详解虚拟存储技术及其应用
随着围绕数字化、网络化开展的各种多媒体处理业务的不断增加，存储系
统网络平台已经成为一个核心平台，同时各种应用对平台的要求也越来越高，
不光是在存储容量上，还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、
存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台的综合性能的优劣，将直
接影响到整个系统的正常运行。
为达到这些要求，一种新兴的技术正越来越受到大家的关注，即虚拟存储
技术。
其实虚拟化技术并不是一件很新的技术，它的发展，应该说是随着计算机
技术的发展而发展起来的，最早是始于70年代。由于当时的存储容量，特别是内存容量成本非常高、容量也很小，对于大型应用程序或多程序应用就受到了
很大的限制。为了克服这样的限制，人们就采用了虚拟存储的技术，最典型的
应用就是虚拟内存技术。随着计算机技术以及相关信息处理技术的不断发展，
人们对存储的需求越来越大。这样的需求刺激了各种新技术的出现，比如磁盘
性能越来越好、容量越来越大。但是在大量的大中型信息处理系统中，单个磁
盘是不能满足需要，这样的情况下存储虚拟化技术就发展起来了。在这个发展
过程中也由几个阶段和几种应用。首先是磁盘条带集(RAID，可带容错)技术，
将多个物理磁盘通过一定的逻辑关系集合起来，成为一个大容量的虚拟磁盘。
而随着数据量不断增加和对数据可用性要求的不断提高，又一种新的存储技术
应运而生，那就是存储区域网络(SAN)技术。SAN的广域化则旨在将存储设备实
现成为一种公用设施，任何人员、任何主机都可以随时随地获取各自想要的数据。目前讨论比较多的包括iSCSI、FC Over IP等技术，由于一些相关的标准
还没有最终确定，但是存储设备公用化、存储网络广域化是一个不可逆转的潮流。
一、虚拟存储的概念
所谓虚拟存储，就是把多个存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一定的手段
集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池(Storage Pool)中得到统一管理，
从主机和工作站的角度，看到就不是多个硬盘，而是一个分区或者卷，就好象
是一个超大容量(如1T以上)的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟存储。
二、虚拟存储的分类
目前虚拟存储的发展尚无统一标准，从虚拟化存储的拓扑结构来讲主要有
两种方式：即对称式与非对称式。对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备
与存储软件系统、交换设备集成为一个整体，内嵌在网络数据传输路径中；非
对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。从虚拟
化存储的实现原理来讲也有两种方式；即数据块虚拟与虚拟文件系统。具体如下：
1.对称式虚拟存储
图1
图1对称式虚拟存储解决方案的示意图
在图1所示的对称式虚拟存储结构图中，存储控制设备High Speed
Traffic Directors(HSTD)与存储池子系统Storage Pool集成在一起，组成
SAN Appliance。可以看到在该方案中存储控制设备HSTD在主机与存储池数据
交换的过程中起到核心作用。该方案的虚拟存储过程是这样的：由HSTD内嵌的存储管理系统将存储池中的物理硬盘虚拟为逻辑存储单元(LUN)，并进行端口映射(指定某一个LUN能被哪些端口所见)，主机端将各可见的存储单元映射为操
作系统可识别的盘符。当主机向SAN Appliance写入数据时，用户只需要将数
据写入位置指定为自己映射的盘符(LUN)，数据经过HSTD的高速并行端口，先
写入高速缓存，HSTD中的存储管理系统自动完成目标位置由LUN到物理硬盘的
转换，在此过程中用户见到的只是虚拟逻辑单元，而不关心每个LUN的具体物
理组织结构。该方案具有以下主要特点：
(1)采用大容量高速缓存，显著提高数据传输速度。
缓存是存储系统中广泛采用的位于主机与存储设备之间的I/O路径上的中
间介质。当主机从存储设备中读取数据时，会把与当前数据存储位置相连的数
据读到缓存中，并把多次调用的数据保留在缓存中；当主机读数据时，在很大
几率上能够从缓存中找到所需要的数据。直接从缓存上读出。而从缓存读取数
据时的速度只受到电信号传播速度的影响(等于光速)，因此大大高于从硬盘读
数据时盘片机械转动的速度。当主机向存储设备写入数据时，先把数据写入缓
存中，待主机端写入动作停止，再从缓存中将数据写入硬盘，同样高于直接写
入硬盘的速度
(2)多端口并行技术，消除了I/O瓶颈。
传统的FC存储设备中控制端口与逻辑盘之间是固定关系，访问一块硬盘只能通过控制它的控制器端口。在对称式虚拟存储设备中，SAN Appliance的存
储端口与LUN的关系是虚拟的，也就是说多台主机可以通过多个存储端口(最多
8个)并发访问同一个LUN；在光纤通道100MB/带宽的大前提下，并行工作的端
口数量越多，数据带宽就越高。
