第8章 存储虚拟化技术
存储虚拟化
一、何为“存储虚拟化技术”“存储虚拟化”并不是近期才提出的一个新概念，它是伴随着大型计算机的产生、发展而出现的一个较为经典的概念，但随着网络存储的兴起，在新的领域中，存储虚拟化又被赋予了全新的解读，不过从存储的核心功能来看，其本质是具有延续性的。
(一) 存储虚拟化的概念从广义的角度看，存储具有两大特性：其一，它是具有存取数据功能的载体；其二，它具有可管理性。
存储虚拟化是物理存储的逻辑表示方法，是在服务器与存储之间设置的一个抽象层，服务器被绑定到逻辑抽象层上。
于是，无论何时如果需要都可以改变所连接的物理存储，典型的如阵列的替换、层次化存储等，而不会影响应用对这个存储的访问。
存储虚拟化也正是紧紧围绕着这两个主要方面展开的。
从狭义的角度看，存储是具有两个访问通道的实体，数据通道和管理通道就是对此的简单描述。
二者在物理上可以是聚合的，也可以是分离的，而存储虚拟化就相应地发生在这两个通道上。
在理论上可以认为，相对于原存储实体，新的存储实体在数据和管理通道上所进行的任何非恒等的转换，都是一种存储虚拟化方法。
概括地讲，所谓存储虚拟化可以简单地描述为：新存储实体对原存储实体的存储资源（如存储的读写方式、连接方式、存储的规格或结构等）和存储管理（如统一/分散管理）进行变化和转换的过程称为存储虚拟化。
(二) 存储虚拟化的技术分类一般认为存储虚拟化是有所特指的，大致可以从以下两大类来划分：1、存储资源的虚拟化* 存储的规格或结构从早期的磁盘分区到现在具有复杂结构的磁盘阵列，对存储规格或结构的虚拟化始终作为一种最基本的虚拟化形式而不断发展，这是存储虚拟化的一个最为基本的特性之一——可分性。
属于这一类的存储虚拟化产物有：RAID、虚拟网络磁盘等，在可以预见的未来，这类存储虚拟化方式将伴随着人们对块存储的需求，以及对存储安全性与性能的不懈追求仍将长期存储，并且适度发展。
在结构虚拟化方面，设备冗余和资源空洞是两个完全不同的类型，设备冗余可以实现同步、异步镜像等，而资源空洞主要采用写时分配的技术，在提高资源利用率方面表现更为突出，它能够使得呈现给主机的逻辑卷大小远大于实际的物理存储大小；而快照技术更是实现了源和快照依赖于相同的存储资源，形成一种典型的一个虚拟多个的方式。
存储虚拟化技术详解
数据区
磁盘属性信息
第16页
高性能集群文件系统，是 Thin Provisioning、快照、存 储迁移等高级特性的技术基 础。
兼容FC SAN、IPSAN、NAS、 本地磁盘。
支持固定空间磁盘、动态空 间磁盘、差分磁盘等。
应用场景
需要存储迁移、快照、链接 克隆等高级存储特性虚拟机。
物理机 文件系统
FC 交换机
FC SAN
数据存储
数据存储表示虚拟化平台中可 管理、操作的存储逻辑单元。
FusionStorage Oceanstor9000 OceanstorV3
LUN
共享文件夹
DataStore
第2页
华为云计算存储模型
逻辑对象
卷卷 数据存储 数据存储 存储设备 存储设备
存储资源
物理实体
存储池
LUN
共享目录 本地磁盘
存储设备需要在存储侧创建。
02
发现存储设备
在存储侧需要将存储设备通过 链路关联到主机。
存储设备需要在FusionCompute 中进行扫描来发现。
第5页
数据存储
数据存储是在存储设备上创建的逻辑管理单元：
数据存储需要创建在指定的存储设备上，且一个存储设备只能 创建一个数据存储。
数据存储和主机关联，为主机提供资源，数据存储可以关联到 多个主机，一个主机也可以使用多个数据存储。
Fusion Storage
SAN
NAS
第3页
存储资源
01
存储资源类型
选择存储资源类型，FCSAN， IPSAN，NAS，Advanced SAN， FusionStorage。
FusionCompute对接存储资源的 管理接口，包括IP地址，用户名 密码等。
存储虚拟化技术
存储虚拟化技术何谓存储虚拟化随着企业对存储需求的不断增长与存储系统的不断扩大，存储设备多种多样，存储网络系统与环境也越来越庞大与复杂，那么，如何简化存储设备的安装和配置？如何有效地管理和利用数目众多的异构性存储设备？如何充分地利用众多存储资源而提高利用率？如何使得存储资源的分配更加合理化？如何满足不可预见的存储资源需求……在网络存储系统中，虚拟化存储就是要解决管理人员所面临的一系列复杂问题。
所谓存储虚拟化是将实际的物理存储实体与存储的逻辑表示分离开来，应用服务器只与分配给它们的逻辑卷（或称虚卷）打交道，而不用关心其数据是在哪个物理存储实体上。
从专业的角度来看，虚拟存储是介于物理存储设备和用户之间的一个中间层。
这个中间层屏蔽了具体物理存储设备（磁盘、磁带）的物理特性，呈现给用户的是逻辑设备。
用户对逻辑设备的管理和使用是经过虚拟存储层映射，来对具体物理设备进行管理和使用的。
从用户的角度来看，用户所看到的是存储空间不是具体的物理存储设备，用户所管理的存储空间也不是具体的物理存储设备。
用户可随意使用存储空间而不用关注物理存储硬件（磁盘、磁带），即不必关心底层物理设备的容量、类型和特性等，而只需要把注意力集中在其存储容量及安全模式的需求上。
