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淺談數據虛擬存儲技術（二）
時間：2012-10-26 09:37 來源：飛客數據恢復 作者：飛客數據恢復工程師
虛擬存儲如何實現
存儲的網絡化是未來存儲發展的必然，不論是在NAS的網絡環境中還是在SAN的網絡環境中，其網絡的基本組成部分可以歸結為三個層次：面向客戶端的服務器系統、提供存儲資源的存儲設備、連接存儲和服務器的核心交換設備。因此也可將虛擬存儲分為：基于服務器的虛擬化、基于網絡的虛擬化、基于存儲設備的虛擬化。
基于服務器的虛擬存儲：基于服務器的虛擬存儲是通過將虛擬化層放在服務器上實現的。這種實現方式不需要額外的特殊硬件，虛擬化層以軟件模塊的形式嵌入到服務器的操作系統中，將虛擬層作為擴展驅動模塊，為連接服務器的各種存儲設備提供必須的控制功能。
比如說，它可以通過連接一組在陣列水平上配置的小規模的空間，形成一個大空間；也可以把大的陣列卷分成幾個易管理的小單位；或者在維護一個應用空間時可以在若干個陣列空間中提取數據。
因為不需要任何附加硬件，基于服務器的虛擬存儲最容易實現，其成本最低。目前已經有成熟的這類軟件產品。這些軟件可以提供便于使用的圖形界面，方便存儲的管理和虛擬，在服務器和小型存儲系統中有著良好的負載平衡機制。
基于網絡的數據通道中方式：數據通道中結構是在服務器和陣列之間的網絡數據通道中插入虛擬存儲管理設備。這些設備通常提供空間管理和其它配套功能，如數據遷移和拷貝服務。
數據通道中結構采用大容量高速緩存，顯著提高數據傳輸速度。高速緩存是存儲系統中廣泛采用的位于服務器與存儲設備之間的I/O路徑上的中間介質。
當服務器從存儲設備中讀取數據時，會把與當前數據存儲位置相連的數據讀到緩存中，并把頻繁調用的數據保留在緩存中；當服務器讀數據時，在很大機率上能夠從緩存中找到所需要的數據，直接從緩存上讀出。
基于網絡的數據通道外方式：通道外方式的設計是通過在服務器和存儲設備之間的數據傳輸通道之外，通過配置一個虛擬存儲管理器來實現存儲器池的虛擬化。虛擬存儲管理器通過其FC端口連接到存儲網絡中，并提供一個中央管理點，對整個存儲網絡進行集中管理。
通道外方式的設計是通過從數據流中分割管理信息，避免通道中結構所產生的內在運行問題。虛擬存儲控制器將不同物理硬盤陣列中的容量進行邏輯組合，實現虛擬的帶區集，將多個陣列控制器端口綁定，在一定程度上提高了系統的可用帶寬。
虛擬存儲控制器不在實際的數據通道上，它的硬件性能不會成為系統帶寬的瓶頸，同時，即使它出現故障，也不會引起網絡系統的數據通道阻塞，提高了系統的安全性。
基于控制器的虛擬化：基于控制器的虛擬化也被稱為“盒內”虛擬化，它是將虛擬化層放在存儲設備的適配器、控制器等上來實現的。
這種實現方式從理論上說性能是最優的，它能夠充分考慮存儲設備的物理特性，并且將服務器從虛擬存儲的實現工作中解放出來，直接在存儲設備上實現，方法簡單。
在一個存儲設備內，盒內解決方案具有易于配置的優勢，而且先進的方案還可以通過控制器之間的通信實現多個存儲設備之間的共同虛擬化。
盒內虛擬化可以大幅度地降低存儲部署的復雜性，使管理員能夠將存儲資源當作一個合并后的資源池來管理，而且容量管理也從原來的獨立單位一級提升到了池一級。
盒內虛擬化還消除了其他架構中常見的所謂“標準容量”。標準容量通常被認為是預先分配給某個卷的容量，并為未來的容量需求增長做好了準備。但盒內虛擬化消滅了這種傳統的需求，使卷擴展的工作變得更為簡便，并且提供了比傳統架構更高的容量使用率。
還有一種基于控制器的虛擬化方案，就是被IDC稱作網絡存儲控制器的存儲設備，它在本質上也是基于控制器的虛擬化，但是與普通的盒內虛擬化不同，網絡存儲控制器還可以做到對連接到它上面的其他存儲設備進行虛擬化，因此網絡存儲控制器也稱為基于控制器的外部虛擬化平臺。