存储虚拟化原理分析及其实现的研究

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摘要：当前，科学技术发展迅速，随着SAN数据量的持续增长，要想满足数据存储需求，需要将存储虚拟化技术融入到SAN数据的存储中来，促进数据的共享，提升存储系统的可扩展性和实用性，促进虚拟化存储方式的发展。该文从理论化的角度对分布式集群技术、存储空间映射技术及带外架构模型的原理进行分析，基于理论前提，提出了一系列的存储虚拟化实现。

关键词：存储虚拟化；原理；实现

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）34-0012-01

随着科学技术的迅猛发展，使人们进入到信息化时代，人们在日常生活中接触到的信息越来越多，信息的获取手段也越来越先进，数据信息的指数级不断增长，各行各业建立了专门的数据中心，面对海量的信息，加强对信息的备份和处理成为当前迫切需要解决的问题。信息存储技术手段的不断完善，使信息处理方法日渐完善。

1 存储虚拟化原理分析

1.1 分布式集群技术

分布式集群技术主要是指在集群环境中，对存储管理内容进行备份，充分运用分布式集群技术去解决负载均衡问题。在分布式集群中常会遇到互斥、死锁或饥饿现象，由于操作系统无法掌握分布式集群当前的所有进程状态，需要通过观察本地系统上的进程来了解当前的信息状态。分布式快照算法是分布式集群技术中的一项重要方法，能够确保数据信息的可靠传输，需要对进程的全过程进行控制，通过发动标识的形式来启动算法，按照进程P的步骤执行各项计算工作，进程P的主要执行步骤为：第一步，运用P来记录本地状态Sp。第二步，q到p的通道状态在p上将会显示为空。第三步，运用p对所有的流出通道贴上广播标识。待这些步骤完成后，才可在p上进行信息的发送和接收。分布式快照算法作为一项集中式算法，在实际的应用过程中展现出了较强的灵活性特点，适用于任何的分布式环境[1]。

1.2 存空间映射技术

一般的虚拟化网络存储系统主要由磁盘阵列、直接存储和网络存储系统结构等几个方面的内容构成，作为一个大型的网络存储系统，能够确保抽象拓扑结构的统一性。系统主要是由虚拟存储服务器、上层客户端应用和虚拟存储节点子系统等方面的内容构成，在应用过程中，上层客户端通过向系统提出请求的形式，与存储子系统建立密切的联系，彼此展开交互式的工作，展现出了系统数据的维护和查询能力，为用户与存储设备之间的对话提供了有效的连接手段。在虚拟网络存储中，由于系统内部存在着不同的设备节点，需要对其进行虚拟有机整合，将运用到的设备定义为虚拟存储设备，为用户提供服务。为了确保存储虚拟化技术的良好应用，需要将虚拟化技术运用到客户端和服务器端上来，为客户系统提供远程数据和元数据访问功能，将本地的文件资料与远程系统中的文件资料有机地统一起来，为上层用户提供了良好的服务。

1.3 带外架构模型

带外架构模型是存储虚拟化模型中的重要组成部分，需要在存储虚拟化的过程中，强化数据的管理和存储功能。带外虚拟技术主要是指在数据读写前完成的虚拟工作，虚拟部分的内容通常不会在存储设备的访问路径上实现，只能通过存储网络的形式实现。在运用带外架构模型进行存储虚拟化的过程，需要确保同一网络中的数据流能够直接与存储设备进行交互，有利于提升存储的性能。虚拟化控制管理存储设备在实际的应用过程中，需要将物理存储设备做成逻辑卷的形式，将其平均分配给各个应用服务器，要想取得虚拟卷的配置信息，需要通过虚拟化控制器来实现。应用服务在运行过程中，要求访问“磁盘”，需要通过请求的形式来实现，将信息发送到虚拟化控制器中。虚拟化控制器需要将信息转换成物理设备的形式，将结果还给，转换后的请求信息需要通过存储网络的形式发送给存储设备，来完成读写操作[2]。

2 存储虚拟化实现研究

SAN系统中的快照主要是指需要通过对技术的使用，将设备中的数据定格在某一个时间点，需要充分利用虚拟设备来完成数据的访问。传统的快照系统在实际的应用过程中，主要是以全量拷贝的形式来实现的，随着数据量的增多，对数据存储技术提出了较高的要求。要想提升数据存储效果，需要运用COW技术来提升元数据的通讯功能，通过底层的驱动，向网络中发送元数据请求指令，将操作作为一个网络数据包，待恢复快照时，不需要全部进行拷贝，通过将临时空间中的物理信息返回给用户的形式，让用户感觉恢复工作是瞬间完成的。分布式快照系统是虚拟化存储系统中的核心技术内容，主要分为本地快照和全局快照两种形式，虚拟化卷存储架构主要是通过全局型的分布式快照技术来实现的，虚拟化管理需要建立在对磁盘重新编址的基础上实现的，能够为用户提供连续的磁盘空间，减轻了员工繁琐的工作任务，对提升存储系统的维护管理效果具有重要作用[3]。但是分布式卷管理在实际的应用过程中存在较多的问题，由于系统具有较大的开发量，需要通过各个系统部门和专业人员之间的密切配合来实现，有助于确保系统的稳定性，促进系统的改进和优化，提升系统的应用效果。

3 结论

随着数据量的增多，加大了数据存储器的管理难度，通过运用虚拟化存储技术，能够促使数据访问更具透明化。因此，需要将存储虚拟化作为存储器管理中一项重要的技术，构建数据存储的标准架构，提升数据存储使用的可靠性及扩展性。高效的数据管理是数据存储工作中的一项主要内容，对提升数据存储管理效果，满足虚拟化数据存储的管理需要具有重要作用。虚拟存储要求运用虚拟化的手段集中管理数据存储器，确保各模块在一个存储池中的统一管理，给使用者提供了高数据传输和大容量的数据存储系统。

参考文献：

[1] 叶文伟，袁建国. 论虚拟化技术对图书馆存储管理的投资保护[J]. 农业图书情报学刊，2012（3）：178-180.

[2] 汪兆来. 基于存储虚拟化技术的双活数据中心医院信息系统容灾平台研究与设计[J]. 中国医学装备，2015（9）：65-68.

[3] 王炜. SVC存储虚拟化技术在中国现代化支付系统中的应用[J]. 内蒙古科技与经济，2013（16）：51-53.