特点虚拟存储具有如下几个方面的特点：简化存储容量的管理、配置和分配工作虚拟存储提供了一个简单而有效的存储系统管理。
用户可方便地划分、扩展、缩小虚拟存储空间，只需要简单地更改配置就可在线增加新的物理存储设备。
用户将注意力集中在存储系统的容量和安全模式的需求上，而不必关心存储系统的硬件容量、类型或者其他物理磁盘的特性，提高存储资源的利用率，最大程度满足用户对存储资源的空间需求。
有效整合异构的存储设备虚拟存储屏蔽了具体物理设备，能把不同类型、不同特性的异构存储资源整合成一个统一的存储空间加以利用，从而实现了对存储资源的充分利用和有效规划。
提高网络存储系统整体的访问速度在存储层上可以较好地进行I/O负载平衡，将用户的I/O请求合理地分配到各个具体的物理设备上，这样就提高了系统的整体访问带宽。
云计算中存储虚拟化技术浅析
云计算中存储虚拟化技术浅析随着云计算技术的发展，存储虚拟化成为云计算的重要组成部分。
存储虚拟化是指将存储设备进行抽象和整合，通过虚拟化技术将多个物理存储设备组合成一个逻辑存储设备，提供给用户使用。
本文将对存储虚拟化技术进行浅析。
首先，存储虚拟化技术的核心是将多个物理存储设备进行整合，形成一个逻辑存储设备。
通过存储虚拟化技术，用户可以将多个物理存储设备整合在一起，形成一个巨大的存储池。
这样，用户就可以按需分配存储资源，提高存储资源的利用率。
其次，存储虚拟化技术可以提供高可靠性和高可用性。
通过存储虚拟化技术，可以实现硬件设备的冗余和故障转移，提高存储系统的可靠性。
当一些硬件设备发生故障时，存储虚拟化技术可以将故障设备上的数据转移到其他正常设备上，确保数据的完整性和可用性。
另外，存储虚拟化技术还可以提供灵活的存储管理功能。
通过存储虚拟化技术，用户可以实现对存储资源的动态分配和管理。
用户可以根据实际需求来调整存储资源的分配，实现高效的存储管理。
此外，存储虚拟化技术还可以实现数据的快速备份和恢复，提高数据的保护性和恢复性。
此外，存储虚拟化技术还可以提供统一的存储接口。
通过存储虚拟化技术，可以将多个不同厂商的存储设备整合起来，提供统一的存储接口给用户使用。
用户无需关心底层存储设备的具体细节，只需要使用统一的存储接口进行操作。
这样，可以降低用户的学习成本和运维成本。
最后，存储虚拟化技术还可以提供数据的安全保护功能。
通过存储虚拟化技术，可以实现数据的加密和隔离。
用户可以根据需要对存储数据进行加密，确保数据的安全性。
此外，存储虚拟化技术还可以实现数据的隔离，确保不同用户的数据不会相互干扰。
综上所述，存储虚拟化技术在云计算中扮演着重要的角色。
通过存储虚拟化技术，可以提高存储资源的利用率和可用性，提供灵活的存储管理功能，降低用户的学习成本和运维成本，实现数据的安全保护。
存储虚拟化技术的发展将进一步推动云计算技术的普及和应用。
存储虚拟化的实现技术
网络天地• Network World10 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】存储 虚拟化 计算机网络1 虚拟化技术和存储虚拟化的意义近年来，计算机网络技术发展突飞猛进，云计算、虚拟化更是成为了这两年的行业热点。
而何为虚拟化技术？立足于广义角度来谈，其实是通过影射或者出现方法来屏蔽物理设备的复杂性，然后再在此基础上增加一个管理层面，然后再对一种资源进行激活，使得其更加容易控制，也更加透明。
利用这种技术能够使得基础设施实现有效的简化，更好的进行设备简化管理，并提高IT 资源(如服务器、网络或存储)的利用率和容量。
简单来说，存储虚拟化就是抽象化存储硬件资源。
对一个或多个目标，或者对一些功能或者附加的功能进行功能集成，使其能够对其进行统一，从而为整体提供有用的功能服务。
虚拟化最典型的包括添加或者集成新功能，对系统复杂性予以掩盖，对现有服务功能进行模拟、集成或者分解。
对一个或者多个用于提供服务和资源存储的实体进行虚拟化操作。
2 虚拟化存储的分类及各类型的优缺点对于虚拟化存储的分类，目前为止业内还没有一个统一的标准化分类，但是大体上有以下两种分类方法。
按其实现技术的载体可分为：基于主机的存储虚拟化，它依赖于代理或管理软件，属于软件级别；基于存储设备的虚拟化，依赖于提供相关功能的存储模块，属于硬件级别；基于网络的虚拟化，依赖于现行的网络结构及传输介质，显然属于网络级。
立足于主机存储虚拟化这一点，且依赖各种管理代理软件，可以安装在一个或者多个主机上，以便有效促进管理虚拟化和控制虚拟化的实现。
控制软件会在主机上运行，所以这也会占用主机处理的时间。
基于网络的存储虚拟化依赖于网络结构、传输介质等。
随着网络结构的不断优化，城市基建设施的不断完善和更新换代，基于该方式的依赖因素逐步在减小。
所以这也能够有效的推动网络存储虚拟化，也能够预见未来网络存储虚拟化的必然发展。
云计算虚拟化技术_存储虚拟化技术
云计算虚拟化技术_存储虚拟化技术在当今数字化时代，云计算已经成为了推动信息技术发展的重要力量。
