存儲(chǔ)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)SNIA(存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì))給出了存儲(chǔ)虛擬化(Storage Virtualization)的定義：“通過(guò)將存儲(chǔ)系統(tǒng)/子系統(tǒng)的內(nèi)部功能從應(yīng)用程序、計(jì)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(xiàn)獨(dú)立于應(yīng)用程序,、網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)管理”,。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)將底層存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行抽象化統(tǒng)一管理,，向服務(wù)器層屏蔽存儲(chǔ)設(shè)備硬件的特殊性，而只保留其統(tǒng)一的邏輯特性,，從而實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)系統(tǒng)的集中,、統(tǒng)一、方便的管理,。

    與傳統(tǒng)存儲(chǔ)相比,，虛擬化存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：磁盤(pán)利用率高，傳統(tǒng)存儲(chǔ)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(dá)70-90%,；存儲(chǔ)靈活，可以適應(yīng)不同廠商,、不同類(lèi)別的異構(gòu)存儲(chǔ)平臺(tái),，為存儲(chǔ)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(chǔ)系統(tǒng)集中管理的手段,，避免了由于存儲(chǔ)設(shè)備擴(kuò)充所帶來(lái)的管理方面的麻煩；性能更好,，虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)可以很好地進(jìn)行負(fù)載均衡,，把每一次數(shù)據(jù)訪問(wèn)所需的帶寬合理地分配到各個(gè)存儲(chǔ)模塊上，提高了系統(tǒng)的整體訪問(wèn)帶寬,。

    虛擬化存儲(chǔ)有多種分類(lèi)方法,，從大的方面可以分為：根據(jù)在I/O路徑中實(shí)現(xiàn)虛擬化的位置不同進(jìn)行分類(lèi)；根據(jù)控制路徑和數(shù)據(jù)路徑的不同進(jìn)行分類(lèi),。根據(jù)在I/O路徑中實(shí)現(xiàn)虛擬化的位置不同,，虛擬化存儲(chǔ)可以分為主機(jī)的虛擬存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲(chǔ),、存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ),。根據(jù)控制路徑和數(shù)據(jù)路徑的不同，虛擬化存儲(chǔ)分為對(duì)稱(chēng)虛擬化與不對(duì)稱(chēng)虛擬化,。

虛擬化存儲(chǔ)的系統(tǒng)構(gòu)成

     云存儲(chǔ)中的一種典型存儲(chǔ)方式為分布式存儲(chǔ),。在這種方式中，一般采用帶外虛擬化的方式管理存儲(chǔ)設(shè)備,，元數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)傳輸都是通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成,。這種虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)主要有四類(lèi)不同的存儲(chǔ)設(shè)備。

    客戶(hù)端： 客戶(hù)端向外為客戶(hù)提供各種應(yīng)用服務(wù),，如萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù),、數(shù)據(jù)庫(kù)、文件服務(wù),、科學(xué)計(jì)算等,。 客戶(hù)端上運(yùn)行存儲(chǔ)代理軟件,，提供網(wǎng)絡(luò)虛擬設(shè)備供應(yīng)用程序讀寫(xiě)訪問(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(tǒng)的配置和管理,。通過(guò)Internet,、Telnet或其它接口登陸云存儲(chǔ)平臺(tái)，以遠(yuǎn)程的方式配置和管理整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng),。

     元數(shù)據(jù)服務(wù)器：云存儲(chǔ)系統(tǒng)的 元數(shù)據(jù)服務(wù)器(MDS)管理著整個(gè)系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)和對(duì)象數(shù)據(jù)的布局信息,，負(fù)責(zé)系統(tǒng)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(chǔ)管理軟件和集群管理軟件可管理整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置和運(yùn)行,。另外，MDS通過(guò)冗余管理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)普通存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)冗余關(guān)系,。

     對(duì)象存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)：每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)都是獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備,，負(fù)責(zé)對(duì)象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、備份,、遷移和恢復(fù),，并負(fù)責(zé)監(jiān)控其他存儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行狀況和資源情況。同時(shí),，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行著虛擬化存儲(chǔ)管理軟件,，并存儲(chǔ)了應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)。

虛擬化存儲(chǔ)的模型與應(yīng)用

虛擬化存儲(chǔ)的三層模型

    根據(jù)云存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn),，可將虛擬化存儲(chǔ)的模型分為三層：物理設(shè)備虛擬化層,、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)虛擬化層、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化層,。三層虛擬化存儲(chǔ)模型大大降低了存儲(chǔ)管理的復(fù)雜度,，有效地封裝了底層存儲(chǔ)設(shè)備的復(fù)雜性和多樣性，使系統(tǒng)具備了更好的擴(kuò)展性和靈活性,。用戶(hù)只需將存儲(chǔ)設(shè)備添加到存儲(chǔ)池中并進(jìn)行簡(jiǎn)單配置,，就可以創(chuàng)建虛擬卷，而不必關(guān)注系統(tǒng)中單個(gè)設(shè)備的物理存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)介質(zhì)的屬性,，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理,。

