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浅谈数据虚拟存储技术（二）
时间：2012-10-26 09:37 来源：飞客数据恢复 作者：飞客数据恢复工程师
虚拟存储如何实现
存储的网络化是未来存储发展的必然，不论是在NAS的网络环境中还是在SAN的网络环境中，其网络的基本组成部分可以归结为三个层次：面向客户端的服务器系统、提供存储资源的存储设备、连接存储和服务器的核心交换设备。因此也可将虚拟存储分为：基于服务器的虚拟化、基于网络的虚拟化、基于存储设备的虚拟化。
基于服务器的虚拟存储：基于服务器的虚拟存储是通过将虚拟化层放在服务器上实现的。这种实现方式不需要额外的特殊硬件，虚拟化层以软件模块的形式嵌入到服务器的操作系统中，将虚拟层作为扩展驱动模块，为连接服务器的各种存储设备提供必须的控制功能。
比如说，它可以通过连接一组在阵列水平上配置的小规模的空间，形成一个大空间；也可以把大的阵列卷分成几个易管理的小单位；或者在维护一个应用空间时可以在若干个阵列空间中提取数据。
因为不需要任何附加硬件，基于服务器的虚拟存储最容易实现，其成本最低。目前已经有成熟的这类软件产品。这些软件可以提供便于使用的图形界面，方便存储的管理和虚拟，在服务器和小型存储系统中有着良好的负载平衡机制。
基于网络的数据通道中方式：数据通道中结构是在服务器和阵列之间的网络数据通道中插入虚拟存储管理设备。这些设备通常提供空间管理和其它配套功能，如数据迁移和拷贝服务。
数据通道中结构采用大容量高速缓存，显著提高数据传输速度。高速缓存是存储系统中广泛采用的位于服务器与存储设备之间的I/O路径上的中间介质。
当服务器从存储设备中读取数据时，会把与当前数据存储位置相连的数据读到缓存中，并把频繁调用的数据保留在缓存中；当服务器读数据时，在很大机率上能够从缓存中找到所需要的数据，直接从缓存上读出。
基于网络的数据通道外方式：通道外方式的设计是通过在服务器和存储设备之间的数据传输通道之外，通过配置一个虚拟存储管理器来实现存储器池的虚拟化。虚拟存储管理器通过其FC端口连接到存储网络中，并提供一个中央管理点，对整个存储网络进行集中管理。
通道外方式的设计是通过从数据流中分割管理信息，避免通道中结构所产生的内在运行问题。虚拟存储控制器将不同物理硬盘阵列中的容量进行逻辑组合，实现虚拟的带区集，将多个阵列控制器端口绑定，在一定程度上提高了系统的可用带宽。
虚拟存储控制器不在实际的数据通道上，它的硬件性能不会成为系统带宽的瓶颈，同时，即使它出现故障，也不会引起网络系统的数据通道阻塞，提高了系统的安全性。
基于控制器的虚拟化：基于控制器的虚拟化也被称为“盒内”虚拟化，它是将虚拟化层放在存储设备的适配器、控制器等上来实现的。
这种实现方式从理论上说性能是最优的，它能够充分考虑存储设备的物理特性，并且将服务器从虚拟存储的实现工作中解放出来，直接在存储设备上实现，方法简单。
在一个存储设备内，盒内解决方案具有易于配置的优势，而且先进的方案还可以通过控制器之间的通信实现多个存储设备之间的共同虚拟化。
盒内虚拟化可以大幅度地降低存储部署的复杂性，使管理员能够将存储资源当作一个合并后的资源池来管理，而且容量管理也从原来的独立单位一级提升到了池一级。
盒内虚拟化还消除了其他架构中常见的所谓“标准容量”。标准容量通常被认为是预先分配给某个卷的容量，并为未来的容量需求增长做好了准备。但盒内虚拟化消灭了这种传统的需求，使卷扩展的工作变得更为简便，并且提供了比传统架构更高的容量使用率。
还有一种基于控制器的虚拟化方案，就是被IDC称作网络存储控制器的存储设备，它在本质上也是基于控制器的虚拟化，但是与普通的盒内虚拟化不同，网络存储控制器还可以做到对连接到它上面的其他存储设备进行虚拟化，因此网络存储控制器也称为基于控制器的外部虚拟化平台。