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第6章虚拟存储管理精品PPT课件

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仅仅是一个理论算法而已。因为在实际应用 中,我们无法判断哪一页是以后不再访问的 页或距离现在最长时间以后再访问的页
共发生几次 缺页中断?
9次。页面换出6次, 这是最理想的情况, 置换的次数最少
M=1该页调入内存后被修改过; M=0该页调入内存后未被修改过。
●外存地址: 该页在外存的地址。
缺页中断机构
……
inc ax mov ax,[2500]
……
主要表现在:
●在指令执行期间产生和处理中断信号。
而普通中断是在每条指令结束后去检查是否有中断 到达。
●一条指令执行期间,可能产生多次缺页中断。
●时间局限性
–程序中的的某条指令一旦执行,不 久后会再次执行。
●空间局限性
–程序一旦访问某存储单元,不久后 会访问其附近的存储单元。
虚拟存储器的定义
所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换 功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种 存储器系统。
虚拟存储器的特征 ●离散性
作业不装入连续的存储空间,内存分配采用离散分配方式。
为此需要对页表进行改造。首先应在页表中指出 哪些页已在主存储器中,哪些页还没装入主存储 器,并且指出每一页副本在磁盘上的位置。
● 6.2请求页式存储管理
页表的扩充
页号 存储块号 状态位P 访问字段A 修改位M 外存地址
●状态位P:记录该页是否在内存。P=1该页在内存;

虚拟存储管理优秀课件

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8.1.2 虚拟存储器
虚拟存储器的定义:是指仅把进程的一部分
装入内存便可运行的存储器系统,它具有请 求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存 容量进行扩充的一种存储器系统。
虚拟存储器的逻辑容量:虚拟存储器的逻辑
容量由系统的寻址能力和外存容量之和所决 定。
8.1.2 虚拟存储器
虚拟存储管理主要采用以下技术实现: •请求分页虚拟存储管理 •请求分段虚拟存储管理 •请求段页式虚拟存储管理
8.1.1 局部性原理
程序执行呈现局部性规律的原因:
– 程序执行时,大多数情况下是顺序执行的。 – 很少出现连续的过程调用,相反,程序中过程调用
的深度限制在小范围内,一段时间内,指令引用被 局限在很少几个过程中。 – 程序中有许多循环语句,这些语句会重复多次执行。 – 程序中对数据结构的操作,往往局限在很小的范围 内。
8.2 请求分页式存储管理方式
请求分页式存储管理是在分页式存储管理的 基础上,增加了请求调页功能、页面置换功能而形 成的页式虚拟存储系统。它是目前常用的一种虚拟 存储器的方式。
8.2 请求分页式存储管理方式
• 基本原理:在请求分页式存储管理系统中,进程运行 之前将一部分页面装入内存,另外一部分页面则装入 外存。在进程运行过程中,如果所访问的页面不在内 存中,则发生缺页中断,进入操作系统,由操作系统 进行页面的动态调度。
算法选择一个内存块,将此块内容写回外存,修 改页表; 读入所需的页面,修改页表; 重新启动进程,执行被中断的指令。
8.2 .1 请求分页式存储管理的基本概念
页表机制:纯分页的页表只有两项:页号和物理块。
而请求分页存储管理增加了调入功能和置换功能, 故需在页表中增加若干项,供程序在换进换出时参 考。下面所示是一请求分页系统中的页表:

虚拟化技术 ppt课件

虚拟化技术 ppt课件

7.虚拟化技术
云计算技术
数据
中心
规模不断增大 成本逐渐上升 管理日趋复杂
云计算
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7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
传统的数据中心
7.虚拟化技术
采用了多种技术 业务之间孤立
网络结构复杂
虚拟数据中心
高速
扁平
虚拟化
云计算
7/82
7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
7.虚拟化技术
数据中心
服务器虚拟化
应用程序的代码运行在最低运行级别上ring3上,不能做受控操作。如果要做,那就要 通过执行系统调用(函数),执行的时候,CPU的运行级别会发生从ring3到ring0的 切换,并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行,这样内核就为你完成了设备访问, 完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也称作用户态和内核态的切换。
服务器虚拟化 存储虚拟化 网络虚拟化 桌面虚拟化
云计算
4/82
20世纪60年代
IBM公司推出虚拟化技术
主要用于当时的IBM大型机的服务器虚拟化
虚拟化技术的核心思想是利用软件或固件管理程序构成虚拟化层,把 物理资源映射为虚拟资源。在虚拟资源上可以安装和部署多个虚拟机, 实现多用户共享物理资源。
7.1 虚拟化技术简介 虚拟化技术简介
云计算
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硬件辅助的全虚拟化
7.虚拟化技术
2005年后,CPU厂商Intel 和 AMD 开始支持虚拟化了。 Intel 引入了 Intel-VT 技术。
主机操作系统
物理机(底层硬件)
图7-1 寄居虚拟化架构
云计算
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7.2 服务器虚拟化
服务器虚拟化的层次

