云存儲中的虛擬化技術(shù)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(lái)的一個(gè)新的概念，是指通過(guò)集群應用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統等功能，將網(wǎng)絡(luò )中大量各種不同類(lèi)型的存儲設備通過(guò)應用軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對外提供數據存儲和業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)功能的一個(gè)系統。 當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時(shí)，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個(gè)云存儲系統，所以云存儲是一個(gè)以數據存儲和管理為核心的云計算系統。

何謂存儲虛擬化

存儲領(lǐng)域國際權威機構SNIA(存儲網(wǎng)絡(luò )工業(yè)協(xié)會(huì ))給出了存儲虛擬化(STorage VirtualizatiON)的定義：通過(guò)將存儲系統/子系統的內部功能從應用程序、計算服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )資源中進(jìn)行抽象、隱藏或隔離，實(shí)現獨立于應用程序、網(wǎng)絡(luò )的存儲與數據管理.存儲虛擬化技術(shù)將底層存儲設備進(jìn)行抽象化統一管理，向服務(wù)器層屏蔽存儲設備硬件的特殊性，而只保留其統一的邏輯特性，從而實(shí)現了存儲系統的集中、統一、方便的管理。

與傳統存儲相比，虛擬化存儲的優(yōu)點(diǎn)主要體現在：磁盤(pán)利用率高，傳統存儲技術(shù)的磁盤(pán)利用率一般只有30-70%,而采用虛擬化技術(shù)后的磁盤(pán)利用率高達 70-90%;存儲靈活，可以適應不同廠(chǎng)商、不同類(lèi)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(gè)大容量存儲系統集中管理的手段，避免了由于存儲設備擴充所帶來(lái)的管理方面的麻煩;性能更好，虛擬化存儲系統可以很好地進(jìn)行負載均衡，把每一次數據訪(fǎng)問(wèn)所需的帶寬合理地分配到各個(gè)存儲模塊上，提高了系統的整體訪(fǎng)問(wèn)帶寬。

虛擬化存儲有多種分類(lèi)方法，從大的方面可以分為：根據在I/O路徑中實(shí)現虛擬化的位置不同進(jìn)行分類(lèi);根據控制路徑和數據路徑的不同進(jìn)行分類(lèi)。根據在I /O路徑中實(shí)現虛擬化的位置不同，虛擬化存儲可以分為主機的虛擬存儲、網(wǎng)絡(luò )的虛擬存儲、存儲設備的虛擬存儲。根據控制路徑和數據路徑的不同，虛擬化存儲分為對稱(chēng)虛擬化與不對稱(chēng)虛擬化。

隨著(zhù)一些專(zhuān)注于集群存儲業(yè)務(wù)的廠(chǎng)商，比如PaNASas、Isilon、龍存科技等在中國市場(chǎng)的快速發(fā)展，集群存儲技術(shù)的應用會(huì )更加普及。雖然集群存儲在處理非結構化數據方面優(yōu)勢十分明顯，但從目前情況看，集群存儲不太可能在短時(shí)間內完全取代傳統的網(wǎng)絡(luò )存儲方式，SAN和NAS仍會(huì )有用武之地。 需要強調的是，虛擬化是實(shí)現云計算遠景目標的一項核心技術(shù)，因為云計算本身就是一個(gè)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(chǎng)情況看，服務(wù)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，元數據管理和數據傳輸都是通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )來(lái)完成。這種虛擬化存儲系統主要有四類(lèi)不同的存儲設備。

客戶(hù)端： 客戶(hù)端向外為客戶(hù)提供各種應用服務(wù)，如萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)、數據庫、文件服務(wù)、科學(xué)計算等。 客戶(hù)端上運行存儲代理軟件，提供網(wǎng)絡(luò )虛擬設備供應用程序讀寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)。

配置管理服務(wù)器： 配置管理服務(wù)器用來(lái)進(jìn)行系統的配置和管理。通過(guò)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(gè)存儲系統。

元數據服務(wù)器：云存儲系統的 元數據服務(wù)器(MDS)管理著(zhù)整個(gè)系統的元數據和對象數據的布局信息，負責系統的資源分配和網(wǎng)絡(luò )虛擬磁盤(pán)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(gè)存儲系統的配置和運行。另外，MDS通過(guò)冗余管理軟件來(lái)實(shí)現普通存儲節點(diǎn)之間的數據冗余關(guān)系。

對象存儲節點(diǎn)：每個(gè)存儲節點(diǎn)都是獨立的存儲設備，負責對象數據的存儲、備份、遷移和恢復，并負責監控其他存儲設備的運行狀況和資源情況。同時(shí)，存儲節點(diǎn)上運行著(zhù)虛擬化存儲管理軟件，并存儲了應用程序所需的數據。