核心是SAN/iQ儲存應用軟體平臺,也是基於x86處理器與Linux平臺運作,功能同樣是將x86伺服器磁碟空間建構為SAN儲存空間。隨著VMware環境的成熟,LeftHand率先推出將SAN/iQ儲存平臺打包為VM,成為搭配VMware環境的虛擬化儲存伺服器,從而創造出一種新的產品型態。

接下來LeftHand於2008年為HP併購後,HP也在2010年推出P4000 Virtual Storage Appliance,繼續LeftHand原有虛擬化儲存伺服器產品路線。接下來又有更多廠商仿效這種產品模式,將旗下儲存系統包裝為VM型式的虛擬儲存伺服器,除了小型新創廠商外,還包括了第一線大廠。

例如儲存業界龍頭EMC,對虛擬儲存伺服器產品便一直相當積極,早在2008年時,便推出旗下NAS產品Celerra的VM版本—Celerra Virtual Storage Appliance,後來EMC於2011年發表整併了Celerra NAS與CLARiion SAN兩大儲存產品線的VNX系列中階儲存設備時,也連帶推出VM化版本VNX Virtual Storage Appliance。接下來在2016年初問世的新一代Unity中階儲存產品家族,也包含了一款虛擬儲存伺服器型式的UnityVSA,能以VM的型態,部署到vSphere平臺上使用。

除了EMC以外,NetApp對這領域也有所動作,2012年中推出的Data ONTAP Edge,便是NetApp Data ONTAP儲存系統軟體的VM化版本。後來NetApp亦在2016年下半年跟著新一代ONTAP 9作業系統的推出,發表ONTAP 9的VM型式版本—ONTAP Select,進一步深化在虛擬儲存伺服器領域的發展。

越來越多樣化的虛擬儲存伺服器

一開始,虛擬儲存伺服器產品是針對SAN、NAS等通用儲存應用,近年來又陸續出現了更多類型應用,包括了備份儲存、物件儲存等用途,無論哪種儲存服務,幾乎都能以虛擬儲存伺服器的型式來部署。

更重要的新發展在於,虛擬儲存伺服器這種嵌在Hypervisor上的儲存服務架構,很容易便能衍生出以Hypervisor平臺為基礎、集運算與儲存於一臺主機的超融合基礎架構(Hyper-converged Infrastrure)產品。

因而虛擬儲存伺服器軟體,也就成了通往超融合架構的橋梁,許多超融合應用伺服器產品都是以虛擬儲存伺服器型式來部署儲存架構,也讓虛擬儲存伺服器這類型產品,有了更豐富的內涵。

 聚焦輕量型儲存應用

 主打簡便部署的虛擬化儲存伺服器 

迅速、簡便的部署,是虛擬化儲存伺服器這類型產品應用上最大效益所在。

就儲存功能來說,虛擬化儲存伺服器與實體的儲存伺服器設備,是完全相同的,區別只在於部署型式不同,憑藉著虛擬化架構,這種儲存伺服器的建置部署程序,遠比實體式儲存設備簡單許多。

部署實體儲存設備時,免不了得經過運輸、上機架、網路與電源連接等幾個準備工作,然後才是儲存設備的設定,還牽涉到機房空間的安排,供電與網路的連接配置等考量。

相較下,虛擬化儲存伺服器是軟體形式的產品,只需下載軟體、匯入Hypervisor主機上,就完成了部署,接下來只需登入系統、設定組態即可。從取得產品到完成系統部署設定,只需十幾分鐘到幾十分鐘,就能完成虛擬化儲存伺服器的建置,整個過程僅涉及軟體設定操作,只需確保Hypervisor主機的資源足夠即可。

儲存虛擬機器的應用限制

儘管部署十分方便,也擁有完整的儲存應用功能,但虛擬化儲存伺服器在應用上也存在兩大限制:

首先,虛擬化儲存伺服器的硬體資源是來自Hypervisor主機,I/O效能、

可用容量與擴充性都會受到較大限制,以免影響到Hypervisor上其他VM的運作。

其次,部分虛擬化儲存伺服器產品,只支援單控制器組態,沒有自動失效切換的高可用性(High Availability,HA)功能,當Hypervisor主機或虛擬化儲存伺服器系統失效時,無法迅速恢復儲存服務。有高可用性需求的用戶,必須改為透過Hypervisor主機的高可用性功能,而無法依靠虛擬化儲存伺服器本身。

在效能、擴充性與可用性的限制下,虛擬化儲存伺服器產品一般被定位為測試環境,或分支辦公室等小型環境的應用,提供一個便於部署、相對低價、但仍擁有完整功能的儲存應用解決方案。

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