云计算虚拟化存储基础知识培训PPT课件

云计算虚拟化存储基础知识培训PPT课件
NAS劣势
DAS/SAN/NAS存储模型的比较
SCSI, FC
DAS
应用服务器
IP交换机
NAS
文件系统RAID
文件系统RAID
区别
RAID
DAS/NAS/SAN三种形态比较
DAS
NAS
FC-SAN
IP-SAN
传输类型
SCSI、FC
IP
FC
IP
数据类型
块级
文件级
块级
块级
典型应用
任何
文件服务器
数据库应用
热拔插
热插拔(hot-plugging或Hot Swap)即带电插拔,热插拔功能就是允许用户在不关闭系统,不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘、电源或板卡等部件,从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等,例如一些面向高端应用的磁盘镜像系统都可以提供磁盘的热插拔功能。也叫热替换(Hot replacement)、热添加(hot expansion)和热升级(hot upgrade)。热插拔最早出现在服务器领域,是为了提高服务器易用性而提出的。在我们平时用的电脑中一般都有USB接口,这种接口就能够实现热插拔(USB热插拔)。如果没有热插拔功能,即使磁盘损坏不会造成数据的丢失,用户仍然需要暂时关闭系统,以便能够对硬盘进行更换。而使用热插拔技术只要简单的打开连接开关或者转动手柄就可以直接取出硬盘,而系统仍然可以不间断地正常运行。
受到光纤传输距离的限制
管理、维护
与IP设备一样操作简单
技术和管理较复杂
兼容性
与所有IP网络设备都兼容
兼容性差
性能
目前主流1Gb,10Gb正在发展
非常高的传输和读写性能
成本
购买与维护成本都较低

虚拟化(PPT135页)

虚拟化(PPT135页)
➢ DAS存储设备主要是磁盘阵列、磁盘簇。
网络附加存储NAS
➢ NAS(Network Attached Storage)网络附加存储。在NAS存储结构 中,存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机,而直接通 过网络接口与网络直接相连,由用户通过网络访问。
➢ NAS存储就是存储设备通过标准的网络拓扑结构(比如以太网)添加到一 群计算机上。与DAS以及SAN不同,NAS是文件级的存储方法。采用 NAS较多的功能是用来进行文件共享。
虚拟化的优势
➢ 整合资源、扩大资源容量、提高资源利用率。 ➢ 简化资源使用的复杂度,更快、更方便部署系统。 ➢ 简化资源管理,提供自动的资源分配、回收方式。 ➢ 提供统一的安全、备份、容灾方案。
虚拟化的缺点
➢ 性能:虚拟化是对计算资源的分割。 ➢ 错误:虚拟化层的引入增加了系统出错层面。 ➢ 安全:虚拟化会带来一些安全隐患。 ➢ 影响:一台服务器宕机会影响其上所有虚拟机。 ➢ 复杂:带来管理上的复杂性。
➢ 整合多台存储设备 不同品牌、型号、类型、接口
➢ 提高存储容量、性能、安全性 存储池,高性能虚拟化引擎
➢ 提供统一的存储特性 ➢ 提供统一的管理
直接附加存储DAS
➢ DAS(Direct Attached Storage)直接附加存储,直 接附加存储是指将存储设备通过总线(SCSI、PCI、IDE 等)接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本 低,配置简单,因此对于小型企业很有吸引力。
➢ NAS存储也通常被称为附加存储,顾名思义,就是存储设备通过标准的 网络拓扑结构(例如以太网)添加到一群计算机上。
存储区域网络SAN
➢ SAN(Storage Area Network)存储区域网络,是一种高速的、专门 用于存储操作的网络,通常独立于计算机局域网(LAN)。SAN将主机 和存储设备连接在一起,能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设 备提供专用的通信通道。