(3)逻辑存储单元提供了高速的磁盘访问速度。
在视频应用环境中，应用程序读写数据时以固定大小的数据块为单位(从
512byte到1MB之间)。而存储系统为了保证应用程序的带宽需求，往往设计为
传输512byte以上的数据块大小时才能达到其最佳I/O性能。在传统SAN结构中，当容量需求增大时，唯一的解决办法是多块磁盘(物理或逻辑的)绑定为带
区集，实现大容量LUN。在对称式虚拟存储系统中，为主机提供真正的超大容量、高性能LUN，而不是用带区集方式实现的性能较差的逻辑卷。与带区集相比，Power LUN具有很多优势，如大块的I/O block会真正被存储系统所接受，有效提高数据传输速度；并且由于没有带区集的处理过程，主机CPU可以解除
很大负担，提高了主机的性能。
(4)成对的HSTD系统的容错性能。
在对称式虚拟存储系统中，HSTD是数据I/O的必经之地，存储池是数据存
放地。由于存储池中的数据具有容错机制保障安全，因此用户自然会想到HSTD
是否有容错保护。象许多大型存储系统一样，在成熟的对称式虚拟存储系统中，HSTD是成对配制的，每对HSTD之间是通过SAN Appliance内嵌的网络管理服
务实现缓存数据一致和相互通信的。
(5)在SAN Appliance之上可方便的连接交换设备，实现超大规模Fabric 结构的SAN。
因为系统保持了标准的SAN结构，为系统的扩展和互连提供了技术保障，所以在SAN Appliance之上可方便的连接交换设备，实现超大规模Fabric结构的SAN。
2.非对称式虚拟存储系统
图2
图2非对称式虚拟存储系统示意图
在图2所示的非对称式虚拟存储系统结构图中，网络中的每一台主机和虚拟存储管理设备均连接到磁盘阵列，其中主机的数据路径通过FC交换设备到达磁盘阵列；虚拟存储设备对网络上连接的磁盘阵列进行虚拟化操作，将各存储阵列中的LUN虚拟为逻辑带区集(Strip),并对网络上的每一台主机指定对每一个Strip的访问权限(可写、可读、禁止访问)。当主机要访问某个Strip时，首先要访问虚拟存储设备，读取Strip信息和访问权限，然后再通过交换设备访问实际的Strip中的数据。在此过程中，主机只会识别到逻辑的Strip，而不会直接识别到物理硬盘。这种方案具有如下特点：
(1)将不同物理硬盘阵列中的容量进行逻辑组合，实现虚拟的带区集，将多个阵列控制器端口绑定，在一定程度上提高了系统的可用带宽。
(2)在交换机端口数量足够的情况下，可在一个网络内安装两台虚拟存储设备，实现Strip信息和访问权限的冗余。
但是该方案存在如下一些不足：
(1)该方案本质上是带区集--磁盘阵列结构，一旦带区集中的某个磁盘阵列控制器损坏，或者这个阵列到交换机路径上的铜缆、GBIC损坏，都会导致一个虚拟的LUN离线，而带区集本身是没有容错能力的，一个LUN的损坏就意味着整个Strip里面数据的丢失。
(2)由于该方案的带宽提高是通过阵列端口绑定来实现的，而普通光纤通道阵列控制器的有效带宽仅在40MB/S左右，因此要达到几百兆的带宽就意味着要调用十几台阵列，这样就会占用几十个交换机端口，在只有一两台交换机的中
小型网络中，这是不可实现的。
(3)由于各种品牌、型号的磁盘阵列其性能不完全相同，如果出于虚拟化的目的将不同品牌、型号的阵列进行绑定，会带来一个问题：即数据写入或读出
时各并发数据流的速度不同，这就意味着原来的数据包顺序在传输完毕后被打乱，系统需要占用时间和资源去重新进行数据包排序整理，这会严重影响系统
性能。
3.数据块虚拟与虚拟文件系统
以上从拓扑结构角度分析了对称式与非对称式虚拟存储方案的异同，实际
从虚拟化存储的实现原理来讲也有两种方式；即数据块虚拟与虚拟文件系统。
数据块虚拟存储方案着重解决数据传输过程中的冲突和延时问题。在多交
换机组成的大型Fabric结构的SAN中，由于多台主机通过多个交换机端口访问存储设备，延时和数据块冲突问题非常严重。数据块虚拟存储方案利用虚拟的
多端口并行技术，为多台客户机提供了极高的带宽，最大限度上减少了延时与
冲突的发生，在实际应用中，数据块虚拟存储方案以对称式拓扑结构为表现形式。
虚拟文件系统存储方案着重解决大规模网络中文件共享的安全机制问题。
通过对不同的站点指定不同的访问权限，保证网络文件的安全。在实际应用中，虚拟文件系统存储方案以非对称式拓扑结构为表现形式。
三、虚拟存储技术的实现方式
目前实现虚拟存储主要分为如下几种：
1.在服务器端的虚拟存储
服务器厂商会在服务器端实施虚拟存储。同样，软件厂商也会在服务器平
台上实施虚拟存储。这些虚拟存储的实施都是通过服务器端将镜像映射到外围
存储设备上，除了分配数据外，对外围存储设备没有任何控制。服务器端一般
是通过逻辑卷管理来实现虚拟存储技术。逻辑卷管理为从物理存储映射到逻辑
上的卷提供了一个虚拟层。服务器只需要处理逻辑卷，而不用管理存储设备的
物理参数。
用这种构建虚拟存储系统，服务器端是一性能瓶颈，因此在多媒体处理领
域几乎很少采用。
2.在存储子系统端的虚拟存储
另一种实施虚拟的地方是存储设备本身。这种虚拟存储一般是存储厂商实
施的，但是很可能使用厂商独家的存储产品。为避免这种不兼容性，厂商也许
