text: 浅谈虚拟存储技术
  一、虚拟存储 的概念 虚拟存储 的基本概念是将实际的物理存储实体与存储的逻辑表示分离开来。
  虚拟存储实际上是逻辑存储 ，是一种智能 、 有效地管理存储数据的方式 ， 它把多个存储介质模块( 如硬盘 、 RAID )通过一定的手段集中管理起来 ， 所有的存储模块 在一个存储池中得到统一管理 ， 从主机和 工作 站的角度 ，看到的不是多个硬盘 ， 而是一个分区或者卷 ， 就好像是一个超大容量的硬盘。
  虚拟存储克服了物理存储的局限， 它把物理设备变成完全不同的逻辑镜像呈现给用户 ，为用户提供了大容量 、 高 数据传输性能的存储系统。
  从用户的角度来看 ， 他使用存储空间而不是使用物理存储硬件(磁盘 、 磁带 ) ， 管理存储空间而不是管理物理存储硬件 。
  引入虚拟存储技术的好处是可在较小的可用内存中执行较大的用户程序： 可在内存中容纳更多程序同时执行 ； 提供给用户的虚拟内存空间通常大于物理内存。
  二、 两种不同体系的虚拟存储 结构 虚拟化存储有两种不同的实现体系 结构 ， 一种是对称 的(带 内的 )体系结构 ， 另一种是不对称的(带外的)体系结构。
  1． 对称的虚拟存储结构 对称式虚拟存储技术是指虚拟存储 控制设备与存储软件系统 、 交换设备集成为一个整体 ， 内嵌在网络数据传输路径中， 如图 1所示 。
  由图 1 可见 ， 存储控制设备(HSTD )与存储池子系统集成在一起， 组成 SAN Appliance， 其中 HSTD 在主机 口 张玉林 郑晓红 · 16· 图 l 对称式虚拟存储系统示意图 与存储池的数据交换过程中起着控制核心作用 。
  该方案的存储 过程如下所述 ： HSTD 内嵌 的存储 管理 系统将存储池中的物理硬盘虚拟为逻辑存储单元(LUN) ， 并进行端 映射 ( 指定某一个 LUN 能被 哪些端所见) ，主机端将各可见的存储单元 映射 为操作 系统 可识别的盘符 。
  用户 只需 将 数据 写入 指定为自己 映射 的盘 符 ( LUN) ， 而后 ， 数据 经过 HsTD 的高速 并行端口， 先写入高速缓存 ， 再经 HsTD 的存储管理系统 自动完成 由 LUN 到物理硬盘 的转换 。
  在此过程 中用户见到的只是虚拟逻辑单元，而不必关心每个 L UN 的具体物理组织结构。
  当主机要访问某个 Strip 时， 首先要访问虚拟存储 管理设备 ， 读取 Strip 信息和访问权限， 然后再通过交换 设备访问实际的 Str i p 中的数据。
  识别到逻辑的Strip， 而不会直接识别到物理硬盘。
  非对称式虚拟存储方案的主要特点是 ：将不同物理硬盘阵 列中的容量进行逻辑组合 ， 实现虚拟的带区集 ； 在交换 机端El数量足够多的情况下 ，可在一个 网络内安装两台虚拟存储管理设备 ，实现 Strip 信息和访问权限的冗 余 。
  三、 虚拟存储技术 的种类目前实现虚拟存储主要可分为以下 3 种。
  由于控制软件运行在主机上 ，就会占用主机的处理时间 ， 因此 ． 该方案的可扩充性差 ． 实际运行的性能不是很好 ， 也可能会影响系统的稳定性和安全性 。
  而且一旦主机 发生故障 ，将可能影响整个网络存储系统 中数据的完整性。
  但是 ， 因为不需要任何附加硬件 ， 基于主机的虚拟存储方法最容易实现， 其设备成本也最低。
  2． 基于存储设备的虚拟存储 基于存储设备的虚拟存储方法依赖于提供相关功能的存储模块 。
  对于包含多厂商存储设备的网络存储 系统 ， 该方法的运行效果并不是很好。
  因为 ， 依赖于存储供应商的功能模块将会在系统中排斥简单的硬盘组合和简单存储设备的使用 ，这就意味着最终将锁定某 家单独的存储供应商。
  但是 ， 该方法在存储系统中较 容易实现 ．因为容易和某个特定存储供应商的设备协调 ． 实现管理 一3． 基于 网络 的虚拟存储 基于网络的虚拟存储方法在网络设备之间实现存储虚拟化功能， 它包括 3 种方式 ： 第一种是基于互联设备的虚拟化。
  该方法如果是对称的， 则控制信息和数据 走在同一条通道上。
  如果是不对称的， 则控制信息和数据走在不同的通道上。
  基于互联设备的虚拟化方法 能够在专用服务器上运行 ，使用标准操作系统。
  该方法运行在标准操作系统 中， 具有基于主机易使用 、 设备便宜等优势 ， 但在异构 操作系统间的互操作性仍是一个问题。
  第二种是基于 交换机的虚拟化。
  基于交换机的存储虚拟化系统以软件方式提供管理模块 ，该方法不存在基于设备或基于 主机环境 中可能遇到的安全性问题 ，在 异构环境 中也能提供更多的互操作性。
  但是 ，交换机仍然是一个瓶颈 ， 也可能成为故障的敏感点。
  第三种是基于路由器的虚拟化。
  该方法是在路由器 固件上实现存储虚拟化功能 路由器被放置于每个主机到存储 网络的数据通道 中．用来截取网络中任何一个从主机到存储 系统的命令 由于路由器潜在地为每一台主机服务， 大多数控制 模块存在于路由器的固件中，相对于基于主机和基于 互联设备的方法， 此方法的性能更好 、 效果更佳。
  基于 路由器的方法也可以在异构操作系统和多供应商存储 环境之间提供互操作性。
  但是， 当连接主机到存储网的路由器出现故障时，仍可能导致主机上的数据不能被 访问 四、 虚拟存储技术的应用及发展 1． 数据镜像 数据镜像是通过双向同步或单向同步模式在不同的存储设备间建立数据复本。
  一个合理的解决方案应该能在不依靠设备生产商及操作系统支持的情况下 ，提供在同一存储阵列间制作镜像的方法。
  许多 存储供应商提供三层镜像结构 ，有的公司甚至能够提供 4 层镜像结构。
  全面镜像能在另一个驱动器上产生完全相同的副本 。
  有时 ， 在不同地理位置上存在的副本 驱动器 ， 通过 IP 地址相连 能产生远程或 异步 副本 ． 实现 远距离数据迁移． 这对于不同规模的企业来说 ． 都是一种极为重要的数据灾难恢复工具。
  3． 实时数据恢复 数据 管理工作 一个 重要 的发展 方向是将近期内的备份数据转移到磁盘介质， 而非磁带介质。
  用磁盘恢复 数据如同闪电般迅速 ．且远比用磁带恢复数据安全可靠， 同时， 整卷数据都能被恢复。
  4． 应用整合 存储管理发展的新方向是将服务贴近应用 。
  通过 将存储设备和关键的企业应用行为相整合，能够获得更大的价值 ．同时也可大大减少在操作过程中遇到的难题 。
  这就要求应用于视频领域的存储技术 和产品必须具有足够的带宽且稳定性要好。
  随着光纤 通道技术的成熟 ，主机与共享存储设备之间的连接距离从几米扩展到几百米 、 几千米 ， 再配合光纤通道交换 设备 ， 网络规模得到十几倍的扩充 ， 这时的光纤通道磁盘阵列成为视频网络中的核心存储设备。