组成原理课件 - 虚拟存储器

组成原理课件 - 虚拟存储器

速4.度在虚拟存储器中,当程序正在执行时,由( )完成地址映
射A、程序员
B、编译器
D.装入程序
D.操作系统
5.若某单片机的系统程序不允用户在执行时改变,则可以选用
( )作为存储芯片。
A、SRAM
B、flash
C.Cache
Memory D.辅助
存储器
6.程序访问的局限性是使用(
)依据。
A、缓冲
B、

3.段页式虚拟存储器
它是将存储空间按逻辑模块分成段,每段以分成若干个页,这 种访问通过一段表和若干个页表进行。段的长度必须是页长的 数倍,段的起点必须是某一页的起点。在段页式虚拟存储器中 ,拟地址被分为基号、段号、页号、页内地址在进行地址映象 时:先根据基号查找段基址表,从表中查出段表的起始地址, 然后用号从段表中查找该 段的页表的起始地址,然后根据段内 页号在页中查找该页在内存中的起始地址(实页号),同时判 断该段是否入内存,如果该段已装入内存,则从段表中取出实 页号,与页内址字段拼成被访问数据的物理地址。
谢谢
一、填空
1、Cache是指(
)。
2.虚拟存储器是建立在( )结构上, 用来解决( )的问题
3.将辅助存储器当作主存来使用,从而扩大程序可访问的存储空 间,这样的存储结构称为( )。
4、地址映象(射)用来确定( )地址和( )地址之间的逻辑 关系。
5.常用的地址映射方法有( )、( )、组相联映射三种。
2、在主存和CPU之间增加Cache的目的是
)。
(A、增加内存容量
B、解决CPU与内存之间的速度匹配问
C.提高内存的可靠性 题 D.增加内存空量,同时加快存取速
3.采用虚拟存储器的主要度目的是(

存储虚拟化的应用难点(共6张PPT)

存储虚拟化的应用难点(共6张PPT)

难点五:A统n一sw数e据r管:理功能
DynaPath
如何保证虚拟化之后的数据状态不变,同时避免复杂的数据备份和迁移?
多针虚换链对拟,路 多 化 保负样设证多主路载化备数机径均的内据链衡存置的端的路软储高正,一件阵效确负是列的读为种载安,多写了软装如协访均实件在何议问衡主部数。现机署据软F端多转C环件,链换为路引境是了负擎下安实载,的现均将装衡来F多C在软自环件前境,端下保服的证务多后器路端的径存多的储种一访主种问机软路数F件C 径据HBA的访卡 高问1 可单用元?,与后应端用存主储阵机列的存储数据访FC问H单BA元卡,2 进行解析和转
据访问单元,进行解析和转换
FC SAN设备
IP SAN设备
CIFS
多协议数据转换引擎
DAS设备
,保证数据的正确读写访问。
应用服务器 虚拟化引擎
存储设备
存储虚拟化的应用难点
• 难点三:存储多链路负载均衡
MultiPath
LUN1
LUN0
虚拟化
虚拟化
LUN1
LUN1
LUN1
LUN1
LUN0
LUN0
LUN0 LUN0
如何保议证虚数拟据化转之后换的引数擎据状,态将不变来,自同前时避端免复杂的数据备份和迁移?
学完本模块后,您将能够掌握:
如何保服证虚务拟器化的之后多的种数主据状机态数不变据,访同问时避单免复杂的数据备份和迁移?
虚拟化存储资源整合后,能否提供统一的丰富的数据管理功能,实现跨设备、跨地域的全面数据保护?
难点四元:主,机与多后链路端负存载储均衡阵列的存储数来自难点二:多存储访问协议支持
FC 交换机
FC 交换机
多 针链对路不负 同载 的支均 应持衡 用软 主负件 机载是 ,均安如衡装 何在 部主 署机 多端 链, 路为 负了 载实 均现 衡软FC件环,境保下证的前多端路主径机的访一问种路软径件的高可用?

