收藏本站
网站导航
联系方式
网站首页 | 杂志简介 | 论文欣赏 | 在线订阅 | 征稿启事 | 投稿须知 | 资讯速递 | 写作指南
本刊信息

主管:广西国有资产监督管理委员会
主办:广西轻工业科学技术研究院
协办:广西轻工协会
      广西酿酒协会
编辑/出版:《广西轻工业》编辑部
编委会主任:罗左青
编委会副主任:程劲芝 梁智
编委:白树雄 宋  苹 蒋敬全
      谢晓航 雷光鸿 贤章胜
主编:贤章胜
地址:广西南宁经济技术开发区
      迎凯路8号
邮编:530031
编辑部:0771-4518435
        4518909转8968
投稿信箱:qgkj@vip.126.com
网址:www.qgkjlw.com
国际标准刊号:ISSN2095—3518
国内统一刊号:CN45—1385/TS
订阅:全国各地邮局
邮发代号: 48—123
定价:人民币15元
刊期:月刊

理事单位

广西粮油科学研究所
广西大学轻工与食品工程学院
广西大学生命科学与技术学院
广西农垦糖业集团金光制糖有限公司
广西农垦糖业集团昌菱制糖有限公司
广西机械工业研究院
重庆啤酒集团柳州啤酒有限责任公司
南宁吉然节能环保技术有限公司
柳州柳连机械制造有限责任公司
南京润维热工设备有限公司
广西柳州市嘉诚汽车饰件系统有限公司
广西柳江县柳兴榨辊有限责任公司
广西南宁丰烁电力设备节能有限公司
广西都安密洛陀野生葡萄酒有限公司
广西巴马神酒业有限责任公司
广西中天领御酒业有限公司
广西北海市合浦东园家酒厂
桂林理工大学管理学院
广西工业职业技术学院   
广西农业职业技术学院
广西二轻工业技工学校
广西德保县酒厂
广西全州湘山酒厂
田阳南华纸业有限公司
广西桂平乳泉液酒业有限公司

 
首页>> 论文欣赏 >> 计算机科学与信息技术>> 正 文
 

虚拟存储技术的研究及其应用

2010年第1期(总第134期)
徐梦12,宗坤2(1.西北工业大学,陕西 西安 710000;2.商丘职业技术学院,河南 商丘 476000)
 
  【摘 要】 详细介绍了虚拟存储技术的概念及特点,并对基于服务器端的虚拟存储、存储子系统端的虚拟存储、网络设备端实施虚拟存储以及它们在网络系统中的应用进行了分析和总结。
  【关键字】 虚拟存储;存储池;RAID
 
1 引言
  一段时间以来,不同版本的虚拟存储(Storage Virtulization)概念相继涌现,有从软件角度诠释的,也有从硬件角度进行例证的。每个厂商都有根据对虚拟技术的理解向用户提供的实用产品。在虚拟存储方面真可谓百家争鸣,所以本文从虚拟存储的概念、特点、分类以及技术应用上足了详细介绍。
 
2 虚拟存储技术的概念
  总结一些虚拟存储的共同特性可以看出,虚拟存储,就是把多个存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一定的手段集中管理起来,所有的存储模块在一个存储池(Storage Pool)中得到统一管理,从主机和工作站的角度,看到就不是多个硬盘,而是一个分区或者卷,就好象是一个超大容量(如1T以上)的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来,为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统,就称之为虚拟存储。在虚拟存储环境下,无论后台物理存储是什么设备,服务器及工作站看到的都是其熟悉的存储设备的逻辑镜像。即使物理存储发生了变化,这种逻辑镜像也不会改变,系统管理员不必关心后台存储,只需专注于管理存储空间,所有的存储管理操作,例如系统升级、建立和分配虚拟磁盘、改变RAID级别、扩充存储空间等都比以前容易的多,存储管理变得轻松简单。
 
