مجازی سازی استوریج عبارت است از ادغام فضای ذخیره‌سازی فیزیکی از چندین دستگاه ذخیره‌سازی به طوری که به نظر برسد یک دستگاه ذخیره‌سازی واحد وجود دارد که از یک کنسول مرکزی مدیریت می‌شود. این فناوری برای شناسایی ظرفیت ذخیره سازی موجود از دستگاه های فیزیکی و سپس ادغام این ظرفیت ها به عنوان یک مخزن ذخیره سازی است که می تواند توسط سرورهای معماری سنتی یا در یک محیط مجازی توسط ماشین های مجازی ( VMs ) استفاده شود.
نرم‌افزار ذخیره‌سازی مجازی درخواست‌های ورودی/خروجی (I/O) را از ماشین‌های فیزیکی یا مجازی رهگیری می‌کند و این درخواست‌ها را به مکان فیزیکی مناسب دستگاه‌های ذخیره‌سازی که بخشی از مخزن کلی ذخیره‌سازی در محیط مجازی هستند ارسال می‌کند. برای کاربر، منابع ذخیره‌سازی مختلف که استخر را تشکیل می‌دهند، دیده نمی‌شوند، بنابراین فضای ذخیره‌سازی مجازی مانند یک درایو فیزیکی، اشتراک‌گذاری یا شماره واحد منطقی (LUN) به نظر می‌رسد که می‌تواند خواندن و نوشتن استاندارد را بپذیرد.
شکل بسیار ابتدایی مجازی‌سازی استوریج توسط یک لایه مجازی‌سازی نرم‌افزاری بین سخت‌افزار یک منبع ذخیره‌سازی و یک میزبان ( یک سیستم (PC)، یک سرور یا هر دستگاهی که به ذخیره‌سازی دسترسی دارد ) نشان داده می‌شود که این امکان را برای سیستم‌های عامل (OS) و برنامه های کاربردی برای دسترسی و استفاده از فضای ذخیره سازی ممکن می‌سازد. حتی یک آرایه RAID گاهی اوقات می تواند نوعی مجازی سازی استوریج در نظر گرفته شود. درایوهای فیزیکی چندگانه در آرایه به عنوان یک دستگاه ذخیره‌سازی واحد به کاربر ارائه می‌شوند تا عملکرد ورودی/خروجی را بهبود پیدا کند و از داده‌ها در صورت خرابی یک درایو محافظت شود.
انواع مجازی سازی استوریج
دو روش اساسی برای مجازی سازی استوریج وجود دارد که مبتنی بر فایل یا مبتنی بر بلوک است. مجازی‌سازی استوریج مبتنی بر فایل یک مورد استفاده خاص است که برای سیستم‌های ذخیره‌سازی متصل به شبکه ( NAS ) اعمال می‌شود که در محیط های سرور ویندوز از بلوک پیام سرور ( SMB ) یا سیستم فایل CIFS یا در سیستم های لینوکس از سیستم فایل شبکه ( NFS )) استفاده می شود. مجازی‌سازی ذخیره‌سازی مبتنی بر فایل، وابستگی را در یک آرایه NAS معمولی بین داده‌های مورد دسترسی و مکان حافظه فیزیکی قطع می‌کند. ادغام منابع NAS مدیریت انتقال فایل در پس‌زمینه را ساده تر می‌کند، که به بهبود عملکرد کمک می‌کند. به طور معمول، سیستم‌های NAS برای مدیریت آنقدر پیچیده نیستند، اما مجازی‌سازی استوریج، کار مدیریت چندین دستگاه NAS را از طریق یک کنسول مدیریتی ساده‌تر می‌کند.
