1.2 存储虚拟化的兴起

1.2.1 服务器虚拟化的日趋成熟

从1999年VMware推出业界第一套x86计算机虚拟化软件，多个操作系统可以安装在一台基于x86的PC或服务器里后，服务器虚拟化技术已经经历了十几年的迭代更新。近年来，随着x86计算机性能的飞速发展—CPU处理能力越来越强，内存容量越来越大，服务器虚拟化的整合率越来越高，性能效率比愈加凸显。目前，服务器虚拟化软件已经运行在几乎所有世界500强的生产或测试环境中，得到了各行各业的充分信任与广泛认可，这标志着服务器虚拟化已经走向成熟。

虚拟化、云计算和硬件技术的发展，使得软件定义成为可能。随着虚拟化和云计算的普及，用户的思维方式也发生了转变，逐渐意识到快速、敏捷、灵活地获取计算资源已经成为可能，并且逐渐要求能按需使用，按需付费。

因此，作为虚拟化和云计算里重要的组成部分，人们开始对存储虚拟化有了遐想空间，存储也应该适应新的需求而不断完善，做到存储即服务，实现快速交付，动态调整。

1.2.2 存储虚拟化的起源和发展

数十年前，计算机服务器的CPU处理能力弱、内存小、单块磁盘的性能和容量都较小。为了不占用服务器内部的CPU和内存资源，提高数据的性能、可靠性（如RAID保护）、可用性（如快照、容灾、双活等）、扩展性，以及提供方便易用的集中管理，诞生了外置磁盘阵列。外置磁盘阵列本身自带智能控制器，能够组织管理数据，并提供快照、容灾等高级的软件功能。

然而，近几年来，新技术的迭代显著地改变了存储架构。其包括以下几方面：

❑SSD：延迟从磁盘的毫秒级缩短到亚毫秒级（0.1毫秒），性能从单块15K磁盘的180左右IOPS，猛增到单块SSD的数万IOPS；闪存价格的下降速度比硬盘更快，根据IDC预测，两者价格曲线将于2015—2017年出现交叉，届时单位GB的SSD的价格甚至低于单位GB的15K磁盘的价格。

❑CPU多核技术：服务器的CPU多核早已广泛应用到各项业务中，尤其是在虚拟化环境中，多核处理器不仅提高了处理器利用率，而且提高了单台服务器上用户对更多I/O的需求，这反过来驱动底层存储进行变革。虽然当前绝大多数存储控制器采用了x86架构，但是从最近三年才真正开始利用CPU多核处理I/O。

❑高速网络技术：分布式存储借助于节点之间的SSD缓存同步复制来确保数据的冗余性，也得益于近年来网络的高速发展；目前，万兆网络的延迟非常小，大约在100微秒，远小于PCIe闪存的延迟1毫秒；如果采用RDMA技术，延迟能更小。

❑大容量服务器和磁盘：分布式存储借助于大容量的服务器和磁盘，也能够提供以往外置磁盘阵列才能支持的大存储容量。

分布式存储及面向对象存储技术的逐渐成熟。

虚拟化和云计算要求更智能的存储，能够调用其控制信息，配合上层更灵活、敏捷的部署存储资源。

目前，存储市场上更多的是做数据层的厂商，很少有做控制层的SDS厂商。因为控制平面的复杂度高，而且在短时间内很难看到回报。这些做数据平面的厂商，绝大部分还在抽象化、池化这两个阶段。

抽象化做的是软硬件解耦，池化做的是存储虚拟化。池化包括存储虚拟化和存储标准化，而存储虚拟化指所有存储资源的虚拟化，包括：

❑外置磁盘阵列内的虚拟化。

❑跨外置磁盘阵列的虚拟化（也即异构存储的管理）。

❑分布式存储服务器内的存储虚拟化。

第一步是抽象化，没有解耦，寸步难行；第二步是池化，这样才能灵活分配存储资源；第三步是自动化，存储资源由软件（Hypervisor）来自动分配和管理。