3 虚拟存储技术的特点
3.1  智能化
  采用虚拟存储技术的虚拟存储系统是一种智能化系统,它能够容纳更多的数据,也使更多的用户可以透明有效地共享同一个系统。虚拟存储实际上是逻辑存储,是一种智能、有效地管理存储数据的方式。虚拟存储克服了物理存储的局限,对用户来说,虚拟存储意味着使用存储空间而不是使用物理存储硬件(如硬盘),管理存储空间而不是管理物理存储硬件,用户看到的不是多个物理硬盘,而是一个超大容量的逻辑分区(如几TB至几百TB的逻辑硬盘分区)。
3.2  便于使用
  在虚拟存储环境下,无论后端物理存储是什么设备,服务器及其应用系统看到的都是其熟悉的存储设备的逻辑镜像。即使物理存储体发生变化,其逻辑镜像也不发生变化,应用系统无需关心后端存储,只需专注于管理存储空间,使得存储管理变得轻松简单。用户在访问数据时不必关心具体的存储设备的配置参数、物理位置及容量,从而便于用户使用。
3.3  便于管理
  虚拟存储技术为存储资源管理提供了较高的灵活性,可以将不同类型的存储设备集中管理和使用,可以灵活地扩充个配置存储容量,并能实现不影响正常数据访问前提下的动态扩容,可以保障用户以往的存储设备投资。
3.4  提高储存系统的访问带宽
  虚拟存储技术使用网络存储系统的重要指标——单个逻辑单元的储存容量的访问带宽相对于单个物理存储体大大提高,并可以大大提高存储系统整体访问带宽,可使用网络应用特别是视频网络应用的需要。虚拟存储系统由多个物理存储体组成,虚拟存储系统可以很好地进行负载平衡,把每一次数据访问所需的带宽可大大提高。虚拟存储系统的储存容量之和,而它的访问带宽则接近于各个物理存储体的发访问带宽之和。
3.5  提高存储系统安全可靠性
  虚拟存储技术可以通过存储管理软件,为网络系统提供无需服务器的数据镜像、数据快照等功能,不仅可以对单个物理存储体(如单个硬盘阵列)作一级RAID配置,还可以在多个物理存储体(如多个硬盘阵列)之间做两级RAID,当单个硬盘阵列的一个硬盘发生故障,或当一个硬盘阵列的所有硬盘都发生故障时,整个物理储存系统的数据都不会受到影响。因此,可以提高整个存储系统的容错能力和安全可靠性。
3.6  易于扩展
  虚拟存储提供了一个大容量存储系统的集中管理手段,由网络中的一个环节 (如服务器)进行统一管理,避免了由于存储设备扩充而带来的管理方面的麻烦。例如,使用一般的存储系统,当在增加新的存储设备时,整个系统(包括网络中的诸多用户设备)都需要重新进行繁琐的配置工作,这样才可以使这个"新成员"加入到存储系统中。而使用虚拟存储技术,在增加新的存储设备时,只需要网络管理员对存储系统进行较为简单的系统配置更改,客户端无需任何操作、只是感到存储系统的容量增大了。
 
4 虚拟存储技术的分类方式
4.1  服务器端的虚拟存储
  服务器厂商会在服务器端实施虚拟存储。同样,软件厂商也会在服务器平台上实施虚拟存储。这些虚拟存储的实施都是通过服务器端将镜像映射到外围存储设备上,除了分配数据外,对外围存储设备没有任何控制。服务器端一般是通过逻辑卷管理来实现虚拟存储技术。逻辑卷管理为从物理存储映射到逻辑上的卷提供了一个虚拟层。服务器只需要处理逻辑卷,而不用管理存储设备的物理参数。
  用这种构建虚拟存储系统,服务器端是一性能瓶颈,因此在多媒体处理领域几乎很少采用。
4.2  存储子系统端的虚拟存储
  另一种实施虚拟的地方是存储设备本身。这种虚拟存储一般是存储厂商实施的,但是很可能使用厂商独家的存储产品。为避免这种不兼容性,厂商也许会和服务器、软件或网络厂商进行合作。当虚拟存储实施在设备端时,逻辑(虚拟)环境和物理设备同在一个控制范围中,这样做的益处在于:虚拟磁盘高度有效地使用磁盘容量,虚拟磁带高度有效地使用磁带介质。
  在存储子系统端的虚拟存储设备主要通过大规模的RAID子系统和多个I/O通道连接到服务器上,智能控制器提供LUN访问控制、缓存和其他如数据复制等的管理功能。这种方式的优点在于存储设备管理员对设备有完全的控制权,而且通过与服务器系统分开,可以将存储的管理与多种服务器操作系统隔离,并且可以很容易地调整硬件参数。
4.3  网络设备端实施虚拟存储
  网络厂商会在网络设备端实施虚拟存储,通过网络将逻辑镜像映射到外围存储设备,除了分配数据外,对外围存储设备没有任何控制。在网络端实施虚拟存储具有其合理性,因为它的实施既不是在服务器端,也不是在存储设备端,而是介于两个环境之间,可能是最“开放”的虚拟实施环境,最有可能支持任何的服务器、操作系统、应用和存储设备。从技术上讲,在网络端实施虚拟存储的结构形式有以下两种:即对称式与非对称式虚拟存储。
  从目前的虚拟存储技术和产品的实际情况来看,基于主机和基于存储的方法对于初期的采用者来说魅力最大,因为他们不需要任何附加硬件,但对于异构存储系统和操作系统而言,系统的运行效果并不是很好。基于互联设备的方法处于两者之间,它回避了一些安全性问题,存储虚拟化的功能较强,能减轻单一主机的负载,同时可获得很好的可扩充性。
  不管采用何种虚拟存储技术,其目的都使为了提供一个高性能、安全、稳定、可靠、可扩展的存储网络平台,满足节目制作网络系统的苛刻要求。根据综合的性能价格比来说,一般情况下,在基于主机和基于存储设备的虚拟存储技术能够保证系统的数据处理能力要求时,优先考虑,因为这两种虚拟存储技术构架方便、管理简单、维护容易、产品相对成熟、性能价格比高。在单纯的基于存储设备的虚拟存储技术无法保证存储系统性能要求的情况下,我们可以考虑采用基于互连设备的虚拟存储技术。
 
