【導讀】： 所謂虛擬存儲，就是把多個存儲介質(zhì)模塊（如硬盤、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲模塊在一個存儲池（Storage Pool）中得到統(tǒng)一管理，從主機和工作站的角度，看到就不是多個硬盤，而是一個分區(qū)或者卷，就好象是一個超大容量（如1T以上）的硬盤。這種可以將多種、多個存儲設備統(tǒng)一管理起來，為使用者提供大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲系統(tǒng)，就稱之為虛擬存儲。
一、虛擬存儲的概念
所謂虛擬存儲，就是把多個存儲介質(zhì)模塊（如硬盤、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲模塊在一個存儲池（Storage Pool）中得到統(tǒng)一管理，從主機和工作站的角度，看到就不是多個硬盤，而是一個分區(qū)或者卷，就好象是一個超大容量（如1T以上）的硬盤。這種可以將多種、多個存儲設備統(tǒng)一管理起來，為使用者提供大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲系統(tǒng)，就稱之為虛擬存儲。
二、虛擬存儲的分類
目前虛擬存儲的發(fā)展尚無統(tǒng)一標準，從虛擬化存儲的拓撲結(jié)構來講主要有兩種方式：即對稱式與非對稱式。對稱式虛擬存儲技術是指虛擬存儲控制設備與存儲軟件系統(tǒng)、交換設備集成為一個整體，內(nèi)嵌在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸路徑中；非對稱式虛擬存儲技術是指虛擬存儲控制設備獨立于數(shù)據(jù)傳輸路徑之外。從虛擬化存儲的實現(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．對稱式虛擬存儲
存儲控制設備 High Speed Traffic Directors（HSTD）與存儲池子系統(tǒng)Storage Pool集成在一起，組成SAN Appliance?？梢钥吹皆谠摲桨钢写鎯刂圃O備HSTD在主機與存儲池數(shù)據(jù)交換的過程中起到核心作用。該方案的虛擬存儲過程是這樣的：由HSTD內(nèi)嵌的存儲管理系統(tǒng)將存儲池中的物理硬盤虛擬為邏輯存儲單元（LUN），并進行端口映射（指定某一個LUN能被哪些端口所見），主機端將各可見的存儲單元映射為操作系統(tǒng)可識別的盤符。當主機向SAN Appliance寫入數(shù)據(jù)時，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中的存儲管理系統(tǒng)自動完成目標位置由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，而不關心每個LUN的具體物理組織結(jié)構。該方案具有以下主要特點：
?。?）采用大容量高速緩存，顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速度。
緩存是存儲系統(tǒng)中廣泛采用的位于主機與存儲設備之間的I/O路徑上的中間介質(zhì)。當主機從存儲設備中讀取數(shù)據(jù)時，會把與當前數(shù)據(jù)存儲位置相連的數(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；當主機讀數(shù)據(jù)時，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)時的速度只受到電信號傳播速度的影響（等于光速），因此大大高于從硬盤讀數(shù)據(jù)時盤片機械轉(zhuǎn)動的速度。當主機向存儲設備寫入數(shù)據(jù)時，先把數(shù)據(jù)寫入緩存中，待主機端寫入動作停止，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，消除了I/O瓶頸。
傳統(tǒng)的FC存儲設備中控制端口與邏輯盤之間是固定關系，訪問一塊硬盤只能通過控制它的控制器端口。在對稱式虛擬存儲設備中，SAN Appliance的存儲端口與LUN的關系是虛擬的，也就是說多臺主機可以通過多個存儲端口（最多8個）并發(fā)訪問同一個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。
?。?）邏輯存儲單元提供了高速的磁盤訪問速度。
在視頻應用環(huán)境中，應用程序讀寫數(shù)據(jù)時以固定大小的數(shù)據(jù)塊為單位（從512byte到1MB之間）。而存儲系統(tǒng)為了保證應用程序的帶寬需求，往往設計為傳輸512byte以上的數(shù)據(jù)塊大小時才能達到其最佳I/O性能。在傳統(tǒng)SAN結(jié)構中，當容量需求增大時，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，實現(xiàn)大容量LUN。在對稱式虛擬存儲系統(tǒng)中，為主機提供真正的超大容量、高性能LUN，而不是用帶區(qū)集方式實現(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，如大塊的I/O block會真正被存儲系統(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CPU可以解除很大負擔，提高了主機的性能。
?。?）成對的HSTD系統(tǒng)的容錯性能。
在對稱式虛擬存儲系統(tǒng)中，HSTD是數(shù)據(jù)I/O的必經(jīng)之地，存儲池是數(shù)據(jù)存放地。由于存儲池中的數(shù)據(jù)具有容錯機制保障安全，因此用戶自然會想到HSTD是否有容錯保護。象許多大型存儲系統(tǒng)一樣，在成熟的對稱式虛擬存儲系統(tǒng)中，HSTD是成對配制的，每對HSTD之間是通過SAN Appliance內(nèi)嵌的網(wǎng)絡管理服務實現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)一致和相互通信的。
（5）在SAN Appliance之上可方便的連接交換設備，實現(xiàn)超大規(guī)模Fabric結(jié)構的SAN。
因為系統(tǒng)保持了標準的SAN結(jié)構，為系統(tǒng)的擴展和互連提供了技術保障，所以在SAN Appliance之上可方便的連接交換設備，實現(xiàn)超大規(guī)模Fabric結(jié)構的SAN。
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