云存儲中的虛擬化技術構成及應用分析

云存儲是在云計算(cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網(wǎng)格技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。 當云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。

何謂存儲虛擬化

存儲領域國際權威機構SNIA(存儲網(wǎng)絡工業(yè)協(xié)會)給出了存儲虛擬化(STorage VirtualizatiON)的定義：通過將存儲系統(tǒng)/子系統(tǒng)的內(nèi)部功能從應用程序、計算服務器、網(wǎng)絡資源中進行抽象、隱藏或隔離，實現(xiàn)獨立于應用程序、網(wǎng)絡的存儲與數(shù)據(jù)管理.存儲虛擬化技術將底層存儲設備進行抽象化統(tǒng)一管理，向服務器層屏蔽存儲設備硬件的特殊性，而只保留其統(tǒng)一的邏輯特性，從而實現(xiàn)了存儲系統(tǒng)的集中、統(tǒng)一、方便的管理。

與傳統(tǒng)存儲相比，虛擬化存儲的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：磁盤利用率高，傳統(tǒng)存儲技術的磁盤利用率一般只有30-70%,而采用虛擬化技術后的磁盤利用率高達 70-90%;存儲靈活，可以適應不同廠商、不同類別的異構存儲平臺，為存儲資源管理提供了更好的靈活性;管理方便，提供了一個大容量存儲系統(tǒng)集中管理的手段，避免了由于存儲設備擴充所帶來的管理方面的麻煩;性能更好，虛擬化存儲系統(tǒng)可以很好地進行負載均衡，把每一次數(shù)據(jù)訪問所需的帶寬合理地分配到各個存儲模塊上，提高了系統(tǒng)的整體訪問帶寬。

虛擬化存儲有多種分類方法，從大的方面可以分為：根據(jù)在I/O路徑中實現(xiàn)虛擬化的位置不同進行分類;根據(jù)控制路徑和數(shù)據(jù)路徑的不同進行分類。根據(jù)在I /O路徑中實現(xiàn)虛擬化的位置不同，虛擬化存儲可以分為主機的虛擬存儲、網(wǎng)絡的虛擬存儲、存儲設備的虛擬存儲。根據(jù)控制路徑和數(shù)據(jù)路徑的不同，虛擬化存儲分為對稱虛擬化與不對稱虛擬化。

隨著一些專注于集群存儲業(yè)務的廠商，比如PaNASas、Isilon、龍存科技等在中國市場的快速發(fā)展，集群存儲技術的應用會更加普及。雖然集群存儲在處理非結構化數(shù)據(jù)方面優(yōu)勢十分明顯，但從目前情況看，集群存儲不太可能在短時間內(nèi)完全取代傳統(tǒng)的網(wǎng)絡存儲方式，SAN和NAS仍會有用武之地。 需要強調(diào)的是，虛擬化是實現(xiàn)云計算遠景目標的一項核心技術，因為云計算本身就是一個能提供虛擬化和高可用性的新一代計算平臺。從目前的市場情況看，服務器虛擬化已經(jīng)是如火如荼，而存儲虛擬化的發(fā)展相對慢一些。

虛擬化存儲的系統(tǒng)構成

云存儲中的一種典型存儲方式為分布式存儲。在這種方式中，一般采用帶外虛擬化的方式管理存儲設備，元數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)傳輸都是通過IP網(wǎng)絡來完成。這種虛擬化存儲系統(tǒng)主要有四類不同的存儲設備。

客戶端： 客戶端向外為客戶提供各種應用服務，如萬維網(wǎng)服務、數(shù)據(jù)庫、文件服務、科學計算等。 客戶端上運行存儲代理軟件，提供網(wǎng)絡虛擬設備供應用程序讀寫訪問。

配置管理服務器： 配置管理服務器用來進行系統(tǒng)的配置和管理。通過Internet、Telnet或其它接口登陸云存儲平臺，以遠程的方式配置和管理整個存儲系統(tǒng)。

元數(shù)據(jù)服務器：云存儲系統(tǒng)的 元數(shù)據(jù)服務器(MDS)管理著整個系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)和對象數(shù)據(jù)的布局信息，負責系統(tǒng)的資源分配和網(wǎng)絡虛擬磁盤的地址映射。在MDS上部署的全局虛擬化存儲管理軟件和集群管理軟件可管理整個存儲系統(tǒng)的配置和運行。另外，MDS通過冗余管理軟件來實現(xiàn)普通存儲節(jié)點之間的數(shù)據(jù)冗余關系。

對象存儲節(jié)點：每個存儲節(jié)點都是獨立的存儲設備，負責對象數(shù)據(jù)的存儲、備份、遷移和恢復，并負責監(jiān)控其他存儲設備的運行狀況和資源情況。同時，存儲節(jié)點上運行著虛擬化存儲管理軟件，并存儲了應用程序所需的數(shù)據(jù)。