而在云计算的众多关键技术中，虚拟化技术无疑扮演着至关重要的角色。
其中，存储虚拟化技术更是为数据的高效管理和灵活运用提供了坚实的基础。
什么是存储虚拟化技术呢？简单来说，它是一种将物理存储资源抽象化、池化，并以逻辑方式呈现给用户或应用程序的技术。
通过这种方式，用户不再需要直接面对复杂的物理存储设备和架构，而是能够像使用一个巨大的、统一的存储空间一样进行操作。
想象一下，如果没有存储虚拟化技术，企业或组织在管理数据存储时会面临怎样的困境。
不同的应用程序可能需要使用不同类型、不同规格的存储设备，这不仅增加了管理的复杂性，还可能导致存储资源的浪费。
而且，当存储需求发生变化时，例如需要扩展容量或提高性能，往往需要进行繁琐的硬件升级和配置调整。
存储虚拟化技术的出现改变了这一切。
它将多个分散的存储设备整合为一个统一的存储池，使得存储资源能够根据实际需求进行动态分配和调整。
这就好比把一堆大小不一、形状各异的盒子变成了一个可以随意变形和扩展的大箱子，大大提高了存储资源的利用率和灵活性。
存储虚拟化技术主要有以下几种实现方式。
基于主机的存储虚拟化，是在主机服务器上通过安装软件来实现存储虚拟化功能。
这种方式的优点是成本相对较低，实施较为简单，但它可能会对主机的性能产生一定影响，并且其可扩展性也有一定的限制。
基于存储设备的虚拟化，则是在存储设备内部实现虚拟化功能。
这种方式通常由存储设备厂商提供，具有较好的性能和稳定性，但可能会导致用户被绑定在特定的存储设备品牌上，缺乏一定的灵活性。
基于网络的存储虚拟化，是通过在存储网络中添加专门的虚拟化设备来实现。
它具有较高的灵活性和可扩展性，能够对不同厂商的存储设备进行统一管理，但相对来说成本较高，部署也较为复杂。
存储虚拟化技术带来了诸多显著的优势。
首先，它极大地提高了存储资源的利用率。
通过将分散的存储空间整合起来，避免了存储资源的闲置和浪费，能够更有效地满足不断增长的数据存储需求。
存储技术之存储虚拟化
优点： 支持异构的存储系统。
Agent Agent Agent Agent
缺点： 占用主机资源，降低应用性能。 存在操作系统和应用的兼容性问题。 导致主机升级、维护和扩展非常复杂，而且容 易造成系统不稳定性。 需要复杂的数据迁移过程，影响业务连续性。
DAS或SAN存储网络
常见产品： Symantec Veritas VolumeManager
数
控
用途：
据 制 Agent
读
信
一般用于不同存储设备之间的 数据复制
主机层
写 流
息 流
优点： 虚拟化设备发生故障，整个系统 将不会中断
缺点： 主机资源占用较大 大部分产品缺乏数据管理功能 主机和存储系统需要严格的兼 容性认证 数据初始化同步复杂 配置复杂，实施难度高
网络层 存储层
③ 建 立 连 接
SAN，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
进 行 读 写
Agent Agent
② 存 储 列 表
② 注 册 响 应
① 注 册 请 求
虚拟化引擎
存储虚拟化的应用难点
难点一：数据状态的一致性保证
Question：
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？
应用主机
虚拟化信息
虚拟化之后的 数据卷
Answer：
SSE ( 存储服务使能）实现 对已有数据的卷的虚拟化： 数据状态不变 访问路径不变 无需数据迁移 丰富的数据管理功能
虚拟化的原理
客户
逻辑资源
2
1
6
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
云计算虚拟化技术_存储虚拟化技术
Host A Host B Host C
Disk Array Controller
Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 Disk 5
Host A
Host B Host C
现在的阵列产品: 智能磁盘阵列产 品
Highly optimized for I/O processing.
Disk Array Controller
▪ Host access to Array resources, ▪ Connectivity for heterogeneous Hosts Disk 1 Disk 2 Disk 3 Disk 4 Disk 5
智能存储系统的构成组件
Host
Connectivity
智能磁盘系统
Front End
Cache
Back End
Cache
Physical Disks
Disk Storage Systems
-9
智能存储系统: 前端
Host
Connectivity
智能磁盘系统
Front End
Cache
Back End
Physical Disks
Ports
Controllers
Note: Include redundancy in the channels to and from the ports.