5 虚拟存储技术的应用
5.1  数据镜像
  数据镜像就是通过双向同步或单向同步模式在不同的存储设备间建立数据复本。一个合理的解决方案应该能在不依靠设备生产商及操作系统支持的情况下,提供在同一存储阵列及不同存储阵列间制作镜像的方法。
5.2  数据复制
  通过IP地址实现的远距离数据迁移(通常为异步传输)对于不同规模的企业来说,都是一种极为重要的数据灾难恢复工具。好的解决方案不应当依赖特殊的网络设备支持,同时,也不应当依赖主机,以节省企业的管理费用。
5.3  磁带备份增强设备
  过去的几年,在磁带备份技术上鲜有新发展。尽管如此,一个网络存储设备平台亦应能在磁带和磁盘间搭建桥路,以高速、平稳、安全地完成备份工作。
5.4  实时复本
  出于测试、拓展及汇总或一些别的原因,企业经常需要制作数据复本。
5.5  实时数据恢复
  利用磁带来还原数据是数据恢复工作的主要手段,但常常难以成功。数据管理工作其中一个重要的发展新方向是将近期内的备分数据(可以是数星期前的历史数据)转移到磁盘介质,而非磁带介质。用磁盘恢复数据就象闪电般迅速(所有文件能在60秒内恢复),并远比用磁带恢复数据安全可靠。同时,整卷(Volume)数据都能被恢复。
5.6  应用整合
  存储管理发展的又一新方向是,将服务贴近应用。没有一个信息技术领域的管理人员会单纯出于对存储设备的兴趣而去购买它。存储设备是用来服务于应用的,比如数据库,通讯系统等等。通过将存储设备和关键的企业应用行为相整合,能够获取更大的价值,同时,大大减少操作过程中遇到的难题。
 
参考文献
[1]谢长生.数字时代信息存储技术的发展[J].计算机世界,2001,34:C4-C5.
[2]Marc Farley(孙功星等译).SAN存储区域网络[M].北京:机械工业出版,2001:269-293
[3]任劲,谢长生.iSCSI协议性能分析[J].计算机工程与科学,2006,(6).
[4]IETF. draft-ietf-ips-iscsi-20[EB/OL].http://www.ietf.org,Feb,2001,13.
[5]Brett P Cooper. Performance Tuning for iSCSI[J/OL].http://www.hawke.co.uk/storage,2003-4.
[6]SNIA Whitepaper.iSCSI for Storage Networking[EB/OL].http://www.snia.org,2004-6-1.
[7]Intel. iSCSI project[EB/OL]. http://sourceforge.net/projects/intel-iscsi,December,2001.
 
徐梦,女,河南商丘人,商丘职业技术学院软件学院助教,西北工业大学在职研究生(在读),研究方向:网站设计开发方向。
   
关于我们 | 版权声明 | 广告服务 | 网站地图 | 联系方式
Copyright© 2005 QGKJLW.COM All Rights Reserved. 版权所有.《轻工科技》编辑部
工作QQ:373180636 投稿信箱:qgkj@vip.126.com 咨询电话:0771-4518435 4518909转8968
通讯地址: 广西南宁经济技术开发区迎凯路8号《轻工科技》编辑部 邮编:530031