会和服务器、软件或网络厂商进行合作。当虚拟存储实施在设备端时，逻辑(虚拟)环境和物理设备同在一个控制范围中，这样做的益处在于：虚拟磁盘高度有效地使用磁盘容量，虚拟磁带高度有效地使用磁带介质。
在存储子系统端的虚拟存储设备主要通过大规模的RAID子系统和多个I/O
通道连接到服务器上，智能控制器提供LUN访问控制、缓存和其他如数据复制
等的管理功能。这种方式的优点在于存储设备管理员对设备有完全的控制权，
而且通过与服务器系统分开，可以将存储的管理与多种服务器操作系统隔离，
并且可以很容易地调整硬件参数。
3.网络设备端实施虚拟存储
网络厂商会在网络设备端实施虚拟存储，通过网络将逻辑镜像映射到外围
存储设备，除了分配数据外，对外围存储设备没有任何控制。在网络端实施虚
拟存储具有其合理性，因为它的实施既不是在服务器端，也不是在存储设备端，而是介于两个环境之间，可能是最"开放"的虚拟实施环境，最有可能支持任何
的服务器、操作系统、应用和存储设备。从技术上讲，在网络端实施虚拟存储
的结构形式有以下两种：即对称式与非对称式虚拟存储。
从目前的虚拟存储技术和产品的实际情况来看，基于主机和基于存储的方
法对于初期的采用者来说魅力最大，因为他们不需要任何附加硬件，但对于异
构存储系统和操作系统而言，系统的运行效果并不是很好。基于互联设备的方
法处于两者之间，它回避了一些安全性问题，存储虚拟化的功能较强，能减轻单一主机的负载，同时可获得很好的可扩充性。
不管采用何种虚拟存储技术，其目的都使为了提供一个高性能、安全、稳定、可靠、可扩展的存储网络平台，满足节目制作网络系统的苛刻要求。根据综合的性能价格比来说，一般情况下，在基于主机和基于存储设备的虚拟存储技术能够保证系统的数据处理能力要求时，优先考虑，因为这两种虚拟存储技术构架方便、管理简单、维护容易、产品相对成熟、性能价格比高。在单纯的基于存储设备的虚拟存储技术无法保证存储系统性能要求的情况下，我们可以考虑采用基于互连设备的虚拟存储技术。
四、虚拟存储的特点
虚拟存储具有如下特点：
(1)虚拟存储提供了一个大容量存储系统集中管理的手段，由网络中的一个环节(如服务器)进行统一管理，避免了由于存储设备扩充所带来的管理方面的麻烦。例如，使用一般存储系统，当增加新的存储设备时，整个系统(包括网络中的诸多用户设备)都需要重新进行繁琐的配置工作，才可以使这个"新成员"加入到存储系统之中。而使用虚拟存储技术，增加新的存储设备时，只需要网络管理员对存储系统进行较为简单的系统配置更改，客户端无需任何操作，感觉上只是存储系统的容量增大了。
(2)虚拟存储对于视频网络系统最有价值的特点是：可以大大提高存储系统整体访问带宽。存储系统是由多个存储模块组成，而虚拟存储系统可以很好地进行负载平衡，把每一次数据访问所需的带宽合理地分配到各个存储模块上，这样系统的整体访问带宽就增大了。例如，一个存储系统中有4个存储模块，每一个存储模块的访问带宽为50MBps，则这个存储系统的总访问带宽就可以接近各存储模块带宽之和，即200MBps。
(3)虚拟存储技术为存储资源管理提供了更好的灵活性，可以将不同类型的存储设备集中管理使用，保障了用户以往购买的存储设备的投资。
(4)虚拟存储技术可以通过管理软件，为网络系统提供一些其它有用功能，如无需服务器的远程镜像、数据快照(Snapshot)等。
五、虚拟存储的应用由于虚拟存储具有上述特点，虚拟存储技术正逐步成
为共享存储管理的主流技术，其应用具体如下：
1.数据镜像
数据镜像就是通过双向同步或单向同步模式在不同的存储设备间建立数据
复本。一个合理的解决方案应该能在不依靠设备生产商及操作系统支持的情况下，提供在同一存储阵列及不同存储阵列间制作镜像的方法。
2.数据复制
通过IP地址实现的远距离数据迁移(通常为异步传输)对于不同规模的企业来说，都是一种极为重要的数据灾难恢复工具。好的解决方案不应当依赖特殊
的网络设备支持，同时，也不应当依赖主机，以节省企业的管理费用。
3.磁带备份增强设备
过去的几年，在磁带备份技术上鲜有新发展。尽管如此，一个网络存储设
备平台亦应能在磁带和磁盘间搭建桥路，以高速、平稳、安全地完成备份工作。
4.实时复本
出于测试、拓展及汇总或一些别的原因，企业经常需要制作数据复本。
5.实时数据恢复
利用磁带来还原数据是数据恢复工作的主要手段，但常常难以成功。数据
管理工作其中一个重要的发展新方向是将近期内的备分数据(可以是数星期前的历史数据)转移到磁盘介质，而非磁带介质。用磁盘恢复数据就象闪电般迅速(所有文件能在60秒内恢复)，并远比用磁带恢复数据安全可靠。同时，整卷(Volume)数据都能被恢复。
6.应用整合
存储管理发展的又一新方向是，将服务贴近应用。没有一个信息技术领域
的管理人员会单纯出于对存储设备的兴趣而去购买它。存储设备是用来服务于
应用的，比如数据库，通讯系统等等。通过将存储设备和关键的企业应用行为
相整合，能够获取更大的价值，同时，大大减少操作过程中遇到的难题。
7.虚拟存储在数字视频网络中的应用
现在我着重介绍虚拟存储在数字视频网络中的应用。
数字视频网络对广播电视行业来说已经不是一个陌生的概念了，由于它在
广播电视技术数字化进程中起到了重要的作用，国内各级电视台对其给予极大
的关注，并且开始构造和应用这类系统，在数字视频网的概念中完全打破了以