Disk Storage Systems
- 10
前端请求队列排序技术-- 智能技术之一
Without Command Queuing
Request 1 Request 2
Request 3 Request 4
RAID Controller
存储虚拟化技术
周世向 20101786 朱 勇 20101787 王梦华 20101861
虚拟化的存储系统
存储虚拟化是通过虚拟卷映射、流数据定位、数据快照、虚拟机等技术实现 异构存储设备的统一管理以及存储位置无关性而提出的，目的在于屏蔽存储管理 中的一系列复杂问题而向用户提供简单透明统一的存储访问模式。目的是为了解 决存储需求不可预见的持续膨胀式增长、以适应网络存储系统变得越来越庞大和 复杂、众多而异构的存储设备如何有效的统一管理和高效的利用,屏蔽不同存储 设备的差异性而提供简单而统一的访问方式。 传统的存储系统通常是直连到PC或服务器上,基于PC的存储属于私有存储， 它不方便集中统一管理,不方便共享、扩展、备份及访问控制，没有扩展性且利 用率低；基于服务器端的存储在提供存储服务时需要占用服务器资源，在系统负 载很大时会显著降低存储服务的性能，而且基于服务器端存储不是专有系统，操 作系统没有经过优化，不能提供高效的存储服务。 对存储数据的访问模式可以分为基于文件的访问模式和基于块设备的访问模 式；基于文件的访问模式方便文件的共享和安全控制；基于块设备的访问模式便 利数据库等大规模应用的数据访问与传输，实现这两种访问模式的技术分别为基 于文件存储的网络附加存储(NAS)和基于块设备访问的存储区域网络( SAN) 。
实现存储虚拟化的关键技术
异构存储介质的互联和统一管理
数据的共享冲突与一致性 数据的透明存储和容错容灾策略 性能优化和负载均衡 数据的安全访问策略
高可靠性和可扩展性
谢谢观赏！
网Hale Waihona Puke 附加存储体系结构 存储虚拟化的结构
对称结构
对称结构是指在储存设备和应用服务器的数据路径上实现存储设 备的虚拟化，其数据和控制信息共用同一传输路径，其虚拟化功能通 过运行在虚拟化控制器上的虚拟化管理软件实现，这种结构也称为带 内存储虚拟化技术。
02云计算虚拟化技术存储虚拟化技术
02云计算虚拟化技术存储虚拟化技术云计算虚拟化技术和存储虚拟化技术是构建云计算基础设施的重要组成部分。
云计算虚拟化技术通过将物理资源如计算机、网络和存储进行抽象和隔离，为用户提供了一种虚拟化的资源管理和分配方式。
存储虚拟化技术则可以将分散的存储设备进行管理和整合，提供统一的存储服务。
本文将分别从云计算虚拟化技术和存储虚拟化技术两个方面进行详细介绍。
首先，云计算虚拟化技术是基于虚拟化原理和技术实现的。
虚拟化技术通过在物理硬件上创建虚拟的计算资源，将物理资源与虚拟资源进行解耦，实现资源的隔离和利用率的最大化。
通过云计算虚拟化技术，用户可以灵活地配置和管理虚拟机实例，根据实际需求对计算资源进行动态分配。
云计算虚拟化技术的核心是虚拟机监控器（Hypervisor），它负责管理和控制虚拟机的创建、销毁、状态监控和资源分配等功能。
常见的虚拟化技术有基于硬件的虚拟化技术和容器化技术。
基于硬件的虚拟化技术如VMware vSphere、Microsoft Hyper-V和Xen等，可以在同一物理服务器上运行多个虚拟机实例，提高资源利用率和灵活性。
容器化技术（如Docker）则是一种更轻量级的虚拟化技术，它将应用程序及其依赖项打包到一个独立的容器中，并在操作系统层面进行隔离，实现了更高的性能和资源利用率。
其次，存储虚拟化技术是为了解决传统存储系统的诸多问题而提出的。
传统存储系统通常由多个存储设备组成，每个设备都有独立的管理和配置，难以进行统一的管理和优化。
存储虚拟化技术通过将不同的存储设备进行抽象和整合，为用户提供了一个统一的存储系统。
存储虚拟化技术可以将物理存储设备进行虚拟化，用户可以通过逻辑卷管理器（Logical Volume Manager）创建和管理虚拟磁盘，而无需关心底层物理设备的具体配置。
存储虚拟化技术还可以提供数据备份、快照、迁移和恢复等功能，方便用户对数据进行管理和保护。
常见的存储虚拟化技术有软件定义存储（Software Defined Storage）和存储区域网络（Storage Area Network）。
存储虚拟化技术研究论文
存储虚拟化技术研究论文存储虚拟化技术是一种逐渐扩展的虚拟化技术，它被广泛应用于数据中心和企业IT环境中。
存储虚拟化技术的研究主要关注于如何将存储资源进行抽象和集中管理，以便更好地满足企业的需求。
一、存储虚拟化技术的概述存储虚拟化技术是指将物理存储设备抽象成虚拟存储资源进行管理，以便更高效地使用和分配存储资源。
它能够集中管理存储资源，使得虚拟机可以更加灵活地调整存储使用，提高存储空间的利用率，并且可以根据需求快速分配存储，以便满足业务需求。
二、存储虚拟化技术的发展历程存储虚拟化技术是近年来迅速发展的一种虚拟化技术。
在存储虚拟化技术发展的初期，主要的技术方案是通过网络存储协议来解耦应用程序和存储硬件来实现应用虚拟。
