CN107688441A - 一种存储虚拟化的实现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种存储虚拟化的实现方法及装置。其中，方法包括接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；将数据信息发送给目的存储设备，目的存储设备利用前端的虚拟化组件将数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求，以实现发送端与目的存储设备间的I/O操作。将数据请求转化为中间语言进行传输，可有效的屏蔽主机与存储设备之间的异构特性及不同存储设备之间的异构特性，一定程度上解决了数据孤岛问题，实现异构产品的互联与操作，提升了整个系统的扩展性与集成能力，有利于存储区域网络实现统一化管理。

Description

一种存储虚拟化的实现方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及存储技术领域，特别是涉及一种存储虚拟化的实现方法及装置。

背景技术

随着以电子商务、数据仓库、网络娱乐等为代表的网络应用的快速崛起，信息容量呈现爆炸式增长，计算机应用也从以计算为中心发展到以数据为中心的时代。以数据为中心的应用需要具有高可靠性、高可用性、开放性、可动态扩展、易于管理和维护的存储系统。

存储区域网络(Storage Area Network，SAN)是一种利用FC(Fiber Channel，光纤通道)等互连协议连接起来的，可以在服务器与存储设备之间以及存储设备与存储设备之间直接传送数据的网络。

然而，由于缺乏统一的标准，不同存储设备厂商的SAN之间缺乏互操作性，从而使得用户很可能会被某一厂商“锁定”，不能实现不同厂商存储设备之间的自由选择，异构存储产品无法实现互联；此外，由于FC协议的传输距离限制，不同的存储区域网之间也无法实现信息及数据的充分交流。

如何解决存储区域网络的自身缺陷问题，以满足网络应用对存储系统的要求，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种存储虚拟化的实现方法及装置，以解决异构产品无法实现互联的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种存储虚拟化的实现方法，应用于存储区域网络，包括：

接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；

将所述数据信息发送给目的存储设备，以实现所述发送端与所述目的存储设备的I/O操作，所述目的存储设备利用前端的虚拟化组件将所述数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求。

可选的，所述接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言包括：

接收主机端发送的数据信息，所述数据信息为利用主机后端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言。

可选的，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言包括：

接收源存储设备发送的数据信息，所述数据信息为利用源存储设备的前端虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言。

可选的，所述接收发送端发送的数据信息包括：

接收发送端发送的数据信息及存储所述数据信息的存储设备标识信息；

根据所述存储设备标识信息确定存储所述数据信息的物理存储地址。

本发明实施例另一方面提供了一种存储虚拟化的实现装置，包括：

接收模块，用于接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；

发送模块，用于将所述数据信息发送给目的存储设备，以实现所述发送端与所述目的存储设备的I/O操作，所述目的存储设备利用前端的虚拟化组件将所述数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求。

可选的，所述接收模块为接收主机端发送的数据信息，所述数据信息为利用主机后端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言的模块。

可选的，所述接收模块为接收源存储设备发送的数据信息，所述数据信息为利用源存储设备的前端虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言的模块。

可选的，所述接收模块包括：

信息获取单元，用于接收发送端发送的数据信息及存储所述数据信息的存储设备标识信息；

地址确定单元，用于根据所述存储设备标识信息确定存储所述数据信息的物理存储地址。

本发明实施例提供了一种存储虚拟化的实现方法，接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；将数据信息发送给目的存储设备，目的存储设备利用前端的虚拟化组件将数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求，以实现发送端与目的存储设备间的I/O操作。

本申请提供的技术方案的优点在于，在利用存储区域网络进行数据传输时，发送端通过虚拟化组件将应用I/O数据请求转化为存储区域网络的中间语言，接收端在接收到数据信息后，再将其转化为自身识别的语言格式。将数据请求转化为中间语言进行传输，可有效的屏蔽主机与存储设备之间的异构特性及不同存储设备之间的异构特性，一定程度上解决了数据孤岛问题，实现异构产品的互联与操作，提升了整个系统的扩展性与集成能力，有利于存储区域网络实现统一化管理。

此外，本发明实施例还针对存储虚拟化的实现方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置具有相应的优点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种存储虚拟化的实现方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的存储虚拟化的实现装置的一种具体实施方式结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

本申请的发明人经过研究发现，存储区域网络独特的体系结构和构建技术为SAN带来了很多优点，如高性能、高灵活性、存储容量的在线扩容，实现备份工作。然而，为了达到以数据为中心的网络应用对现代网络存储系统的要求，同时消除SAN自身存在的缺陷，需要在实现的SAN虚拟化过程中解决如下问题：

异构产品的互联：复杂而庞大的应用环境中拥有不兼容的技术和标准，如不同的网络环境(SAN，Ethernet，InfiniBand)、不同的编程接口(块、文件、对象)等。即对于相同的网络环境，如SAN，不同设备制造商的具体协议实现之间也有所差异，在客观上造成不同厂商之间的设备缺乏可互操作性。实现异构存储产品之间的互连，保证异构存储设备的透明性是SAN虚拟化的基本要求。