往一台录象机、一个编辑系统、一套播出系统的传统结构，而代之以上载工作站、编辑制作工作站、播出工作站及节目存储工作站的流程，便于操作和管理。节目上载、节目编辑、节目播出在不同功能的工作站上完成，可成倍提高工作
效率。同时，由于采用非线性编辑系统，除了采集时的压缩损失外。信号在制作、播出过程中不再有任何损失，节目的技术质量将大大提高。
在现有的视频网络系统中，虽然电脑的主频、网络的传输速率以及交换设
备的性能，已经可以满足绝大多数应用的要求，但其中存储设备的访问带宽问
题成为了系统的一个主要性能瓶颈。视频编辑、制作具有数据量存储大、码流高、实时性强、安全性重要等特点。这就要求应用于视频领域的存储技术和产
品必须具有足够的带宽并且稳定性要好。
在单机应用时，为了保证一台编辑站点有足够的数据带宽，SCSI技术、本
地独立磁盘冗余阵例RAID(Redundant Array of Independent Disks)技术(包
括软件和硬件)被广泛应用，它通过把若干个SCSI硬盘加上控制器组成一个大
容量，快速响应，高可靠性的存储子系统，从用户看可作为一个逻辑盘或者虚
拟盘，从而大大提高了数据传输率和存储容量，同时利用纠错技术提高了存储
的可靠性，并可满足带宽要求。
随着节目制作需求的发展，要求2-3台站点共享编辑数据。这时可利用SCSI网络技术实现这一要求。几台编辑站点均配置高性能的SCSI适配器，连
接至共享的SCSI磁盘阵列，既可以实现几个站点共享数据，又可以保证每一台单机的工作带宽。
光纤通道技术的成熟应用对视频网络的发展具有里程碑的意义，从此主机
与共享存储设备之间的连接距离限制从几米、十几米，扩展到几百米、几千米，再配合光纤通道交换设备，网络规模得到几倍、十几倍的扩充。这时候的
FC(Fibre Channel光纤通道)磁盘阵列--RAID容错技术、相对SCSI的高带宽、大容量，成为视频网络中的核心存储设备。
随着电视台规模的发展，全台级大规模视频网络的应用被提出。在这种需
求下，就必须将更先进的存储技术与产品引入视频领域。存储区域网(SAN)的发展目前正处于全速上升期，各种概念层出不穷。其中具有划时代意义的是虚拟
存储概念的提出。相对于传统的交换机加RAID阵列，主机通过硬件层直接访问阵列中的硬盘的SAN结构，虚拟存储的定位是将数据存储功能从实际的、物理
的数据存取过程中抽象出来，使普通用户在访问数据时不必关心具体的存储设
备的配置参数、物理位置及容量，从而简化用户和系统管理人员的工作难度
在设计一个视频网络系统的时候，对存储系统的选用，主要考虑如下几个
因素：(1)总体带宽性能；(2)可管理性；(3)安全性；(4)可扩展性；(5)系统成本。
当然，这些因素之间有时是相互制约的，特别是系统成本与性能和安全性
的关系。如何在这些因素之间寻求合理的、实用的、经济的配合，是一个需要
解决的课题。虚拟存储技术的出现，为我们在构建视频网络系统时提供了一个
切实可行的高性能价格比的解决方案。
从拓扑结构来讲，对称式的方案具有更高的带宽性能，更好的安全特性，
因此比较适合大规模视频网络应用。非对称式方案由于采用了虚拟文件原理，
因此更适合普通局域网(如办公网)的应用。
特别声明：
1：资料来源于互联网，版权归属原作者
2：资料内容属于网络意见，与本账号立场无关
3：如有侵权，请告知，立即删除。
虚拟存储技术及其应用 随着围绕数字化、网络化开展的各种多媒体处理业务的不断增加，存储系统网络平台已经成为一个核心平台，同时各种应用对平台的要求也越来越高，不光是在存储容量上，还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台的综合性能的优劣，将直接影响到整个系统的正常运行。 为达到这些要求，一种新兴的技术正越来越受到大家的关注，即虚拟存储技术。 其实虚拟化技术并不是一件很新的技术，它的发展，应该说是随着计算机技术的发展而发展起来的，最早是始于70年代。由于当时的存储容量，特别是内存容量成本非常高、容量也很小，对于大型应用程序或多程序应用就受到了很大的限制。为了克服这样的限制，人们就采用了虚拟存储的技术，最典型的应用就是虚拟内存技术。随着计算机技术以及相关信息处理技术的不断发展，人们对存储的需求越来越大。这样的需求刺激了各种新技术的出现，比如磁盘性能越来越好、容量越来越大。但是在大量的大中型信息处理系统中，单个磁盘是不能满足需要，这样的情况下存储虚拟化技术就发展起来了。在这个发展过程中也由几个阶段和几种应用。首先是磁盘条带集（RAID，可带容错）技术，将多个物理磁盘通过一定的逻辑关系集合起来，成为一个大容量的虚拟磁盘。而随着数据量不断增加和对数据可用性要求的不断提高，又一种新的存储技术应运而生，那就是存储区域网络（SAN）技术。SAN的广域化则旨在将存储设备实现成为一种公用设施，任何人员、任何主机都可以随时随地获取各自想要的数据。目前讨论比较多的包括iSCSI、FC Over IP 等技术，由于一些相关的标准还没有最终确定，但是存储设备公用化、存储网络广域化是一个不可逆转的潮流。 