ذخیره‌سازی مبتنی بر بلوک یا دسترسی بلوکی – منابع ذخیره‌سازی که معمولاً از طریق کانال فیبر (FC) یا شبکه فضای ذخیره‌سازی اینترنت iSCSI) ( SAN ) قابل دسترسی هستند – بیشتر از سیستم‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر فایل مجازی‌سازی می‌شوند. سیستم‌های مبتنی بر بلوک، ذخیره‌سازی منطقی، مانند پارتیشن درایو، را از بلوک‌های حافظه فیزیکی واقعی در یک دستگاه ذخیره‌سازی، مانند درایو دیسک سخت (HDD) یا دستگاه حافظه حالت جامد، انتزاع می‌کنند. از آنجایی که به شیوه ای مشابه با نرم افزار درایو بومی عمل می کند، سربار کمتری برای فرآیندهای خواندن و نوشتن وجود دارد، بنابراین سیستم های ذخیره سازی بلوک بهتر از سیستم های مبتنی بر فایل عمل می کنند.
عملیات مبتنی بر بلوک، نرم‌افزار مدیریت مجازی‌سازی را قادر می‌سازد تا ظرفیت بلوک‌های موجود فضای ذخیره‌سازی را در تمام آرایه‌های مجازی‌سازی شده جمع‌آوری کند و آنها را در یک منبع مشترک جمع کند تا به هر تعداد ماشین مجازی، سرورهای خالی یا کانتینرها اختصاص داده شود. مجازی سازی استوریج به ویژه برای ذخیره سازی بلوک مفید است. برخلاف سیستم‌های NAS، مدیریت SAN می‌تواند فرآیندی زمان‌بر باشد. برای مثال، ادغام تعدادی از سیستم‌های ذخیره‌سازی بلوک تحت یک رابط مدیریتی واحد که اغلب کاربران را در برابر مراحل خسته‌کننده پیکربندی LUN محافظت می‌کند، می‌تواند زمان قابل توجهی را کاهش دهد.
نحوه عملکرد مجازی‌سازی استوریج
برای دسترسی به داده‌های ذخیره‌شده در دستگاه‌های ذخیره‌سازی فیزیکی، نرم‌افزار مجازی‌سازی باید با استفاده از ابرداده نقشه‌ای ایجاد کند یا در برخی موارد از الگوریتمی برای مکان‌یابی پویا داده‌ها استفاده کند. سپس نرم‌افزار مجازی‌سازی درخواست‌های خواندن و نوشتن برنامه‌ها را رهگیری می‌کند و با استفاده از نقشه‌ای که ایجاد کرده است می‌تواند داده‌ها را در دستگاه فیزیکی مناسب پیدا کرده یا ذخیره کند. این فرآیند مشابه روشی است که سیستم عامل های سیستم شخصی هنگام بازیابی یا ذخیره داده های برنامه استفاده می کنند.
مجازی‌سازی استوریج، پیچیدگی واقعی یک سیستم ذخیره‌سازی، مانند SAN را پنهان می‌کند، که به مدیر ذخیره‌سازی کمک می‌کند تا وظایف پشتیبان‌گیری، بایگانی و بازیابی را راحت‌تر و در زمان کمتری انجام دهد.
مجازی سازی استوریج متقارن و غیر متقارن
به طور کلی دو نوع مجازی سازی وجود دارد که می تواند در زیرساخت ذخیره سازی اعمال شود: درون باند (In-band) و خارج از باند (out-of-band).
مجازی‌سازی درون باند – که مجازی‌سازی متقارن نیز نامیده می‌شود – داده‌هایی را که خوانده یا ذخیره می‌شوند و اطلاعات کنترلی (مثلاً دستورالعمل‌های ورودی/خروجی، ابرداده) را در همان کانال یا لایه کنترل می‌کند. این راه‌اندازی به مجازی‌سازی ذخیره‌سازی اجازه می‌دهد تا عملکردهای عملیاتی و مدیریتی پیشرفته‌تری مانند خدمات کش داده و تکرار ارائه دهد.
مجازی سازی خارج از باند — یا مجازی سازی نامتقارن — مسیرهای داده و کنترل را تقسیم می کند. از آنجایی که تسهیلات مجازی سازی فقط دستورالعمل های کنترل را می بیند، ویژگی های ذخیره سازی پیشرفته معمولاً در دسترس نیستند.