存储资源位置、容量对用户透明：由于SAN中FC协议传输距离的限制，不同企业、不同应用，在不同地点建造的SAN之间不能形成统一的管理和监控机制，造成了相对独立的数据孤岛。存储资源统一管理要求实现存储设备相对用户的地域透明性和容量透明性，即利用虚拟化技术为用户屏蔽存储设备的位置特征和容量特性，用户可以将整个存储区域网络看作单个存储设备进行使用。

数据安全：由于整个存储系统相对应用来说是完全透明的，因此必须提供安全访问控制，防止越权访问相关数据以及恶意攻击等。数据安全性由存储系统的管理软件负责。应根据应用需要，建立相应的密钥认证管理体系及数据加密体系，保证数据安全性。

性能优化和负载均衡：不同的应用具有各自不同的I/O特点，如数据仓库I/O量大但数据量相对较小；流媒体应用会有突发的大数据量访问；大规模科学计算会产生大量的中间数据，可能会有持续的大数据量访问，因此在实现存储虚拟化的过程中，必须建立高效、智能的调度策略来满足具有不同I/O特点的应用需求。

容灾备份：SAN虚拟化存储系统必须能以较小的花费实现数据的容灾备份功能，以保证在系统遭遇不可抗力的时候能够将损失的数据恢复

存储设备统一管理：由于SAN存储设备异地、异构的特性，要求虚拟化技术提供存储设备的统一管理界面，实现存储资源的统一分配和维护。

在现有的SAN虚拟化解决方案中，根据其实现方式的不同，可以分为三个层次，即基于主机的虚拟化、基于存储设备的虚拟化、基于网络的虚拟化，其中基于网络的虚拟化又有对称式及非对称式两种。然而，这些解决方案基本上都是在SAN应用的某一个层次上实现存储虚拟化，实现方式本身的特点决定了它们无法同时解决SAN虚拟化过程中多个问题。

由于SAN虚拟化过程中需要解决很多问题，如果只是在主机、存储设备、网络中的某一个层次上实现虚拟化，则很难同时解决这些问题。鉴于此，本申请可通过主机、网络和存储设备三个层次共同合作的方式来实现虚拟化功能。根据谁的工作谁负责的原则，每个虚拟化层次负责完成与本层功能相关的工作，也存在一些工作是通过跨层次方式实现的。

在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。

首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种存储虚拟化的实现方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：

S101：接收发送端发送的数据信息，数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言。

S102：将数据信息发送给目的存储设备，以实现发送端与目的存储设备的I/O操作，目的存储设备利用前端的虚拟化组件将数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求。

执行主语可为存储区域网络的服务器，存储区域网络可实现主机端与存储设备之间的数据传输，或者存储设备与存储设备间的数据传输。

此处的发送端可为主机端，也可为存储设备，这均不影响本申请的实现。

举例来说，当发送端为主机端时，S101可为接收主机端发送的数据信息，数据信息为利用主机后端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；当发送端为源存储设备时，S101可为接收源存储设备发送的数据信息，数据信息为利用源存储设备的前端虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言。

即主机上的虚拟化组件负责把应用I/O请求转换为Mos，存储设备前端的虚拟化组件则负责将Mos转换为存储设备所能理解的语言，进行I/O操作。存储区域网络虚拟化过程中所有其他的管理工作都是基于中间语言实施。利用中间语言可以最小的代价屏蔽主机及存储设备的异构特性，如主机有m种环境，存储设备共有n种，则只需要(m+n)个操作转换组件则可以实现异构产品之间的互连和访问。

为了屏蔽存储资源位置特征，S101具体可包括：

接收发送端发送的数据信息及存储数据信息的存储设备标识信息；

根据存储设备标识信息确定存储数据信息的物理存储地址。

也就是说，为了实现定位逻辑和异地透明特性功能，即是为应用程序确定相关数据的物理存储位置。在实现虚拟化的存储区域网络存储系统中，主机中的虚拟化组件将应用I/O请求转换为中间语言，同时还可确定相关数据存储地点，即所在的存储设备(通常为RAID)的标识信息(例如编号)，存储区域网络层会根据标识信息确定相应存储设备地点(即物理存储地址)并传递操作指令。也就是说，由主机层和网络层协同实现应用系统中的定位逻辑屏蔽存储设备的地理位置特性。

存储区域网络的网络层用于执行网络相关工作，如设备寻址、性能优化和负载均衡，大部分现有网络设备都具有此功能。数据的存储和备份也需要通过中间来屏蔽设备异构性，利用交换机将数据在存储区域网络之间的网络上传输，在实现快速备份的同时不影响整个系统的网络性能。中间语言以完全一致的方式实现对存储设备的统一管理以及异构产品互连和互操作。存储区域网络自身的特性保证能够通过网络层和存储设备实现数据的本地、异地快速备份。