一、虚拟存储的概念 所谓虚拟存储，就是把多个存储介质模块（如硬盘、RAID）通过一定的手段集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池（Storage Pool）中得到统一管理，从主机和工作站的角度，看到就不是多个硬盘，而是一个分区或者卷，就好象是一个超大容量（如1T以上）的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟存储。 二、虚拟存储的分类 目前虚拟存储的发展尚无统一标准，从虚拟化存储的拓扑结构来讲主要有两种方式：即对称式与非对称式。对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统、交换设备集成为一个整体，内嵌在网络数据传输路径中；非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。从虚拟化存储的实现原理来讲也有两种方式；即数据块虚拟与虚拟文件系统。具体如下： 1．对称式虚拟存储 图1 图1对称式虚拟存储解决方案的示意图
存储虚拟化解决方案 1.1.1 存储虚拟化双机双柜解决方案 随着信息化建设的不断推进，各个企事业单位的活动越来越多的依赖于其关键的业务信息系统，这些业务信息系统对整个机构的运营和发展起着至关重要的作用，一旦发生宕机故障或应用停机，将给机构带来巨大的经济损失。 当前，大多数系统基于基于共享磁盘阵列模式的双机集群系统，通过在两台服务器上运行高可用性软件（双机软件或集群软件）和共用磁盘阵列来实现。它使用磁盘阵列作为两台服务器的共用存储设备，通过双机软件对磁盘阵列进行管理，同时对受保护的服务进行监控和管理。任何一台服务器运行一个应用时，应用数据存储在共享的数据空间内，每台服务器的操作系统和应用程序文件存储在其各自的本地储存空间上。 共享磁盘阵列双机集群方式缺点： 磁盘阵列存在单点数据故障，一旦磁盘阵列出现逻辑或物理故障，数据安全就得不到保障 为了解决共享磁盘模式的单点数据故障问题，以及纯软件模式的速度慢、数据安全性低、存储空间小等问题，我们最新推出了出双机双柜高可用高安全存储解决方案。如下图，该方案采用完全独立的两套磁盘阵列实时存储双份数据，解决了整个系统的单点数据故障问题，每台阵列上都采
用安全性较高的RAID5格式来保护数据，同时把数据和服务器也进行了分离，这样数据存储的速度比传统方式快很多，而且，存储系统的升级扩容也会非常方便，支持不同接口的存储。 图：存储虚拟化双机双柜架构图 方案说明: 在服务器层面，如果服务器出现硬件故障，导致操作系统无法正常运行或启动，VMware HA将自动将应用服务切换至备用服务器上。 在存储方面，通过实施双机双柜方案，彻底实现了冗余的存储路径设计，有效避免了HBA卡、光纤存储交换机、磁盘阵列、存储通道单点故障的情况，完全冗余的双机双柜
虚拟化技术 虚拟化技术是继互联网后又一种对整个信息产业有突破性贡献的技术。对应于计算系统体系结构的不同层次，虚拟化存在不同的形式。在所有虚拟化形式中，计算系统的虚拟化是一种可以隐藏计算资源物理特征以避免操作系统、应用程序和终端用户与这些资源直接交互的去耦合技术，包括两种涵义：使某种单一资源（例如物理硬件、操作系统或应用程序）如同多个逻辑资源一样发挥作用，或者使多种物理资源（例如处理器、内存或外部设备）如同单一逻辑资源一样提供服务。通过分割或聚合现有的计算资源，虚拟化提供了优于传统的资源利用方式。 虚拟化技术的发展为信息产业特别是总控与管理子系统的建设带来了革新性的变化，其所涉及到的技术领域相当广泛。在总控与管理子系统的设计和实现中，虚拟化技术将体现在多个方面，为系统资源的整合及性能的提升产生重要的作用。 1.1.1虚拟化原理 虚拟机是对真实计算环境的抽象和模拟，VMM(Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器）需要为每个虚拟机分配一套数据结构来管理它们状态，包括虚拟处理器的全套寄存器，物理内存的使用情况，虚拟设备的状态等等。VMM 调度虚拟机时，将其部分状态恢复到主机系统中。 1.1.2虚拟化有何优势 目前，大多数只能运行单一应用的服务器，仅能利用自身资源的20%左右，
而其他80％甚至更多的资源都处于闲置状态，这样就导致了资源的极大浪费，虚拟化技术通过资源的合理调配，利用其它的资源来虚拟其它应用将使得服务器变得更加经济高效。除能提高利用率外，虚拟化还兼具安全、性能以及管理方面的优势。 用户可以在一台电脑中访问多台专用虚拟机。如果需要，所有这些虚拟机均可运行完全独立的操作系统与应用。例如，防火墙、管理软件和IP语音—所有应用均可作为完全独立的系统。这为目前单一的系统使用模式提供了巨大的管理和安全优势。在单一的使用模式下，只要某个应用出现故障或崩溃，在故障排除之前，整个系统都必须停止运行，从而导致极高的时间和成本支出。 提供相互隔离、安全、高效的应用执行环境。用户可以在一台计算机上模拟多个系统，多个不同的操作系统，虚拟系统下的各个子系统相互独立，即使一个子系统遭受攻击而崩溃，也不会对其他系统造成影响，而且，在使用备份机制后，子系统可以被快速的恢复。同时，应用执行环境简单易行，大大提高了工作效率，降低总体投资成本。 采用虚拟化技术后，虚拟化系统能够方便的管理和升级资源。传统的IT服务器资源是硬件相对独立的个体，对每一个资源都要进行相应的维护和升级，会耗费企业大量的人力和物力，虚拟化系统将资源整合，在管理上十分方便，在升级时只需添加动作，避开传统企业进行容量规划、定制服务器、安装硬件等工作，提高了工作效率。 虚拟化的其它优势还包括：可以在不中断用户工作的情况下进行系统更新；可以对电脑空间进行划分，区分业务与个人系统，从而防止病毒侵入、保证数据安全。此外，虚拟化紧急情况处理服务器（Emergency Server）支持快速转移