不过，这种解决方案受到网络带宽、延迟、和安全等因素的限制，无法满足高性能和高可用性的企业应用需求。
后来，出现了基于主机的存储虚拟化技术，将物理存储设备进行抽象，一般通过虚拟存储设备的方式将物理存储设备映射到应用程序。
通过虚拟存储层与实际存储层进行交互，实现了存储的虚拟化和资源的集中管理，以便更有效地利用存储资源。
三、存储虚拟化技术的主要应用存储虚拟化技术在企业中广泛应用。
目前，常见的存储虚拟化技术主要包括网络存储虚拟化技术、主机存储虚拟化技术和全闪存存储虚拟化技术等。
网络存储虚拟化技术是利用存储网络协议来解耦物理存储设备和应用程序的。
这种技术可以通过统一存储管理和虚拟存储池来提高存储资源的利用率，同时可以实现存储资源的快速分配和业务灵活性。
主机存储虚拟化技术是把物理存储资源集中起来，通过虚拟化技术将其分割，虚拟机可以请求分配存储资源，而无需考虑实际的物理存储硬件设备。
这种技术可以提高企业的灵活性和资源利用率，同时也较为安全。
全闪存存储虚拟化技术是让多个物理闪存设备进行虚拟存储设备的汇总统一管理。
这种技术可以实现较高的存储性能和可靠性，因为它可以通过智能存储池的集中管理，保障数据的安全，保障存储性能和可靠性。
02云计算虚拟化技术存储虚拟化技术
02云计算虚拟化技术存储虚拟化技术云计算虚拟化技术是将虚拟化技术应用于云计算环境中的一种技术，它能够提供灵活、高效的存储资源管理和利用方式。
存储虚拟化技术是云计算虚拟化技术中的一个重要组成部分，它通过将物理存储资源抽象为虚拟的存储池，并将存储资源按需分配给云计算平台上的虚拟机实例，从而实现对存储资源的统一管理和高效利用。
存储虚拟化技术的核心思想是将存储设备的硬件资源抽象为虚拟存储资源，让用户无需关心底层硬件的细节，只需要通过虚拟化技术提供的接口来访问和管理存储资源。
通过存储虚拟化技术，用户可以方便地将存储资源进行动态分配和管理，提高存储资源的利用率和性能。
存储虚拟化技术有三种常见的实现方式：主机存储虚拟化、网络存储虚拟化和存储设备虚拟化。
主机存储虚拟化是指在物理服务器上通过软件实现存储资源的虚拟化，并将其抽象为虚拟磁盘，供虚拟机实例使用。
主机存储虚拟化技术可以实现在虚拟机之间共享存储空间、动态调整磁盘容量等功能，提高存储资源的利用效率。
网络存储虚拟化是指通过网络将存储设备连接到云计算平台，将存储资源抽象为虚拟的存储池，供虚拟机实例使用。
网络存储虚拟化技术可以实现存储资源的集中管理和共享，提高存储资源的利用率和性能。
存储设备虚拟化是指通过在存储设备上部署虚拟化软件，将多个物理存储设备抽象为一个逻辑存储设备，供云计算平台使用。
存储设备虚拟化技术可以提高存储设备的可扩展性和可靠性，简化存储资源的管理和维护。
随着云计算的迅速发展，云存储需求的不断增长，存储虚拟化技术将在云计算环境中发挥越来越重要的作用。
它能够提高存储资源的利用率和性能，简化存储资源的管理和维护，降低存储成本，提高整体的系统灵活性和可靠性。
然而，存储虚拟化技术也面临一些挑战。
首先，存储虚拟化技术必须保证数据的安全性和可靠性，防止数据丢失和泄漏。
其次，存储虚拟化技术需要解决存储性能瓶颈的问题，提高存储资源的访问速度和响应能力。
此外，存储虚拟化技术还需要提供灵活的管理接口和工具，方便用户对存储资源进行配置和监控。
云计算中的存储虚拟化技术分享
云计算中的存储虚拟化技术分享云计算已经成为了现代计算机科技领域的一个热门话题。
在这个领域，存储虚拟化技术是不可或缺的一部分。
本文从技术的角度讨论云计算中的存储虚拟化技术，并且分析了存储虚拟化技术在云计算领域的应用。
一、存储虚拟化技术的定义存储虚拟化技术是指将存储资源与计算资源分离，通过虚拟化技术将分散的存储资源整合成一个整体，用户可以通过透明化的方式访问存储设备。
换句话说，存储虚拟化技术是将不同的存储设备整合成一个集中管理的整体。
二、存储虚拟化技术的优点1、降低了成本使用存储虚拟化技术可以降低企业成本。
如果企业不使用存储虚拟化技术，就需要购买额外的存储设备以满足不同系统的需求。
这样一来，就会出现存储资源浪费的情况。
存储虚拟化技术将不同的存储设备整合起来，可以有效地避免存储资源浪费，提高使用效率。
2、提高了数据的安全性存储虚拟化技术可以提高数据的安全性。
在企业中，不同的业务需求需要不同的存储设备。
存储虚拟化技术可以将这些不同的存储设备整合成一个整体，并实现数据备份机制。
通过数据备份机制，可以保证数据的安全性，避免了数据丢失的情况。
三、存储虚拟化技术在云计算中的应用存储虚拟化技术在云计算中发挥着重要的作用。
云存储服务是云计算的重要组成部分。
云存储服务采用存储虚拟化技术，将存储资源整合起来，并对外提供服务。
云存储服务可以通过网络访问，用户可以通过云存储服务存储和共享数据。
云存储服务的应用范围非常广泛，包括个人用户、小型企业和大型企业等等。
四、结论存储虚拟化技术已经成为云计算中不可或缺的一部分。
通过存储虚拟化技术，可以将不同的存储设备整合成一个整体，提高了存储设备的使用效率和可用性。