روش های مجازی‌سازی
مجازی‌سازی استوریج امروزه معمولاً به ظرفیتی اطلاق می‌شود که از چندین دستگاه فیزیکی جمع‌آوری شده و سپس برای تخصیص مجدد در یک محیط مجازی در دسترس قرار می‌گیرد. راه های مختلفی وجود دارد که می توان ذخیره سازی را در یک محیط مجازی اعمال کرد :
مجازی سازی استوریج مبتنی بر میزبان بر اساس نرم افزار است و اغلب در سیستم های HCI و ذخیره سازی ابری دیده می شود. در این نوع مجازی سازی، میزبان یا یک سیستم بیش از حد همگرا متشکل از میزبان های متعدد، درایوهای مجازی با ظرفیت های متفاوت را به ماشین های مهمان ارائه می کند. تمام مجازی سازی و مدیریت در سطح میزبان از طریق نرم افزار انجام می شود و ذخیره سازی فیزیکی می تواند تقریباً هر دستگاه یا آرایه ای باشد. برخی از سیستم عامل های سرور دارای قابلیت های مجازی سازی داخلی هستند (مانند فضاهای ذخیره سازی سرور ویندوز).
مجازی‌سازی استوریج مبتنی بر آرایه معمولاً به روشی اشاره دارد که در آن یک آرایه ذخیره‌سازی به‌عنوان کنترل‌کننده ذخیره‌سازی اولیه عمل می‌کند و نرم‌افزار مجازی‌سازی را اجرا می‌کند و آن را قادر می‌سازد تا منابع ذخیره‌سازی آرایه‌های دیگر را جمع کند و انواع مختلف ذخیره‌سازی فیزیکی را برای استفاده به عنوان لایه‌های ذخیره‌سازی ارائه کند. یک فضای ذخیره سازی ممکن است شامل درایوهای حالت جامد (SSD) یا هارد دیسک در آرایه های ذخیره سازی مجازی مختلف باشد. مکان فیزیکی و آرایه خاص از سرورها یا کاربرانی که به ذخیره سازی دسترسی دارند پنهان است.
مجازی سازی استوریج مبتنی بر شبکه رایج ترین شکلی است که امروزه در شرکت ها استفاده می شود. یک دستگاه شبکه، مانند سوئیچ هوشمند یا سرور هدفمند، به همه دستگاه‌های ذخیره‌سازی در FC یا iSCSI SAN متصل می‌شود و فضای ذخیره‌سازی را در شبکه ذخیره‌سازی به صورت یک استخر مجازی ارائه می‌کند.
مزایا و کاربردهای مجازی سازی استوریج
برخی از مزایا و کاربردهای مجازی سازی استوریج عبارتند از:
مدیریت راحت تر: یک کنسول مدیریتی واحد برای نظارت و نگهداری چندین آرایه ذخیره سازی مجازی، زمان و تلاش لازم برای مدیریت سیستم های فیزیکی را کاهش می دهد. این به ویژه زمانی مفید است که سیستم های ذخیره سازی از چندین برند در مخزن مجازی سازی قرار دارند.
استفاده بهتر از ذخیره سازی: ادغام ظرفیت ذخیره سازی در چندین سیستم، تخصیص آن را آسان تر می کند، بنابراین ظرفیت به طور کارآمدی تخصیص و استفاده می شود. با وجود سیستم‌های غیرمرتبط و متفاوت، احتمالاً برخی از سیستم‌ها با ظرفیت یا نزدیک به ظرفیت کار می‌کنند، در حالی که برخی دیگر به سختی استفاده می‌شوند.
عمر سیستم های ذخیره سازی قدیمی تر را افزایش می دهد: مجازی‌سازی یک راه عالی برای گسترش سودمندی تجهیزات ذخیره‌سازی قدیمی‌تر با گنجاندن آنها در استخر است.
ویژگی های پیشرفته را به صورت عمومی اضافه کنید: برخی از ویژگی‌های ذخیره‌سازی پیشرفته‌تر را می‌توان در سطح مجازی‌سازی پیاده‌سازی کرد که به استانداردسازی این شیوه‌ها در تمام سیستم‌های عضو کمک می‌کند و می‌تواند این عملکردهای پیشرفته را به سیستم‌هایی که ممکن است فاقد آنها باشند، ارائه دهد.
