1.引言

信息網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展，帶動(dòng)了信息存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。日益增長(zhǎng)的信息存儲(chǔ)需求，從MB、GB到TB,不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)越來(lái)越復(fù)雜。企業(yè)用戶面對(duì)日益復(fù)雜的異構(gòu)平臺(tái)，不同廠商的產(chǎn)品，不同種類的存儲(chǔ)設(shè)備，給存儲(chǔ)管理帶來(lái)諸多難題。以服務(wù)器為中心的系統(tǒng)正逐步向以網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字信息為中心轉(zhuǎn)移。數(shù)據(jù)應(yīng)用已不再局限于某一企業(yè)和部門(mén)，而分布于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。系統(tǒng)整合、資源共享、簡(jiǎn)化管理、降低成本以及自動(dòng)存儲(chǔ)將成為信息存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展要求。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)（Storage Virtualization）是解決這些問(wèn)題的有效手段，現(xiàn)成為信息存儲(chǔ)技術(shù)的主要發(fā)展方向。其重要地位日趨顯著，不僅體現(xiàn)在技術(shù)方面，更體現(xiàn)在應(yīng)用方面。

存儲(chǔ)虛擬化不是一個(gè)新概念，如卷管理就是一種存儲(chǔ)虛擬化的服務(wù)器軟件，但網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的飛速發(fā)展給存儲(chǔ)虛擬化賦予了新的內(nèi)涵。使之成為共享存儲(chǔ)管理中的主流技術(shù)。存儲(chǔ)虛擬化把不同接口協(xié)議（如SCSI,iSCSI或FC等）的物理存儲(chǔ)設(shè)備（如JBOD,RAID和磁帶庫(kù)等）整合成一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)池，根據(jù)需要為主機(jī)創(chuàng)建和提供虛擬存儲(chǔ)卷。在虛擬存儲(chǔ)技術(shù)管理下的各種存儲(chǔ)設(shè)備，在主機(jī)應(yīng)用程序面前呈現(xiàn)為一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)池，而不依賴于其位置、數(shù)量及種類，它對(duì)用戶完全透明，等效于一個(gè)本地大硬盤(pán)。該虛擬存儲(chǔ)池可根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)而透明地?cái)U(kuò)容，并能按用戶要求，透明地實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)遷移。

2.存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)原理

存儲(chǔ)虛擬化的基本原理是，把多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊（如硬盤(pán)、磁盤(pán)、磁帶）通過(guò)一定手段集中管理。從主機(jī)和工作站的角度看它不是多個(gè)硬盤(pán)，而是一個(gè)分區(qū)或者一個(gè)卷，如同一個(gè)超大容量的硬盤(pán)。這些分區(qū)或者卷利用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)平臺(tái)上的卷管理軟件進(jìn)行管理，把多個(gè)磁盤(pán)組或者多個(gè)磁盤(pán)條帶組織起來(lái)，虛擬成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)塊集，這樣操作系統(tǒng)就可以統(tǒng)一而方便地使用所有磁盤(pán)。

存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)將底層存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行抽象化管理，在服務(wù)器層屏蔽存儲(chǔ)設(shè)備硬件的特殊性，只保留其統(tǒng)一的邏輯特性，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)集中、統(tǒng)一而方便的管理。整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的虛擬存儲(chǔ)部分就像計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。對(duì)下層管理各種具體設(shè)備，對(duì)上層提供相對(duì)統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境和資源使用方式。

從目前情況看，存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)有以下4種功能。

2.1提高存儲(chǔ)系統(tǒng)性

在傳統(tǒng)磁盤(pán)陣列中。不同容量的磁盤(pán)無(wú)法混合使用，而虛擬技術(shù)可以把不同時(shí)期購(gòu)買(mǎi)的不同容量磁盤(pán)，統(tǒng)一起來(lái)使用。數(shù)據(jù)塊虛擬存儲(chǔ)方案為多臺(tái)客戶機(jī)提供了極高的帶寬，最大限度地減少了延時(shí)和沖突的發(fā)生。

2.2提高系統(tǒng)容量

顯而易見(jiàn)，虛擬空間的磁盤(pán)、磁帶等增加了系統(tǒng)容量。

2.3改變?cè)O(shè)備使用方式

例如，服務(wù)器不必關(guān)心后端物理設(shè)備，也不會(huì)因?yàn)槲锢碓O(shè)備發(fā)生任何變化而受任何影響。磁帶可當(dāng)作磁盤(pán)使用，磁盤(pán)也可當(dāng)作磁帶使用。TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)連接可虛擬成ScSI連接。例如彩帶設(shè)備，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，只能被當(dāng)作順序讀寫(xiě)設(shè)備使用，通過(guò)虛擬化技術(shù)，變成可隨機(jī)讀寫(xiě)的塊設(shè)備，擺脫了離線存儲(chǔ)的宿命而加了在線存儲(chǔ)的行列。

2.4加強(qiáng)存儲(chǔ)系統(tǒng)安全性

例如，虛擬文件系統(tǒng)存儲(chǔ)方案著重解決網(wǎng)絡(luò)中文件共享的安全機(jī)制問(wèn)題。

3.存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)類型

3.1對(duì)稱式與非對(duì)稱式

目前，存儲(chǔ)虛擬化的發(fā)展尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。從存儲(chǔ)虛擬化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)講，有對(duì)稱式和非對(duì)稱式兩種，根據(jù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制又分為帶內(nèi)和帶外兩種基本類型。兩種方式的主要區(qū)別在于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)I/O與控制信息是否使用同一通道，如圖1和2所示。