云计算技术及在日常生活中 的应用 学院：能源学院 班级：采矿工程专业1303班 姓名：田超超 学号：1303020327 联系方式：
摘要 云计算技术在生活中的应用越来越广泛，我们也许有一天会突然发现，越来越多的生活习惯已经被悄悄的改变了。在线办公软件，可能人们还没发现，自从云计算技术出现以后，办公室的概念已经很模糊了。不管是谷歌的apps还是微软推出的sharepoint，都可以在任何一个有互联网的地方同步办公所需要的办公文件。即使同事之间的团队协作也可以通过上述基于云计算技术的服务来实现，而不用像传统的那样必须在同样一个办公室里才能够完成合作。在将来，随着移动设备的发展以及云计算技术在移动设备上的应用,办公室的概念将会逐渐消失；云存储、电子日历、电子邮件、地图导航 在没有gps的时代，每到一个地方，我们都需要一个新的当地地图。以前经常可见路人拿着地图问路的情景。而现在，我们只需要一部手机，就可以拥有一张全世界的地图。甚至还能够得到地图上得不到的信息,アプリケ?ション?想化，例如交通路况，天气状况等等。正是基于云计算技术的gps带给了我们这一切。地图，路况这些复杂的信息，并不需要预先装在我们的手机中，而是储存在服务提供商的“云”中，我们只需在手机上按一个键，就可以很快的找到我们所要找的地方。 不用再下载音乐、减肥健身以及理财、电子商务、搜索引擎、ipad。大大改变了我们的生活。事实上，ipad并没有应用什么云计算的技术，但它却成为了云计算最好的终端设备。它的便携性，良好的网络支持，以及广泛的软件应用无一不是云计算技术今后的发展方向。ipad正变的和手机一样，成为人们所离不开的产品之一。ipad正在悄无声息的将云计算技术带进我们生活的每一个角落。 关键字：物联网、云安全、云存储. 引言：以下五个方面塑造了我们的云计算工作，解释了云计算将对人类生活 产生的影响：云计算创造机遇和责任：为任何有想法连接全球用户的人提供机遇，同时随时随地为个人隐私提供责任保障。云计算通过了解个人的努力方向，提供符合意愿的信息和应用，从而帮助人们学习、决策、采取行动。通过最便捷、最有成效的方式建立连接，云计算将加强社会交往和专业交流。云计算将催生更智能的设备，以完美精确到人们身在何处、在做什么。最后，云计算将推动服务器技术的进步，反过来促进云计算自身的改善革新。 正文： 一．三大应用 1.云物联 物联网
相变存储器（PCM）技术基础 相变存储器（PCM）技术基础 类别：存储器 相变存储器技术基础相变存储器（PCM）是一种非易失存储设备，它利用材料的可逆转的相变来存储信息。同一物质可以在诸如固体、液体、气体、冷凝物和等离子体等状态下存在，这些状态都称为相。相变存储器便是利用特殊材料在不同相间的电阻差异进行工作的。本文将介绍相变存储器的基本技术与功能。发展历史与背景二十世纪五十年代至六十年代，Dr.Stanford 1968年，他发现某些玻璃在变相时存在可逆的电阻系数变化。1969年，他又发现激光在光学存储介质中的反射率会发生响应的变化。1970年，他与他的妻子Dr.Iris Intel的Gordon Moore合作的结果。1970年9月28日在Electronics发布的这一篇文章描述了世界上第一个256位半导体相变存储器。近30年后，能量转换装置（ECD）公司与Micron Technology前副主席Tyler Lowery建立了新的子公司Ovonyx。在2000年2月，Intel与Ovonyx发表了合作与许可协议，此份协议是现代PCM研究与发展的开端。2000年12月，STMicroelectronics（ST）也与Ovonyx开始合作。至2003年，以上三家公司将力量集中，避免重复进行基础的、竞争的研究与发展，避免重复进行延伸领域的研究，以加快此项技术的进展。2005年，ST与Intel发表了它们建立新的闪存公司的意图，新公司名为Numonyx。在1970年第一份产品问世以后的几年中，半导体制作工艺有了很大的进展，这促进了半导体相变存储器的发展。同时期，相变材料也愈加完善以满足在可重复写入的CD与DVD中的大量使用。Intel开发的相变存储器使用了硫属化物（Chalcogenides），这类材料包含元素周期表中的氧/硫族元素。Numonyx的相变存储器使用一种含锗、锑、碲的合成材料（Ge2Sb2Te5），多被称为GST。现今大多数公司在研究和发展相变存储器时都都使用GST或近似的相关合成材料。今天，大部分DVD-RAM都是使用与Numonyx相变存储器使用的相同的材料。工作原理相变硫属化物在由无定形相转向结晶相时会表现出可逆的相变现象。如图1，在无定形相，材料是高度无序的状态，不存在结晶体的网格结构。在此种状态下，材料具有高阻抗和高反射率。相反地，在结晶相，材料具有规律的晶体结构，具有低阻抗和低反射率。图1 来源：Intel，Ovonyx 相变存储器利用的是两相间的阻抗差。由电流注入产生的剧烈的热量可以引发材料的相变。相变后的材料性质由注入的电流、电压及操作时间决定。基本相变存储器存储原理如图2所示。图2 相变存储原理示例如图所示，一层硫属化物夹在顶端电极与底端电极之间。底端电极延伸出的加热电阻接触硫属化物层。电流注入加热电阻与硫属化物层的连接点后产生的焦耳热引起相变。右图为此构想的实际操作，在晶体结构硫属化物层中产生了无定形相的区域。由于反射率的差异，无定形相区域呈现如蘑菇菌盖的形状。相变存储器的特性与功能相变存储器兼有NOR-type flash、memory EEPROM相关的属性。这些属性如图3的表格。图3 相变存储器的