目的存储设备利用前端的虚拟化组件将数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求，由于各存储设备的硬件与相对应支持的软件的功能不同，操作运行环境不同，目的数据请求的语言格式不限定，为由相应的存储设备所决定，在接收到存储区域网络发送的数据信息时，需要将数据信息转化为相应存储设备自身支持的语言，以使存储设备可以识别并理解数据信息。

需要说明的是，由于本申请的技术方案基于虚拟组件实现，故主机端、存储设备需要支持虚拟化功能。

在本发明实施例提供的技术方案中，在利用存储区域网络进行数据传输时，发送端通过虚拟化组件将应用I/O数据请求转化为存储区域网络的中间语言，接收端在接收到数据信息后，再将其转化为自身识别的语言格式。将数据请求转化为中间语言进行传输，可有效的屏蔽主机与存储设备之间的异构特性及不同存储设备之间的异构特性，一定程度上解决了数据孤岛问题，实现异构产品的互联与操作，提升了整个系统的扩展性与集成能力，有利于存储区域网络实现统一化管理。

本发明实施例还针对存储虚拟化的实现方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的存储虚拟化的实现装置进行介绍，下文描述的存储虚拟化的实现装置与上文描述的存储虚拟化的实现方法可相互对应参照。

参见图2，图2为本发明实施例提供的存储虚拟化的实现装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：

接收模块201，用于接收发送端发送的数据信息，数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；

发送模块202，用于将数据信息发送给目的存储设备，以实现发送端与目的存储设备的I/O操作，目的存储设备利用前端的虚拟化组件将数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求。

可选的，在本实施例的一些实施方式中，所述接收模块201例如可为接收主机端发送的数据信息，数据信息为利用主机后端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言的模块。

在另外一种实施方式下，所述接收模块201还可为接收源存储设备发送的数据信息，数据信息为利用源存储设备的前端虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言的模块。

可选的，在本实施例的另一些具体实施方式中，所述接收模块201例如还可以包括：

信息获取单元，用于接收发送端发送的数据信息及存储数据信息的存储设备标识信息；

地址确定单元，用于根据存储设备标识信息确定存储数据信息的物理存储地址。

本发明实施例所述存储虚拟化的实现装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例在利用存储区域网络进行数据传输时，发送端通过虚拟化组件将应用I/O数据请求转化为存储区域网络的中间语言，接收端在接收到数据信息后，再将其转化为自身识别的语言格式。将数据请求转化为中间语言进行传输，可有效的屏蔽主机与存储设备之间的异构特性及不同存储设备之间的异构特性，一定程度上解决了数据孤岛问题，实现异构产品的互联与操作，提升了整个系统的扩展性与集成能力，有利于存储区域网络实现统一化管理。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种存储虚拟化的实现方法以及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种存储虚拟化的实现方法，其特征在于，应用于存储区域网络，包括：

接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；

将所述数据信息发送给目的存储设备，以实现所述发送端与所述目的存储设备的I/O操作，所述目的存储设备利用前端的虚拟化组件将所述数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求。

2.根据权利要求1所述的存储虚拟化的实现方法，其特征在于，所述接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言包括：

接收主机端发送的数据信息，所述数据信息为利用主机后端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言。

3.根据权利要求1所述的存储虚拟化的实现方法，其特征在于，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言包括：

接收源存储设备发送的数据信息，所述数据信息为利用源存储设备的前端虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的存储虚拟化的实现方法，其特征在于，所述接收发送端发送的数据信息包括：

接收发送端发送的数据信息及存储所述数据信息的存储设备标识信息；

根据所述存储设备标识信息确定存储所述数据信息的物理存储地址。

5.一种存储虚拟化的实现装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收发送端发送的数据信息，所述数据信息为利用发送端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言；

发送模块，用于将所述数据信息发送给目的存储设备，以实现所述发送端与所述目的存储设备的I/O操作，所述目的存储设备利用前端的虚拟化组件将所述数据信息转化为预设语言格式的目的数据请求。

6.根据权利要求6所述的存储虚拟化的实现装置，其特征在于，所述接收模块为接收主机端发送的数据信息，所述数据信息为利用主机后端的虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言的模块。

7.根据权利要求6所述的存储虚拟化的实现装置，其特征在于，所述接收模块为接收源存储设备发送的数据信息，所述数据信息为利用源存储设备的前端虚拟化组件将源数据请求转化的存储区域网络中间语言的模块。

8.根据权利要求6至8任意一项所述的存储虚拟化的实现装置，其特征在于，所述接收模块包括：

信息获取单元，用于接收发送端发送的数据信息及存储所述数据信息的存储设备标识信息；

地址确定单元，用于根据所述存储设备标识信息确定存储所述数据信息的物理存储地址。