    物理設(shè)備虛擬化層：主要用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)塊級(jí)別的資源分配和管理，利用底層物理設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)連續(xù)的邏輯地址空間,，即存儲(chǔ)池,。根據(jù)物理設(shè)備的屬性和用戶(hù)的需求，存儲(chǔ)池可以有多個(gè)不同的數(shù)據(jù)屬性,，例如讀寫(xiě)特征,、性能權(quán)重和可靠性等級(jí)。按需分配的存儲(chǔ)設(shè)備作為一個(gè)邏輯卷管理器,，可以從存儲(chǔ)池中分配邏輯卷,，動(dòng)態(tài)地分配存儲(chǔ)資源,，并管理數(shù)據(jù)塊的映射和轉(zhuǎn)發(fā)。

     存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)虛擬化層：可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部多個(gè)存儲(chǔ)池之間的資源分配和管理,，將一個(gè)或者多個(gè)按需分配的存儲(chǔ)池整合為在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的統(tǒng)一的虛擬存儲(chǔ)池,。這個(gè)虛擬化層由存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)虛擬模塊在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，對(duì)下管理按需分配的存儲(chǔ)設(shè)備,，對(duì)上支持存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化層,。

    存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)虛擬化層：可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的資源分配和管理，集中地管理所有存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)池,，以組成一個(gè)統(tǒng)一的虛擬存儲(chǔ)池,。這個(gè)虛擬化層由虛擬存儲(chǔ)管理模塊在虛擬存儲(chǔ)管理服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)，以帶外虛擬化方式管理虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的資源分配,，為虛擬磁盤(pán)管理提供地址映射,、查詢(xún)等服務(wù)。

廣泛的應(yīng)用

    虛擬化技術(shù)已經(jīng)在存儲(chǔ)領(lǐng)域得到 廣泛的應(yīng)用,。

    各個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備廠商紛紛推出了自己的虛擬化存儲(chǔ)產(chǎn)品,。令人矚目的是，華為提供了企業(yè)級(jí)虛擬化存儲(chǔ)服務(wù),，推出了針對(duì)云計(jì)算的虛擬機(jī)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬機(jī),，以及VTL虛擬帶庫(kù)和VIS產(chǎn)品。同時(shí),，華為在云存儲(chǔ)系統(tǒng)中也大量應(yīng)用了虛擬化技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了 元數(shù)據(jù)服務(wù)器的虛擬化VMDS，對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬化VOSN,，以及數(shù)據(jù)容器的虛擬化,，等等。

    虛擬化存儲(chǔ)在各種行業(yè)中已經(jīng)開(kāi)始了大規(guī)模應(yīng)用,。這些應(yīng)用包括：

    數(shù)據(jù)中心：應(yīng)用虛擬化技術(shù)提供計(jì)算和存儲(chǔ)服務(wù)中心,、網(wǎng)絡(luò)管理中心、災(zāi)難恢復(fù)中心,、IT資源租賃中心等服務(wù),。

    電信行業(yè)：隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 電信行業(yè)面臨兩方面的挑戰(zhàn),，一方面降低IT架構(gòu)的成本,，另一方面提高IT架構(gòu)的可用性。虛擬化技術(shù)正是解決這一問(wèn)題有效辦法,。

    銀行證券保險(xiǎn)行業(yè)：利用虛擬化進(jìn)行容災(zāi),，采取“兩地三中心”方案，即生產(chǎn)中心、同城災(zāi)備中心,、異地災(zāi)備中心,。同城災(zāi)備中心負(fù)責(zé)一般性災(zāi)難的防范，異地災(zāi)備中心用來(lái)防范大范圍的災(zāi)難,。利用虛擬化技術(shù),，可以在統(tǒng)一的虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)跨 數(shù)據(jù)中心的虛擬化管理,。

    政府信息系統(tǒng)：政府?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)正受到前所未有的重視,。系統(tǒng)利用先進(jìn)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，建立統(tǒng)一,、標(biāo)準(zhǔn),、共享的數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)平臺(tái)，能夠有效地管理龐大,、繁多,、復(fù)雜的數(shù)據(jù)及相關(guān)的設(shè)備，提高資源利用率,，并建立起全面的數(shù)據(jù)安全保障體系。