存储虚拟化技术也可以提高数据的安全性，保证数据的完整性和机密性。
在云计算中，存储虚拟化技术可以为云存储服务提供重要的支持，为用户提供高效、安全、低成本的云存储服务。
存储虚拟化技术实施方法
存储虚拟化技术实施方法存储虚拟化技术作为现代数据中心的关键组成部分，它通过抽象化存储资源，提高了存储资源的利用率和管理效率。
本文将探讨存储虚拟化技术的实施方法，分析其实施步骤、关键技术和面临的挑战。
一、存储虚拟化技术概述存储虚拟化技术是一种将物理存储资源转化为逻辑存储资源的技术，它允许多个应用和服务器共享存储设备，而无需关心存储设备的物理位置和特性。
这种技术的应用，不仅能够提升存储资源的灵活性和可扩展性，还能降低管理成本和复杂性。
1.1 存储虚拟化技术的核心特性存储虚拟化技术的核心特性主要包括以下几个方面：- 抽象化：将物理存储设备抽象为逻辑存储单元，隐藏物理设备的复杂性。
- 池化：将多个存储设备合并为一个大的存储池，实现资源的统一管理和调度。
- 自动化：自动化存储资源的分配和管理，减少人工干预。
- 灵活性：支持存储资源的快速调整和重新分配，以适应不断变化的业务需求。
1.2 存储虚拟化技术的应用场景存储虚拟化技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 数据中心整合：通过虚拟化技术整合多个数据中心的存储资源，实现资源的集中管理和优化。
- 云计算服务：为云服务提供商提供灵活的存储资源管理，支持不同客户的存储需求。
- 灾难恢复：通过虚拟化技术实现数据的快速恢复和迁移，提高业务连续性。
二、存储虚拟化技术的实施步骤存储虚拟化技术的实施是一个系统化的过程，需要经过周密的规划和执行。
以下是实施存储虚拟化技术的主要步骤：2.1 需求分析首先，需要对现有存储环境进行详细的分析，了解业务需求和存储资源的使用情况，确定虚拟化的目标和范围。
2.2 技术选型根据需求分析的结果，选择合适的存储虚拟化技术和产品。
考虑因素包括性能、兼容性、扩展性、成本等。
2.3 架构设计设计存储虚拟化的整体架构，包括存储资源池的划分、虚拟化层的部署、管理策略的制定等。
2.4 系统集成将存储虚拟化技术集成到现有的IT环境中，包括硬件的安装配置、软件的部署调试等。
存储虚拟化技术
• 一般地，虚拟存其 虚拟的结果往往是虚拟磁盘、虚拟磁带、虚拟文件、 虚拟文件系统、虚拟数据块等等。
• 存储虚拟化的核心工作是实现物理存储设备到单一 逻辑资源池的映射。通过虚拟化技术，为用户和应 用程序提供了虚拟磁盘或虚拟卷，并且可以根据用 户需求对它进行任意分割、合并、重新组合等操作， 并分配给特定的主机或应用程序，为用户隐藏或屏 蔽了具体的物理设备的各种物理特性。
• 日志功能
提供必要的系统成员的日志信息。
8.3.2 数据管理
为了达到数据共享的最终目的，必须在软硬件平 台的支持下，制定数据放置策略、实施数据生命周期 管理、进行对应用透明的数据移动以及实现跨平台的 数据共享。
8.3.3 安全
目前的存储设备并不具备内置的安全机制，在异 构的虚拟存储网络环境下，安全问题尤为重要。
• Manager位于数据通道的内部。Host发出的对逻辑盘的 读写信息，先到达Manager，再由Manager把这些对逻 辑卷的读写操作，转化为对实际物理盘的读写操作， 转发给相应的物理盘所在的Target。而操作过程中形成 的状态信息由Target反馈给Manager，经由Manager整理 后转发给相对应的Host。也可由Target向Manager和 Host同时发送状态信息。
2. 软件
在存储虚拟化实现中，软件将起到至关重要的作用。除 了存储虚拟化软件本身之外，SAN管理功能、可能用到的应用 服务器代理软件（可装载文件系统IFS等）等都应适当配置。此 外，由于采用集中化的虚拟存储管理手段，存储管理工作流程
也将做适当调整。
8.2.2 设备发现
在存储虚拟化网络环境中，每当出现新设备或服 务器时，都应及时发现和识别，这给管理软件提出新 要求，不管是带内或是带外方式，都应实现基于远程 代理或简单网管协议（SNMP）的设备/服务器的动态 配置功能。
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•
一般地，虚拟存储所虚拟的对象是一些存储资源， 如磁盘、磁带、文件、文件系统、数据块等等。其 虚拟的结果往往是虚拟磁盘、虚拟磁带、虚拟文件、 虚拟文件系统、虚拟数据块等等。 存储虚拟化的核心工作是实现物理存储设备到单一 逻辑资源池的映射。通过虚拟化技术，为用户和应 用程序提供了虚拟磁盘或虚拟卷，并且可以根据用 户需求对它进行任意分割、合并、重新组合等操作， 并分配给特定的主机或应用程序，为用户隐藏或屏 蔽了具体的物理设备的各种物理特性。
