历史回顾
我们先简要回顾一下基于 UNIX 的服务器的磁盘连接技术发展过程。在 Fibre-Channel 技术出现之前，主流的磁盘连接技术是 Small Computer Systems Interface (SCSI)。服务器直接连接基于 SCSI 的磁盘驱动器，使用它们存储 OS 和数据，见图 1。
图1.SCSI 连接
引入 Fibre-Channel 连网技术之后，Storage Area Networks (SAN) 开始流行了。企业开始把数据转移到基于 SAN 的磁盘子系统上，磁盘子系统通过 Fibre Channel 适配器连接到服务器上，见图 2。这实现了集中的数据存储，可以提高可靠性、磁盘访问速度和利用率。对于大多数实现，OS 仍然驻留在服务器内的本地 SCSI 磁盘驱动器上。
图2. Fibre Channel 连接
这种配置成为基于 UNIX 的服务器的标准部署模型，一直持续了很多年，实践证明它非常可靠。但是，虚拟服务器的出现给这个模型带来了挑战。现在的虚拟服务器能够运行数十甚至数百个虚拟操作系统。给虚拟服务器中的每个操作系统分配专用的物理 Fibre-Channel 适配器是不可行的；必须改变磁盘连接模型了。
虚拟 SCSI
POWER5 处理器、AIX 5.3 和 PowerVM 的组合把磁盘和局域网虚拟化引入了 Power Systems 服务器。引入了一种新的 LPAR —— VIOS。它提供磁盘和局域网虚拟化支持。对于磁盘虚拟化，VIOS 允许使用 vSCSI 接口把基于 SAN 的磁盘逻辑单元号（Logical Unit Number，LUN）映射到客户机 LPAR，见图 3。
图3.虚拟 SCSI 连接
vSCSI 机制让 VIOS 可以通过虚拟的 SCSI 连接把磁盘卷提供给客户机 LPAR。VIOS 拥有物理磁盘卷，这些磁盘卷可以是本地连接的，也可以是基于 SAN 的。客户机 LPAR 使用 vSCSI 接口访问磁盘卷；对于客户机 LPAR，这些磁盘卷就像是本地连接的 SCSI 硬盘驱动器 (hdisk)。
有了 vSCSI 实现，VIOS 管理员就可以控制客户机 LPAR 的所有磁盘分配。首先，SAN 管理员把每个基于 SAN 的 LUN 分配给 VIOS。然后，VIOS 管理员必须把 LUN 分配给客户机 LPAR。因为最终把 LUN 分配给客户机 LPAR 是在 VIOS 级上进行的，SAN 管理员并不知道哪个 LPAR 使用哪些 LUN，由 VIOS 管理员维护分配信息。注意，在这个方面，vSCSI 模型与图 1 中的原始 SCSI 磁盘实现非常相似，都是由系统管理员负责所有磁盘分配。
N_Port ID Virtualization NPIV 提供另一种在 VIOS 上实现磁盘虚拟化的方法。在使用 NPIV 时，分配给 VIOS 的物理 Fibre-Channel 适配器可以与 64 个下游虚拟 World Wide Name (WWN) 相关联。然后，可以把虚拟 WWN 分配给客户机 LPAR。
简单地看，可以把运行 NPIV 的 VIOS 看作虚拟的 SAN 交换机，它在物理 SAN 和客户机 LPAR 之间提供连接。在使用 NPIV 时，存储管理员直接把基于 SAN 的磁盘 LUN 分配给使用此磁盘的客户机 LPAR。因此，存储管理员知道磁盘被分配给哪个 LPAR。使用 NPIV 还会大大减轻 VIOS 管理员的负担，让他们不必管理分配给客户机 LPAR 的所有基于 SAN 的磁盘 LUN。在这种环境中，客户机 LPAR 使用“从 SAN 引导”过程从基于 Fibre Channel 的 SAN 磁盘子系统装载 OS。从 SAN 引导要求客户机 LPAR 管理员知道 SAN 配置。NPIV 实现的具体需求参见“参考资料”。
混合的 vSCSI 和 NPIV 实现
正如前面提到的，vSCSI 是 PowerVM 提供的第一种磁盘访问虚拟化技术。它的效果非常好，许多企业都使用它。从管理的角度来说，vSCSI 恢复了原始 UNIX 服务器实现模型的管理方式，在原始模型中提供给客户机 LPAR 的所有磁盘都是本地连接的 SCSI 磁盘。VIOS 管理员管理所有 OS 和数据磁盘卷，这与为服务器配置本地 SCSI 磁盘驱动器时相似。对于使用大量数据的服务器，这个任务会变得非常困难，因为他们要负责处理磁盘冗余和备份。一种解决方案是实现混合的磁盘虚拟化模型，见图 5。
图 4.混合连接
在混合模型中，OS 磁盘使用 vSCSI，数据磁盘使用 NPIV。这效仿图 2 中的传统环境，在那种环境中使用本地 SCSI OS 磁盘和通过 Fibre Channel 连接的数据磁盘。客户机 LPAR 管理员使用 vSCSI 提供的磁盘安装和管理 OS。所有数据磁盘通过 NPIV 接口上的虚拟 Fibre-Channel 连接提供给客户机 LPAR。从磁盘配置和管理方面来说，这个模型让客户机 LPAR 管理员能够集中精力管理 OS 磁盘卷，而让 SAN 管理员集中精力管理数据卷。
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