【導(dǎo)讀】： 所謂虛擬存儲(chǔ)，就是把多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊（如硬盤、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲(chǔ)模塊在一個(gè)存儲(chǔ)池（Storage Pool）中得到統(tǒng)一管理，從主機(jī)和工作站的角度，看到就不是多個(gè)硬盤，而是一個(gè)分區(qū)或者卷，就好象是一個(gè)超大容量（如1T以上）的硬盤。這種可以將多種、多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備統(tǒng)一管理起來，為使用者提供大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)，就稱之為虛擬存儲(chǔ)。
一、虛擬存儲(chǔ)的概念
所謂虛擬存儲(chǔ)，就是把多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊（如硬盤、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲(chǔ)模塊在一個(gè)存儲(chǔ)池（Storage Pool）中得到統(tǒng)一管理，從主機(jī)和工作站的角度，看到就不是多個(gè)硬盤，而是一個(gè)分區(qū)或者卷，就好象是一個(gè)超大容量（如1T以上）的硬盤。這種可以將多種、多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備統(tǒng)一管理起來，為使用者提供大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)，就稱之為虛擬存儲(chǔ)。
二、虛擬存儲(chǔ)的分類
目前虛擬存儲(chǔ)的發(fā)展尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從虛擬化存儲(chǔ)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來講主要有兩種方式：即對(duì)稱式與非對(duì)稱式。對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是指虛擬存儲(chǔ)控制設(shè)備與存儲(chǔ)軟件系統(tǒng)、交換設(shè)備集成為一個(gè)整體，內(nèi)嵌在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸路徑中；非對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)技術(shù)是指虛擬存儲(chǔ)控制設(shè)備獨(dú)立于數(shù)據(jù)傳輸路徑之外。從虛擬化存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)原理來講也有兩種方式；即數(shù)據(jù)塊虛擬與虛擬文件系統(tǒng)。具體如下：
1．對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)
存儲(chǔ)控制設(shè)備 High Speed Traffic Directors（HSTD）與存儲(chǔ)池子系統(tǒng)Storage Pool集成在一起，組成SAN Appliance。可以看到在該方案中存儲(chǔ)控制設(shè)備HSTD在主機(jī)與存儲(chǔ)池?cái)?shù)據(jù)交換的過程中起到核心作用。該方案的虛擬存儲(chǔ)過程是這樣的：由HSTD內(nèi)嵌的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)將存儲(chǔ)池中的物理硬盤虛擬為邏輯存儲(chǔ)單元（LUN），并進(jìn)行端口映射（指定某一個(gè)LUN能被哪些端口所見），主機(jī)端將各可見的存儲(chǔ)單元映射為操作系統(tǒng)可識(shí)別的盤符。當(dāng)主機(jī)向SAN Appliance寫入數(shù)據(jù)時(shí)，用戶只需要將數(shù)據(jù)寫入位置指定為自己映射的盤符（LUN），數(shù)據(jù)經(jīng)過HSTD的高速并行端口，先寫入高速緩存，HSTD中的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)自動(dòng)完成目標(biāo)位置由LUN到物理硬盤的轉(zhuǎn)換，在此過程中用戶見到的只是虛擬邏輯單元，而不關(guān)心每個(gè)LUN的具體物理組織結(jié)構(gòu)。該方案具有以下主要特點(diǎn)：
?。?）采用大容量高速緩存，顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速度。
緩存是存儲(chǔ)系統(tǒng)中廣泛采用的位于主機(jī)與存儲(chǔ)設(shè)備之間的I/O路徑上的中間介質(zhì)。當(dāng)主機(jī)從存儲(chǔ)設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)把與當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置相連的數(shù)據(jù)讀到緩存中，并把多次調(diào)用的數(shù)據(jù)保留在緩存中；當(dāng)主機(jī)讀數(shù)據(jù)時(shí)，在很大幾率上能夠從緩存中找到所需要的數(shù)據(jù)。直接從緩存上讀出。而從緩存讀取數(shù)據(jù)時(shí)的速度只受到電信號(hào)傳播速度的影響（等于光速），因此大大高于從硬盤讀數(shù)據(jù)時(shí)盤片機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。當(dāng)主機(jī)向存儲(chǔ)設(shè)備寫入數(shù)據(jù)時(shí)，先把數(shù)據(jù)寫入緩存中，待主機(jī)端寫入動(dòng)作停止，再從緩存中將數(shù)據(jù)寫入硬盤，同樣高于直接寫入硬盤的速度
?。?）多端口并行技術(shù)，消除了I/O瓶頸。
傳統(tǒng)的FC存儲(chǔ)設(shè)備中控制端口與邏輯盤之間是固定關(guān)系，訪問一塊硬盤只能通過控制它的控制器端口。在對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)設(shè)備中，SAN Appliance的存儲(chǔ)端口與LUN的關(guān)系是虛擬的，也就是說多臺(tái)主機(jī)可以通過多個(gè)存儲(chǔ)端口（最多8個(gè)）并發(fā)訪問同一個(gè)LUN；在光纖通道100MB/帶寬的大前提下，并行工作的端口數(shù)量越多，數(shù)據(jù)帶寬就越高。
?。?）邏輯存儲(chǔ)單元提供了高速的磁盤訪問速度。
在視頻應(yīng)用環(huán)境中，應(yīng)用程序讀寫數(shù)據(jù)時(shí)以固定大小的數(shù)據(jù)塊為單位（從512byte到1MB之間）。而存儲(chǔ)系統(tǒng)為了保證應(yīng)用程序的帶寬需求，往往設(shè)計(jì)為傳輸512byte以上的數(shù)據(jù)塊大小時(shí)才能達(dá)到其最佳I/O性能。在傳統(tǒng)SAN結(jié)構(gòu)中，當(dāng)容量需求增大時(shí)，唯一的解決辦法是多塊磁盤（物理或邏輯的）綁定為帶區(qū)集，實(shí)現(xiàn)大容量LUN。在對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，為主機(jī)提供真正的超大容量、高性能LUN，而不是用帶區(qū)集方式實(shí)現(xiàn)的性能較差的邏輯卷。與帶區(qū)集相比，Power LUN具有很多優(yōu)勢(shì)，如大塊的I/O block會(huì)真正被存儲(chǔ)系統(tǒng)所接受，有效提高數(shù)據(jù)傳輸速度；并且由于沒有帶區(qū)集的處理過程，主機(jī)CPU可以解除很大負(fù)擔(dān)，提高了主機(jī)的性能。
（4）成對(duì)的HSTD系統(tǒng)的容錯(cuò)性能。
在對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，HSTD是數(shù)據(jù)I/O的必經(jīng)之地，存儲(chǔ)池是數(shù)據(jù)存放地。由于存儲(chǔ)池中的數(shù)據(jù)具有容錯(cuò)機(jī)制保障安全，因此用戶自然會(huì)想到HSTD是否有容錯(cuò)保護(hù)。象許多大型存儲(chǔ)系統(tǒng)一樣，在成熟的對(duì)稱式虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，HSTD是成對(duì)配制的，每對(duì)HSTD之間是通過SAN Appliance內(nèi)嵌的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)實(shí)現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)一致和相互通信的。
?。?）在SAN Appliance之上可方便的連接交換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模Fabric結(jié)構(gòu)的SAN。
因?yàn)橄到y(tǒng)保持了標(biāo)準(zhǔn)的SAN結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展和互連提供了技術(shù)保障，所以在SAN Appliance之上可方便的連接交換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模Fabric結(jié)構(gòu)的SAN。
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