2、 实现描述 在实验环境中，分别用三台高性能PC机模拟应用 及服务、虚拟存储管理控制和SCSI磁盘，搭建 成一个简化的存储模型： • 首先，把Target上的两块SCSI盘用两个iSCSI 连接映射到Manager上。 • 接着，在Manager上对这两块iSCSI盘做逻辑 卷管理。考虑到存储虚拟化用于数据备份的实 用性，我们选择了RAID1的逻辑管理方式，即 将两块盘做成镜像，形成一块逻辑盘提供给 Host使用。 • 最后，用Host连接Manager上的RAID1逻辑盘。
8.1.3 若干关键问题 1、可用性 2、可管理性 3、可扩充性
8.2 存储虚拟化的实施
8.2.1 软硬件需求 1. 硬件
一般而言，存储虚拟化技术实现应该是与硬件无关的，可 以管理从JBODs、磁盘阵列、虚拟磁盘阵列、到磁带和带库等 各种设备。但作为技术实现，首先需要建立SAN环境，其中应 包括用于连网的交换机/集线器以及服务器内置的HBA等。对于 带外实现而言，可能用到的元数据服务器(Metadata Server)往往 采用专门的硬件实现，使用的物理Cache和HBA等都可能有所 不同。另一方面，带内实现中的存储管理器也会面临同样的问 题。
8.3 存储虚拟化中的管理问题
• 存储虚拟化中的管理问题涉及SAN管理、 数据管理以及相关安全问题等内容。
8.3.1 SAN管理
在存储虚拟化环境中的SAN管理提供如下功能： • SAN拓朴映射 为管理好SAN，首要任务是要识别出SAN的拓朴结构：连接的物 理设备、可用的存储路径、地址信息以及连接的服务器等。存储 虚拟化实现中关键是提供物理视图到逻辑视图的映射关系，因此， SAN拓朴映射应以图形化界面形式及时反映SAN中各组成部分的 相关变化，为应用服务提供存储的动态配置信息。 • 事件监控 SAN 通过事先设定的阀值，启动监控服务，对SAN中可能出现状态改变 和错误情况进行跟踪，并在错误发生后的最短时间内提出警告并 进行错误隔离和相应处理。 • 性能分析 在SAN环境中对存储端口的吞吐量进行统计和报告，以调整相关部 件，平衡网络流量。 • 容量分析 通过对每日/每小时的数据传输量的统计，得出SAN的使用情况报告， 以便做出SAN的扩展规划。 • 日志功能 提供必要的系统成员的日志信息。
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8.1.2 实现模式 • 存储虚拟化的基本概念是将实际的物理 存储实体与存储的逻辑表示分离开来， 使得应用服务器只与分配给它们的逻辑 卷（或称虚卷）打交道，而不必关心其 数据是在哪个物理存储实体上。 • 下图是SNIA对存储虚拟化技术的经典分 类描述。
SNIA的观点认为：
• 存储虚拟化可以创建于数据块级、磁盘、磁带以及带 库级、文件系统级以及文件/记录级等。 • 其实现层次可位于主机/服务器端、网络架构中以及存 储设备/子系统里。 • 实施方法包括带内虚拟化以及带外虚拟化两种。所谓 带外（Out-of-Band）方式，或称为非对称存储池 （Asymmetrical pooling）方式，是指实现虚拟的功能 部件（软件和/或硬件）并不在主机到存储设备的访问 路径上；而带内（In-Band）方式，或称为对称存储池 （Symmetrical pooling）方式，是指在数据读写的过程 中，在主机到存储设备的路径上实现虚拟存储。
8.2.3 存储服务
在存储虚拟化解决方案中所指的存储服务包括： • 高速缓存； • 实时拷贝，包括本地/远程镜像、远程数据复制等； • 快照/闪存拷贝； • 数据压缩。 通过实施全局带内/带外虚拟化和借助IFS技术，可以 达到文件级和块级的存储服务。
8.2.4 性能考虑 对于存在大量的关键数据应用场合， 传统的客户/服务器模式在分布式环境下 很难保证高性能，采用存储虚拟化技术， 通过在应用服务器与存储资源之间建立 的专用高速网络（FC或Gb-Ethernet）， 为关键数据应用提供性能支持。 一般而言，带内方式在性能保障方 面不及带外方式优越。
8.4.3 基于iSCSI的存储虚拟化实现 基于iSCSI的网络级存储虚拟化是用 iSCSI协议作为网络级存储虚拟化的传输 协议,实现方式可分为带内和带外两类。
带内实现 1、工作模型
• 基于iSCSI的网络级带内存储虚拟化的思想是：带SCSI 磁盘的存储服务器作为模型中的Target，虚拟存储管理 控制器作为模型中的Manager，应用和服务程序运行在 Host上，它们之间都以iSCSI作为传输协议。Target上 的SCSI磁盘映射到Manager上，成为Manager的iSCSI盘， 在Manager上对所有的iSCSI盘进行统一管理，生成若 干逻辑卷，并把这些逻辑卷分配给不同的Host使用。 • Manager位于数据通道的内部。Host发出的对逻辑盘的 读写信息，先到达Manager，再由Manager把这些对逻 辑卷的读写操作，转化为对实际物理盘的读写操作， 转发给相应的物理盘所在的Target。而操作过程中形成 的状态信息由Target反馈给Manager，经由Manager整理 后转发给相对应的Host。也可由Target向Manager和 Host同时发送状态信息。
2.
