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      在IO路徑中實(shí)現(xiàn)設(shè)備虛擬化
      時(shí)間:2013-05-16 09:21  來(lái)源:飛客數(shù)據(jù)恢復(fù)   作者:飛客數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師
          當(dāng)市場(chǎng)上引入新的存儲(chǔ)技術(shù)時(shí),必須要與現(xiàn)有的存儲(chǔ)兼容。其基本的想法很簡(jiǎn)單。假如I/O 路徑的接口和管理改變很多,不僅技術(shù)本身的實(shí)現(xiàn)難度很大,而且也很難在市場(chǎng)上立足。其實(shí)差不多所有的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品都遵從這個(gè)規(guī)律,而不僅僅是存儲(chǔ)產(chǎn)品。事實(shí)上,無(wú)論是文件服務(wù)器的NAS類(lèi)型的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),還是更新的SAN類(lèi)型存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),無(wú)一不是這樣。
       
          虛擬化是一種最常見(jiàn)的提供存儲(chǔ)、I/O產(chǎn)品和過(guò)程的兼容性技術(shù)。虛擬化通過(guò)建立一種表現(xiàn)和響應(yīng)命令方式同另一種技術(shù)一樣的環(huán)境,以達(dá)到使用另一種技術(shù)來(lái)代替這種技術(shù)的目的。簡(jiǎn)單地說(shuō),虛擬化就是一個(gè)“冒充”接口的技術(shù),使之以某個(gè)別的形式出現(xiàn)。另一個(gè)解釋是虛擬化使某些新的、驚人的東西變成過(guò)時(shí)和令人心煩的東西,只是性能更好罷了。虛擬化能夠以許多不同的形式實(shí)現(xiàn),但就存儲(chǔ)而論,基本上有三種形式:
          1.組合多個(gè)資源成為一個(gè)可尋址的實(shí)體的虛擬化。
          2.將一個(gè)資源分解成為多個(gè)可尋址的實(shí)體的虛擬化。
          3.模擬另一個(gè)產(chǎn)品或功能的虛擬化。
       
          第一種情況可以組合多個(gè)單獨(dú)的成分產(chǎn)生一個(gè)大的、可尋址實(shí)體,如磁盤(pán)子系統(tǒng),它由多個(gè)更小的磁盤(pán)組合而成大的虛擬磁盤(pán)。第二種情況與第一種情況相反,它使一個(gè)大的實(shí)體看上去就像許多更小的可尋址實(shí)體,如一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器被分成多個(gè)更小的驅(qū)動(dòng)器鏡像。事實(shí)上,有時(shí)也可以同時(shí)使用這兩種虛擬化技術(shù),如幾個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器首先組合在磁盤(pán)子系統(tǒng)中,形成一個(gè)大的虛擬磁盤(pán),然后又被分成更小的虛擬驅(qū)動(dòng)器。
       
          最后一種虛擬化技術(shù)通常稱(chēng)為模擬,一般是為新產(chǎn)品提供兼容性。一般來(lái)說(shuō),本書(shū)所討論的虛擬化是指前面兩種,即在一些數(shù)量的實(shí)際實(shí)體和另一些數(shù)量的虛擬實(shí)體間提供地址映射。
          虛擬化在I/O路徑中的位置虛擬化可以在I / O路徑上以許多方式實(shí)現(xiàn),最常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)在I / O路徑中的位置如下:
          主機(jī)I/O控制器
          存儲(chǔ)子系統(tǒng)
          存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)域管理器
          卷管理器
          主機(jī)I/O控制器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
       
      在主機(jī)I/O控制器中虛擬化
       
          對(duì)于光纖路徑和其他的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它們的主機(jī)I/O控制器通常支持SCS I協(xié)議,雖然SCSI 協(xié)議過(guò)去是為本地I/O傳輸而設(shè)計(jì)的,但光纖路徑卻分明是為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)I/O傳輸而設(shè)計(jì)的。盡管現(xiàn)在還有一些人說(shuō),光纖路徑上的S C S I并不是設(shè)備的虛擬化,但可以強(qiáng)烈辯解的是:當(dāng)光纖路徑主機(jī)總線適配器和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序組合成對(duì)時(shí),也可以形成一種形式的總線,或路徑,或虛擬化,使存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)看上去像一個(gè)或多個(gè)SCSI總線。主機(jī)I/O控制器也可以提供其他的虛擬化技術(shù),如分塊、鏡像和錯(cuò)誤校驗(yàn)等的RAID功能。為了鏡像磁盤(pán),由單個(gè)的I/O請(qǐng)求形成兩個(gè)I/O請(qǐng)求,這是在主機(jī)I/O控制器中實(shí)現(xiàn)虛擬化的一個(gè)例子。
       
      在存儲(chǔ)子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)虛擬化
       
          常見(jiàn)的虛擬化是在存儲(chǔ)子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的。第6章討論的RAID子系統(tǒng)就是設(shè)備虛擬化的極好的例子,它位于I/O路徑的最后一站。磁盤(pán)子系統(tǒng)既可以提供形成更大虛擬驅(qū)動(dòng)器的地址轉(zhuǎn)換,也可以提供將資源磁盤(pán)分成更小的虛擬驅(qū)動(dòng)器的地址轉(zhuǎn)換。3個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備先形成單個(gè)大的虛擬磁盤(pán),然后再分成4個(gè)小的虛擬驅(qū)動(dòng)器。
       
      在存儲(chǔ)域管理器中實(shí)現(xiàn)虛擬化
       
          存儲(chǔ)域管理器在第2章中已經(jīng)介紹,是存儲(chǔ)和I/O環(huán)境中的一種新品種。它的主要作用是在主機(jī)和設(shè)備及子系統(tǒng)之間提供虛擬化服務(wù)。雖然存儲(chǔ)子系統(tǒng)為其內(nèi)部存儲(chǔ)設(shè)備提供了虛擬化,但存儲(chǔ)域管理器可以為下游存儲(chǔ)子系統(tǒng)提供虛擬化服務(wù)。
       
      在卷管理器中實(shí)現(xiàn)虛擬化
       
          卷管理器的主要任務(wù)是為下游存儲(chǔ)資源提供虛擬化服務(wù)。卷管理器可以對(duì)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)分區(qū)、連接、分塊及鏡像功能。卷管理器在鏡像中的作用參見(jiàn)。在主機(jī)I/O控制器設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中實(shí)現(xiàn)虛擬化當(dāng)I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序傳送I/O命令到它相應(yīng)的主機(jī)I/O控制器時(shí),它也可以提供虛擬化服務(wù)。事實(shí)上,它同在卷管理器中實(shí)現(xiàn)的虛擬化一樣。沿I/O路徑實(shí)現(xiàn)虛擬化的各不同的位置和功能。