孫堅(jiān)

摘要：當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，隨著SAN數(shù)據(jù)量的持續(xù)增長(zhǎng)，要想滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，需要將存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)融入到SAN數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)中來(lái)，促進(jìn)數(shù)據(jù)的共享，提升存儲(chǔ)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和實(shí)用性，促進(jìn)虛擬化存儲(chǔ)方式的發(fā)展。該文從理論化的角度對(duì)分布式集群技術(shù)、存儲(chǔ)空間映射技術(shù)及帶外架構(gòu)模型的原理進(jìn)行分析，基于理論前提，提出了一系列的存儲(chǔ)虛擬化實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：存儲(chǔ)虛擬化；原理；實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）34-0012-01

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使人們進(jìn)入到信息化時(shí)代，人們?cè)谌粘Ｉ钪薪佑|到的信息越來(lái)越多，信息的獲取手段也越來(lái)越先進(jìn)，數(shù)據(jù)信息的指數(shù)級(jí)不斷增長(zhǎng)，各行各業(yè)建立了專門(mén)的數(shù)據(jù)中心，面對(duì)海量的信息，加強(qiáng)對(duì)信息的備份和處理成為當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。信息存儲(chǔ)技術(shù)手段的不斷完善，使信息處理方法日漸完善。

1 存儲(chǔ)虛擬化原理分析

1.1 分布式集群技術(shù)

分布式集群技術(shù)主要是指在集群環(huán)境中，對(duì)存儲(chǔ)管理內(nèi)容進(jìn)行備份，充分運(yùn)用分布式集群技術(shù)去解決負(fù)載均衡問(wèn)題。在分布式集群中常會(huì)遇到互斥、死鎖或饑餓現(xiàn)象，由于操作系統(tǒng)無(wú)法掌握分布式集群當(dāng)前的所有進(jìn)程狀態(tài)，需要通過(guò)觀察本地系統(tǒng)上的進(jìn)程來(lái)了解當(dāng)前的信息狀態(tài)。分布式快照算法是分布式集群技術(shù)中的一項(xiàng)重要方法，能夠確保數(shù)據(jù)信息的可靠傳輸，需要對(duì)進(jìn)程的全過(guò)程進(jìn)行控制，通過(guò)發(fā)動(dòng)標(biāo)識(shí)的形式來(lái)啟動(dòng)算法，按照進(jìn)程P的步驟執(zhí)行各項(xiàng)計(jì)算工作，進(jìn)程P的主要執(zhí)行步驟為：第一步，運(yùn)用P來(lái)記錄本地狀態(tài)Sp。第二步，q到p的通道狀態(tài)在p上將會(huì)顯示為空。第三步，運(yùn)用p對(duì)所有的流出通道貼上廣播標(biāo)識(shí)。待這些步驟完成后，才可在p上進(jìn)行信息的發(fā)送和接收。分布式快照算法作為一項(xiàng)集中式算法，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中展現(xiàn)出了較強(qiáng)的靈活性特點(diǎn)，適用于任何的分布式環(huán)境[1]。

1.2 存儲(chǔ)空間映射技術(shù)

一般的虛擬化網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由磁盤(pán)陣列、直接存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面的內(nèi)容構(gòu)成，作為一個(gè)大型的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠確保抽象拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。系統(tǒng)主要是由虛擬存儲(chǔ)服務(wù)器、上層客戶端應(yīng)用和虛擬存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)等方面的內(nèi)容構(gòu)成，在應(yīng)用過(guò)程中，上層客戶端通過(guò)向系統(tǒng)提出請(qǐng)求的形式，與存儲(chǔ)子系統(tǒng)建立密切的聯(lián)系，彼此展開(kāi)交互式的工作，展現(xiàn)出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的維護(hù)和查詢能力，為用戶與存儲(chǔ)設(shè)備之間的對(duì)話提供了有效的連接手段。在虛擬網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中，由于系統(tǒng)內(nèi)部存在著不同的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，需要對(duì)其進(jìn)行虛擬有機(jī)整合，將運(yùn)用到的設(shè)備定義為虛擬存儲(chǔ)設(shè)備，為用戶提供服務(wù)。為了確保存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的良好應(yīng)用，需要將虛擬化技術(shù)運(yùn)用到客戶端和服務(wù)器端上來(lái)，為客戶系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能，將本地的文件資料與遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的文件資料有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，為上層用戶提供了良好的服務(wù)。