软件
在存储虚拟化实现中，软件将起到至关重要的作用。除 了存储虚拟化软件本身之外，SAN管理功能、可能用到的应用 服务器代理软件（可装载文件系统IFS等）等都应适当配置。此 外，由于采用集中化的虚拟存储管理手段，存储管理工作流程 也将做适当调整。
8.2.2 设备发现
在存储虚拟化网络环境中，每当出现新设备或服 务器时，都应及时发现和识别，这给管理软件提出新 要求，不管是带内或是带外方式，都应实现基于远程 代理或简单网管协议（SNMP）的设备/服务器的动态 配置功能。 除此以外，错误发现机制也是必备功能。存储设 备错误、应用客户端错误、服务器错误以及网络故障 等，都应及时加以发现和正确处理，以保证数据一致 性和可用性。与此对应的设备服务包括克隆 （Cloning）、远程镜像等。 另外访问控制功能对存储设备而言也是十分有益的， 因为目前的存储设备自身并不具备身份认证能力。
SANRAD公司的iSCSI V系列交换机是业界颇具特色 的基于iSCSI协议的网络设备，通过将可升级、灵活性、 可靠性、安全性及高性能等因素综合在一起，提供了 标准化、简捷和高性价比的存储管理优化结构，从而 将各种优势综合为单一平台，协助系统管理员应对存 储管理的难题。
其特性是： • iSCSI V 交换机是以网络为中心的存储设备虚拟化管理的解决方案， 提供基于浏览器的图形用户界面（GUI）； • iSCSI V 交换机支持全新的、基于标准的iSCSI、 TCP/IP存储协议。 它为以iSCSI 协议连网的主机，提供对存储逻辑卷安全可靠的存 取访问； • iSCSI V 交换机在存储网络的数据路径上运行，是一种高性能的网 络部件。它为负责管理从小型至企业级存储资源的IT专业人士， 提供了一个易于使用的连接和管理平台； • iSCSI V 交换机的存储管理和虚拟化特性把各种物理存储资源集合 成某个单一的逻辑存储“池”。从而，使网络管理人员可独立地 对这些集成为一体的资源定义新的逻辑卷；而无须考虑诸如运行 环境、物理磁盘、通信协议及相互间距等实际障碍； • iSCSI V 交换机可以对与主机直接相连的（DAS）、或与网络相连 的（NAS）存储装置，提供多种协议的支持；就像通过同样的交 换机可以直接支持光纤通道的、基于SCSI的和基于iSCSI 的存储 系统一样； • iSCSI V 交换机是多种功能的融合，且存在于某个单一的、易于管 理的平台内；它们包括协议网桥、路由、交换、安全、负载平衡、 高性能及存储卷管理等功能，还支持双重容错热插拔电源 (带48 伏直流电压备选)冗余风扇。
8.1 概述
8.1.1 定义 • 美国著名IT咨询公司RFG（Robert Frances Group）对虚拟存储的 定义是：虚拟存储是指那些架构和产品被设计成仿真一个物理设 备，如磁带机等，其特性被镜像到另一个物理设备上，通常是一 个磁盘或磁盘子系统。结果，逻辑设备和虚拟设备的特性可以完 全不同，应用系统操作的是虚拟设备，而不必关心真正的物理设 备是什么。 • SNIA(存储网络工业协会)对存储虚拟化的解释包含两方面： 1、存储虚拟化是为了便于应用和服务进行数据管理而采取的针对应 用、服务器以及一般网络资源进行的存储子系统或存储服务的内 部功能抽象、隐藏和隔离的行为； 2、存储虚拟化是针对存储设备或存储服务进行的虚拟化手段，以 便对底层存储资源实施存储会聚、隐藏复杂性以及添加新功能等。
8.4 应用实例
8.4.1 IBM的一种虚案
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该方案采用带外实现方式，达到分布式环境下数据共 享的目的。从其系统架构可以看出该方案的主要组成 部分： 元数据服务器（SmS Server）集群 配置有IFS(Installable File System)以及Cache的客户端 存储资源 连接客户与存储的FC-SAN
8.3.2 数据管理
为了达到数据共享的最终目的，必须在软硬件平 台的支持下，制定数据放置策略、实施数据生命周期 管理、进行对应用透明的数据移动以及实现跨平台的 数据共享。
8.3.3 安全
目前的存储设备并不具备内置的安全机制，在异 构的虚拟存储网络环境下，安全问题尤为重要。 FC-SAN中常用安全技术包括Hardware zoning /Software zoning、LUN masking等；IP-SAN的技术包 括实施IPSec等手段，而锁机制以及文件分类机制等在 一定程度上也可提供相应的保护手段。 一般地，利用SAN管理软件，安全策略可以在带 内和带外实现。在主机中和存储设备内实现的安全机 制也可作为一种补充手段。