虚拟存储技术原理 虚拟存储器是根据程序的逻辑地址转换来的，也称线性地址空间。一般每个进程，甚至每个段都有一个，以32位为例，则每个最大可达4G。 而主存目前一般为百M。因此程序中所指的存储单元并不能都放到主存中，也就是并不是每个程序所用的存储单元，都有具体的物理的存储器单元与之对应。 虚拟存储器是根据程序的逻辑地址转换来的，也称线性地址空间。一般每个进程，甚至每个段都有一个，以32位为例，则每个最大可达4G。 而主存目前一般为百M。因此程序中所指的存储单元并不能都放到主存中，也就是并不是每个程序所用的存储单元，都有具体的物理的存储器单元与之对应。 应有一个位子上课(一万个虚拟位子)，而学校只有一千个(物理)位子。但实际上，学校也不会一万个人同时上课，只要让上课的同学有位子(在主存中)，而其它同学只要留下联系方法能找到就好。为了降低管理的复杂性，我们采用按学号分班(页)管理。每个班要么一起上课(主存)，要么一起呆在寝室(磁盘)。而在学校保留一个动态表(页表)表明每个班在哪儿(物理地址)上课，或者没上课(不在主存)。现在假设我们想按学号找一个同学，而且是女同学，只能在教室说话，呵呵。那么： 先算出来是哪个班的，查动态表，看该班是否在教室。在，直接按位置找到(hit)；不在(page fault)，要先找个不上课的班赶回寝室，把要找女生所在的班调到教室，再按位置找那个同学。 动态表(页表)的大小＝表项数＊每个表项所需的位数。 表项数＝虚拟班数＝虚拟人数(虚拟地址空间)/每班人数(每页大小) 每个表项的位数＝Log(教室数)+适当控制位数 教室数＝实际可以上课的人数(物理地址空间)/每班人数(每页大小)
1一级视频云存储系统设计 1.1一级网络视频云存储概述 本项目采用华为网络视频云存储VCN3000设计一级视频云存储子系统.采取分布式直接存储，集中管理的方式，针对摄像头视频存储硬件采用针对视频存储优化的网络视频存储和磁盘阵列，所有的存储设备部署在各辖区运营商机房(六个),前端摄像头采用标准的H.264编码RTP流，直写到网络视频存储中。 华为网络视频云存储VCN3000采用由管理平台、IP网络,通过虚拟化、云结构化和高精确视频直接存储模式。运用负载均衡、对象存储等技术，结合视频、图片数据特点，面向应用，满足视频监控业务高可靠性、不间断的海量存储需求。采用分散存储技术加速大数据智能分析快速提取和分析效率。 华为网络视频云存储VCN3000系统使用存储虚拟化技术针对海量存储应用需求，为用户提供透明存储构架、高可扩展性的云管理存储服务。在云管理存储系统中将信令与业务承载码流相分离，云管理服务器只处理控制信令而不处理视频数据，实时视频数据直接写入到云管理存储物理存储节点，无需中间环节。 视频云管理存储管理软件在市局监控中心以集群方式进行部署，实现全市所有监控点和所有云管理存储物理设备的统一管理。 视频云管理存储系统中，IPC直写存储设备，采用云管理方案解决云管理存储管理单节点失效问题，利用负载均衡技术充分利用各存储节点的性能。云管理存储系统采用统一接口与视频管理平台对接，降低平台维护和用户管理复杂度。 华为网络视频云存储VCN3000支持基于GB/T28181标准实现与各级标准平台（符合GB/T28181规范的标准平台）间的互联互通，平台之间通过信令安全路由网关进行信令对接，在信令的控制下媒体通过媒体服务器互联。该体系构架可以支持上下级级联、平级级联以及监控报警专网与公安网的互联。
虚拟化存储比较：SAN与NAS 发表时间：2010-12-15 15:36:49内容来源：网络转载 内容提要：在一个虚拟化环境中，NAS设备可以作为虚拟机在服务器之间迁移的一个交换空间，作为一个备份介质，或者作为所有虚拟磁盘镜像的中央知识库。 随着数据中心中虚拟机镜像的数量越来越多，它需要消耗的空间也越来越大。同样，虚拟机在物理服务器间迁移以实现整个环境效率最大化时，在这些服务器间共享的网络介质要实现快速的切换和转换。 如果说所有的虚拟化环境都有一个共同的主题，那就是数据中心虚拟化存储空间需求。尽管现在市场上更倾向于使用StorageAreaNetwork(SAN)技术，但是NetworkAttachedStorage(NAS)也能满足企业数据中心这方面的需求。 在一个虚拟化环境中，NAS设备可以作为虚拟机在服务器之间迁移的一个交换空间，作为一个备份介质，或者作为所有虚拟磁盘镜像的中央知识库。在这样的任何一种情况下，数据中心和网络管理员都需要理解NAS设备的作用，以及它们对网络的影响。 