存储虚拟化(非常详细)

存储虚拟化(非常详细)

NAS设备
文件
LAN
•虚拟硬盘
•提供专用文件系统
文件
NAS的特点 支持异构主机 成熟的网络拓扑结构 高度集成的存储子系统 设备简单化
NAS虚拟化典型产品——EMCIsilon
Windows NFS, CIFS, FTP, HTTP
UNIX/LINUX
(optional 2nd switch for additional subnet) MAC
互连网络
存储系统
计算节点
•面向应用的计算、 网络、存储的IT 资源池
• • •
1、融合:技术基础(更可靠、更可控、更灵活、更易扩展、更低成本) 2、开放:个性化基础(SOA的标准中间件架构和应用开发接口) 3、面向应用:以应用为先导,资源动态分配、统一管理
存储虚拟化的价值
• • • • ESG报告表明,早期采用虚拟化技术平均每年可节约: 24% 硬件成本 16% 软件成本 19% 管理成本
Client/Application Layer
Standard Gigabit Ethernet Layer
Isilon IQ Storage Layer
Writing a File with EMC Isilon
Servers
NFS, CIFS, FTP, HTTP
Servers
(optional 2nd switch) (optional 2nd nd (optional 2 switch) switch)
灾难避免 数据中心迁移
通过跨位置镜像保持可用 性和无中断访问
块虚拟化
Raid、磁盘分区
块虚拟化
物理磁盘 • • •
逻辑资源
1、块虚拟化是指对多块硬盘建立RAID,划分逻辑卷(LUN)。 2、每个逻辑卷对于使用者都完全等同于一块物理硬盘。物理上来说,这个逻辑卷 的所有数据块,都是通过RAID处理,分布在不同的物理硬盘上。 3、块虚拟化的结果是使存储的使用者无须关心RAID实现的具体过程,只要象读写 普通硬盘一样读写这个逻辑卷,就能获得RAID对数据的保护功能。

《虚拟存储管理》幻灯片PPT

《虚拟存储管理》幻灯片PPT

后去检查是否有中断请求到达。而缺页中断
是在指令执行期间,发现所要访问的指令或
数据不在内存时产生和处理。
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缺页中断机构
主要表现在(与一般中断的主要区别): ●一条指令执行期间,可能产生多次缺页中断。 基于这些特性,系统中的硬件机构应能够保 存多次中断时的状态,并保存最后能返回到 中断前产生缺页中断的指令处继续执行。
●程序执行时,大多数情况下是顺序执行的。 ●过程调用会使程序的执行轨迹从一部分内存区域
转至另一部分区域, 但过程调用的深度不会超过 5。 ●程序中有许多循环语句,这些语句会重复多次执 行。 ●程序中对数据结构的操作,往往局限在很小的范 围内。
3
局部性的表现
●时间局部性 程序中的的某条指令一旦执行,不久后会再次执行。 ●空间局部性 程序一旦访问某存储单元,不久后会访问其附近的存储单元。
虚拟存储器的特征
●离散性 作业不装入连续的存储空间,内存分配采用离散分配方 ●多次性 一个作业被分割,被多次调入内存。 ●对换性 作业在运行过程中换进、换出内存。 ●虚拟性 从逻辑上扩充了内存的容量。
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6.2请求页式存储管 ●理
将虚拟存储器用在页式存储管理系统中,进程的多个页根 据需要调入内存,当内存空间紧张时再将暂时不用的页调 出。
●访问字段A:记录该页在一段时间内被访问的次数。 ●修改位M:记录该页在内存期间是否被修改过。
M=1该页调入内存后被修改过; M=0该页调入内存后未被修改过。 ●外存地址: 该页在外存的地址。
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缺页中断机构
主要表现在(与一般中断的主要区别):
●在指令执行期间产生和处理中断信号。
通常CPU外部中断,是在每条指令执行完毕
因为页是根据需要请求调入的,因此被称为请求页式存储 管理系统。
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for instance to create HSM-like systems.
• 参考译文:

通过对存储(子)系统或存储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离,使存储或数据
的管理与应用、服务器、网络资源的管理分离,从而实现应用和网络的独立管理。

对存储服务和设备进行虚拟化,能够在对下一层存储资源进行扩展时进行资源合并、
降低实现的复杂度。存储虚拟化可以在系统的多个层面实现,比如建立类似于HSM(分
级存储管理)的系统。
虚拟化的原理ຫໍສະໝຸດ 客户逻辑资源21
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5 7
8
管理员
管理
物理资源
为什么要存储虚拟化
存储虚拟化的原动力
标准化接入
统一数据管理 空间资源整合
复制 快照
迁移
镜像
虚拟存储池
存储虚拟化的目的
“Virtualization”
NAS设备 •虚拟硬盘 •提供专用文件系统
LAN
NAS的特点 支持异构主机 成熟的网络拓扑结构 高度集成的存储子系统 设备简单化
文件 文件
NAS虚拟化典型产品——EMCIsilon
Windows UNIX/LINUX
NFS, CIFS, FTP, HTTP
(optional 2nd switch for additional subnet)
存储虚拟化技术
什么是存储虚拟化
什么是存储虚拟化
• SNIA(存储网络工业协会)对存储虚拟化的定义:

