简述存储虚拟化的技术架构

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一、简述虚拟化的架构及特点

虚拟化[1]是一个广义术语，指的是在虚拟基础上而不是在真实基础上运行的计算机组件。它是一个旨在简化资源管理和优化的解决方案。就像一栋开放透明的办公楼，整层都没有实体墙。用户可以以相同的成本建造更独立、更合适的办公空间，节省成本并最大化空间利用率。这种根据需要重新调度有限的固定资源以实现最大利用率的想法在IT领域被称为虚拟化技术。

               虚拟化技术可以扩展硬件的容量并简化软件的重新配置过程。CPU虚拟化技术可以用单个CPU模拟多个CPU并行，使一个平台可以同时运行多个操作系统，应用程序可以在独立的区域运行而不互相影响，大大提高了计算机工作的效率。虚拟化技术与多任务和超线程技术有着本质的区别。多任务处理是指在一个操作系统中同时运行多个程序。在虚拟化技术中，可以同时运行多个操作系统，每个虚拟CPU或虚拟主机中运行多个程序；而超线程技术只是用一个CPU模拟两个CPU来平衡程序运行性能，但是模拟的两个CPU不能分开，只能一起工作。虚拟化技术也不同于VMwareWorkstation等软件，同样可以实现虚拟效果。这是一项巨大的技术进步，尤其体现在与软件虚拟机相关的开销的减少以及对更广泛操作系统的支持。虚拟化技术有很多定义，下面列出了其中一些定义。“虚拟化是以一种对用户和应用程序都有利的方式表示计算资源的过程，而不是以在实施、地理位置或物理包装方面专有的方式表示这些资源。”它提供了数据、计算能力、存储和其他资源的逻辑视图，而不是物理视图。”-JonathanEunice，IlluminataInc.“虚拟化是表示计算资源的逻辑组（或子集）的过程，以便它们能够可以通过受益于原始配置的方式进行访问。这种新的资源虚拟视图并不独立于底层资源的实现、地理位置等。“虚拟化：为一组相似的资源提供一组通用的抽象接口，从而隐藏属性和操作之间的差异，并提供通用的方式查看并“管理资源已启用。”–OpenGridServicesArchitectureGlossaryofTerms。

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二、存储虚拟化的存储技术

存储系统在能力和性能上必须是直线连接的，将问题推到系统硬件上并不是解决问题的办法。存储虚拟化需要一种新的软件方法来扩展架构，以实现千兆字节的数据传输和存储。
存储技术主要包括以下几点：
虚拟存储虚拟化是基于安装在一台或多台主机上的代理或管理软件来实现存储虚拟化的控制和管理。当控制程序在主机上运行时，主机需要时间来处理。
因此，这种方法的可用性较差，而且产品本身也不是很好。基于主机的访问还可能会允许对受保护数据进行未经授权的访问，从而影响系统的完整性和安全性。
这种方法需要在主机上安装相应的控制软件，这样一台主机的故障就会影响整个SAN系统中数据的完整性。由于不同存储厂商的软硬件差异，软件容器存储虚拟化还会引入不必要的互操作开销，因此这种方法更不灵活。
但由于不需要任何额外的硬件，网络虚拟化方法最容易实现，设备成本也最低。采用这种方式的供应商往往销售存储管理领域的软件，目前已经拥有成熟的软件产品。
这些程序可以提供易于使用的图形界面，可以轻松用于SAN管理和虚拟化。在主机和小型SAN结构中具有良好的负载平衡机制。从这个意义上说，基于主机虚拟化的存储是一个经济高效的系统。
存储虚拟化方法是基于具有提供相关功能的存储模块的存储设备。如果没有第三方虚拟化培训，基于存储的虚拟化往往提供不完整的存储虚拟化解决方案。对于包含多供应商存储设备的SAN存储系统，此方法效果不佳。存储厂商所依赖的功能模块排除了存储系统中JBODS（Justa一堆磁盘，简单硬盘组）和简单设备的使用，因为这些设备不提供存储虚拟化功能。当然，采取这种方法最终意味着封锁一个供应商的商店。
基于虚拟化的存储方法也有一些优点：这种方法在文件系统中更容易实现，更容易与某个存储设备供应商安排，同时更容易管理。对于用户或管理者来说，完全透明更容易。然而，应该指出的是，缺乏足够的软件使得解决方案更难以定制和监控。
一般来说，实现存储虚拟化的另一种方式是将其分为三类：设备交换虚拟化、基于磁盘的虚拟化以及集成到应用程序中的虚拟化。对于这三种不同的虚拟化方式，存储厂商都有自己独特的工具。飞康的IPStor/NSS存储虚拟化产品自2001年开始上市。自2014年起，正式发布第七代虚拟化产品。当飞康NSS占用底层磁盘子系统卷时，可以通过两种方式获取访问权限：一是直接将底层磁盘卷虚拟化到VirtualDisk（虚拟磁盘）中进行NSS管理和分配；可以转换为SED（Service-EnabledDevices）磁盘设备，用于NSS管理和映射。当转换为SED设备时，原始磁盘卷上的数据无法更改，并且可以通过NSS快速部署到主机系统。整个访问过程非常简单，不需要迁移数据，时间间隔也很小。(SVC)可以将多个磁盘系统的容量整合为一个“容量池”。额外补充）。去年，HDS（日立数据系统有限公司）紧随其后，发布了基于磁盘的阵列解决方案TagmaStore通用存储平台（USP）。近日，EMC最新发布了基于交换的Invista网络存储虚拟化解决方案。

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三、服务器虚拟化的三种架构模型服务器虚拟化的三种架构模型是Type1Hypervisor、Type2Hypervisor和容器化。
详细解释如下：
1Hypervisor
也称为“本机”或“裸机”hypervisor。这种虚拟化架构直接运行在物理硬件上，无需底层操作系统支持。因此，Type1Hypervisor可以提供更高的性能和更好的安全性。在该模型中，虚拟服务器可以直接访问硬件，可以达到接近物理服务器的性能。一个典型的例子是基于KVM（Kernel-basedVirtualMachine）的虚拟化解决方案。
2Hypervisor
Type2Hypervisor在主机操作系统上运行，因此也称为“托管”管理程序。它通过主机操作系统管理和访问物理硬件资源。由于需要额外的操作系统层，Type2Hypervisor在性能方面可能比Type1稍差。然而，一般来说，它更容易安装和配置并且更易于管理。VMwareWorkstation和VirtualBox是Type2Hypervisor的典型例子。
3.容器化
容器化和Hypervisor虚拟化虽然在技术上有所不同，但它们也是服务器虚拟化的重要方法。容器化涉及将应用程序及其依赖项打包到一个独立的“容器”中，然后可以在任何Linux环境中运行。这种方法允许多个独立的应用程序在同一操作系统上运行，从而提高资源利用率和交付速度。Docker是目前最流行的容器化技术。
以上是服务器虚拟化的三种主要架构模型。每种模型都有其优点和缺点。您选择哪种型号取决于您的具体要求，例如：B.性能、安全性、资源利用率、部署和管理的复杂性等因素。选择虚拟化技术时，您必须权衡这些因素，找到最适合您的解决方案。