1.3 帶外架構(gòu)模型

帶外架構(gòu)模型是存儲(chǔ)虛擬化模型中的重要組成部分，需要在存儲(chǔ)虛擬化的過(guò)程中，強(qiáng)化數(shù)據(jù)的管理和存儲(chǔ)功能。帶外虛擬技術(shù)主要是指在數(shù)據(jù)讀寫(xiě)前完成的虛擬工作，虛擬部分的內(nèi)容通常不會(huì)在存儲(chǔ)設(shè)備的訪問(wèn)路徑上實(shí)現(xiàn)，只能通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的形式實(shí)現(xiàn)。在運(yùn)用帶外架構(gòu)模型進(jìn)行存儲(chǔ)虛擬化的過(guò)程，需要確保同一網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流能夠直接與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行交互，有利于提升存儲(chǔ)的性能。虛擬化控制管理存儲(chǔ)設(shè)備在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，需要將物理存儲(chǔ)設(shè)備做成邏輯卷的形式，將其平均分配給各個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，代理要想取得虛擬卷的配置信息，需要通過(guò)虛擬化控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用服務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中，要求訪問(wèn)“磁盤(pán)”，需要通過(guò)請(qǐng)求代理的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，將信息發(fā)送到虛擬化控制器中。虛擬化控制器需要將信息轉(zhuǎn)換成物理設(shè)備的形式，將結(jié)果還給代理，轉(zhuǎn)換后的請(qǐng)求信息需要通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的形式發(fā)送給存儲(chǔ)設(shè)備，來(lái)完成讀寫(xiě)操作[2]。

2 存儲(chǔ)虛擬化實(shí)現(xiàn)研究

SAN系統(tǒng)中的快照主要是指需要通過(guò)對(duì)技術(shù)的使用，將設(shè)備中的數(shù)據(jù)定格在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，需要充分利用虛擬設(shè)備來(lái)完成數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。傳統(tǒng)的快照系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，主要是以全量拷貝的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，隨著數(shù)據(jù)量的增多，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)提出了較高的要求。要想提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效果，需要運(yùn)用COW技術(shù)來(lái)提升元數(shù)據(jù)的通訊功能，通過(guò)底層的驅(qū)動(dòng)，向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送元數(shù)據(jù)請(qǐng)求指令，將操作作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，待恢復(fù)快照時(shí)，不需要全部進(jìn)行拷貝，通過(guò)將臨時(shí)空間中的物理信息返回給用戶的形式，讓用戶感覺(jué)恢復(fù)工作是瞬間完成的。分布式快照系統(tǒng)是虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)中的核心技術(shù)內(nèi)容，主要分為本地快照和全局快照兩種形式，虛擬化卷存儲(chǔ)架構(gòu)主要是通過(guò)全局型的分布式快照技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，虛擬化管理需要建立在對(duì)磁盤(pán)重新編址的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，能夠?yàn)橛脩籼峁┻B續(xù)的磁盤(pán)空間，減輕了員工繁瑣的工作任務(wù)，對(duì)提升存儲(chǔ)系統(tǒng)的維護(hù)管理效果具有重要作用[3]。但是分布式卷管理在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中存在較多的問(wèn)題，由于系統(tǒng)具有較大的開(kāi)發(fā)量，需要通過(guò)各個(gè)系統(tǒng)部門(mén)和專業(yè)人員之間的密切配合來(lái)實(shí)現(xiàn)，有助于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化，提升系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

3 結(jié)論

隨著數(shù)據(jù)量的增多，加大了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的管理難度，通過(guò)運(yùn)用虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)，能夠促使數(shù)據(jù)訪問(wèn)更具透明化。因此，需要將存儲(chǔ)虛擬化作為存儲(chǔ)器管理中一項(xiàng)重要的技術(shù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用的可靠性及擴(kuò)展性。高效的數(shù)據(jù)管理是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作中的一項(xiàng)主要內(nèi)容，對(duì)提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理效果，滿足虛擬化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的管理需要具有重要作用。虛擬存儲(chǔ)要求運(yùn)用虛擬化的手段集中管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，確保各模塊在一個(gè)存儲(chǔ)池中的統(tǒng)一管理，給使用者提供了高數(shù)據(jù)傳輸和大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉文偉，袁建國(guó). 論虛擬化技術(shù)對(duì)圖書(shū)館存儲(chǔ)管理的投資保護(hù)[J]. 農(nóng)業(yè)圖書(shū)情報(bào)學(xué)刊，2012（3）：178-180.

[2] 汪兆來(lái). 基于存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的雙活數(shù)據(jù)中心醫(yī)院信息系統(tǒng)容災(zāi)平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2015（9）：65-68.

[3] 王煒. SVC存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)在中國(guó)現(xiàn)代化支付系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013（16）：51-53.