The act of abstracting, hiding or isolating the internal function of a storage (sub)
system or service from applications, compute servers or general network resources
•应用与基础架 构分离
•开放中间件, 实现可定制
存储系统
互连网络
计算节点
•基础架构技术融 合;
•面向应用的计算、 网络、存储的IT 资源池
• 1、融合:技术基础(更可靠、更可控、更灵活、更易扩展、更低成本) • 2、开放:个性化基础(SOA的标准中间件架构和应用开发接口) • 3、面向应用:以应用为先导,资源动态分配、统一管理
磁带、磁带驱动器、磁带库虚拟化
RAIT条带化功能 磁带虚拟化
•1.采用类似RAID的技术对多盘磁带进行 条带化和校验,以期提高磁带使用的可靠 性和性能
•2.由于磁带读写缓慢,难以满足条带和校 验的需要,因此RAIT技术很少使用
多个磁带驱动器 磁盘
• 1.提高磁带驱动器使用效率 • 2.加快数据备份的速度
一个逻辑驱动器 •VTL将磁盘阵列虚拟为磁带库,使用户在无须
改变备份习惯和现有备份软件配置的情况下, 获得以下优点: •1、大幅度提高性能,缩短数据备份和恢复窗 口 •2.获得磁盘阵列的RAID保护功能,避免磁带介 质故障
VTL虚拟磁带库 •3.持续扩展备份的性能和容量
NAS虚拟化
虚拟文件系统 NFS/CIFS 客户端
• 1. 磁盘扇区的物理地址一般用C-H-S(柱面号-磁头号-扇区号)表示 • 2. 磁盘虚拟化就是将扇区地址用LBA(逻辑块地址)表示,屏蔽底层物理磁盘的概念 • 3. 磁盘虚拟由磁盘自身固件完成 • 4. 磁盘虚拟化的结果是使磁盘的使用者无须了解磁盘的内部硬件细节,通过块地址就可以访问磁

块虚拟化
存储虚拟化实现的结果
实现结果
存储虚拟化
块虚拟化
磁盘虚拟化
磁带、磁带驱动 器、磁带库虚拟化
文件系统 虚拟化
文件/记录 虚拟化
实现位置
基于主机 的虚拟化
基于网络 的虚拟化
基于存储设备、存储 子系统的虚拟化
实现方式
带内虚拟化
带外虚拟化
两条存储路线的斗争—Scale Up & Scale Out
Conventional Storage
Slower………………………………………T…R…A…IN……S…TO……PS. !!!!!!!!!!!! Clustered Storage
Faster…………………………………………T…R…A…IN……KE…E…PS GOING!!
.
磁盘虚拟化
磁盘虚拟化
LBA
001 002 003 004 005 006 007 …
for the purpose of enabling application and network independent management of
storage or data.

The application of virtualization to storage services or devices for the purpose of
提高设备使用效率
抽象Abstract 隐藏Hide 隔离Isolate
统一数据管理功能 设备构件化 降低管理难度 提高可扩展性
数据跨设备流动
用虚拟化简化IT架构
虚拟信息架构 Virtual Information Infrastructure
What you have
What you want
应用Applications(ERP,SCM,CRM,OA…)
aggregating, hiding complexity or adding new capabilities to lower level storage
resources. Storage can be virtualized simultaneously in multiple layers of a system,
块虚拟化
Raid、磁盘分区
物理磁盘
逻辑资源
• 1、块虚拟化是指对多块硬盘建立RAID,划分逻辑卷(LUN)。
• 2、每个逻辑卷对于使用者都完全等同于一块物理硬盘。物理上来说,这个逻辑卷 的所有数据块,都是通过RAID处理,分布在不同的物理硬盘上。
• 3、块虚拟化的结果是使存储的使用者无须关心RAID实现的具体过程,只要象读写 普通硬盘一样读写这个逻辑卷,就能获得RAID对数据的保护功能。
存储虚拟化的价值
• ESG报告表明,早期采用虚拟化技术平均每年可节约: • 24% 硬件成本 • 16% 软件成本 • 19% 管理成本
• 如果预算共$1,000,000,花费$500,000于硬件,

$ 200,000于软件和$300,000于管理。
•每年可节约$209,000
存储虚拟化实现模式
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