为什么要使用NAS来作为数据中心虚拟化存储 网络存储的实现有两个主要的方法：NAS和SAN。这两种方法在网络架构以及在网络客户端上的表现都有所差别。NAS设备利用现有的IP网络和传输文件层接入，提取它可用的物理磁盘，并以网络共享的方式向使用诸如CIFS或NFS 的终端客户机提供一致的文件系统。NAS设备对网络方式的文件共享进行了优化，因为它们与文件服务器几乎是相同的。 相反，SAN技术，包括FibreChannel(FC)和iSCSI，实现数据块层访问，放弃文件系统抽象并在客户端表现为未格式化的硬盘。FC是目前最流行的SAN技术，它运行在一个专用的网络上，要求在每个服务器上使用专属的FC交换机和主机总线适配器(HBA)。而 FibreChanneloverEthernet(FCoE)是一个补充的新标准，它将存储和IP网络合并到一个聚合交换机上，但是它仍然需要在每个服务器上使用特殊的聚合网络适配器(CNA)。 而另一个数据块级技术iSCSI则在IP流量中封装了SCSI命令，同时能够使用现有Ethernet网络接口适配器，但是它一般会增加一个 TCP/IP卸载引擎(TOE)来优化性能。SAN解决方案在性能方面相对于NAS设备具备一定的优势，但也存在一些争议。SAN阵列的一个分区能够在两台主机上共享，但是这两台主机都 会将空间看作是自己的，这样这两台主机之间就会有空间争夺的风险。虽然有一些方法可以解决这个资源争夺问题，但是这个修复方法会增加额外一层的抽象——而NAS解决方案已经包含这一层抽象了。
视频监控系统整合云存储方案 2016年11月
目录 一、前言 (3) 1.1物联网与视频监控 (3) 1.2项目运用背景 (5) 二、云计算和云存储 (7) 2.1云计算的概念 (7) 2.2云存储的概念和技术优势 (7) 三、云存储产品介绍 (9) 3.1云存储核心产品 (9) 3.2架构 (9) 3.3 优势及特点 (10) 四、现有存储与云存储对比 (11) 4.1现有存储系统结构 (11) 4.2云存储结构 (12) 4.3两种存储方式详细比较 (13) 五、基于云的云存储解决方案 (15) 5.1方案背景及概述 (15) 5.2方案拓扑图 (17) 5.3功能特色 (17) 六、云存储其它运用 (18)
一、前言 1.1物联网与视频监控 当前，物联网技术在社会公共安全领域的综合应用时机已逐渐成熟。视频监控技术是物联网技术的重要组成部分，是感知安防的主要手段。视频监控也是应用历史相对较长、技术密集度较大的应用领域。在信息化建设深入开展的背景下，现有视频监控网络存在着缺乏深度应用的模式、监控网的智慧化程度不高、系统建设的投入产出比低等突出问题。如何用新技术改造现有的视频监控网络，使之能更好地适应物联网时代视频监控智慧化、情报化的应用需求已迫在眉睫。 视频监控系统作为面向城市公共安全综合管理的物联网应用中智慧安防和 智慧交通的重要组成部分，面临着深度应用的巨大挑战。其应用的瓶颈是视频信息如何高效提取，如何同其他信息系统进行标准数据交换、互联互通及语义互操作。解决这一问题的核心技术即是视频结构化描述技术。用视频结构化描述技术改造传统的视频监控系统，使之形成新一代的视频监控系统———智慧化、语义化、情报化的语义视频监控系统。 视频监控应用和技术的瓶颈 视频监控系统在社会管理和案件侦破等工作中有着不可替代的作用。粗略估算，"十一五"期间全国各地投入到视频监控系统建设的资金约为数十亿元。视频监控系统无论在数目还是在建设资金的规模上都非常庞大。 目前视频监控系统应用中存在一些突出问题： 1.缺少视频信息情报的标准化生成方法，进而缺少利用视频信息情报指导侦查、破案的新型警务工作模式。 2.视频信息的跨域、跨警种共享以及与其他信息系统的互联互通问题突出，跨系统的语言不统一造成信息成为一个个的孤岛，限制了大情报、大信息系统的建设及应用。 3.存储传输的问题、由于要节省大量的存储空间及传输带宽的限制，不得不对视频数据进行大量压缩，不仅造成图像模糊的问题，而且视频压缩时固定压缩比的方式不够灵活，不得不占用大量的存储空间及传输带宽。
虚拟存储技术的名词解释 随着围绕数字化、网络化开展的各种多媒体处理业务的不断增加，存储系统网络平台已经成为一个核心平台，同时各种应用对平台的要求也越来越高，不光是在存储容量上，还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台的综合性能的优劣，将直接影响到整个系统的正常运行。 为达到这些要求，一种新兴的技术正越来越受到大家的关注，即虚拟存储技术。 其实虚拟化技术并不是一件很新的技术，它的发展，应该说是随着计算机技术的发展而发展起来的，最早是始于70年代。由于当时的存储容量，特别是内存容量成本非常高、容量也很小，对于大型应用程序或多程序应用就受到了很大的限制。为了克服这样的限制，人们就采用了虚拟存储的技术，最典型的应用就是虚拟内存技术。 随着计算机技术以及相关信息处理技术的不断发展，人们对存储的需求越来越大。这样的需求刺激了各种新技术的出现，比如磁盘性能越来越好、容量越来越大。但是在大量的大中型信息处理系统中，单个磁盘是不能满足需要，这样的情况下存储虚拟化技术就发展起来了。在这个发展过程中也由几个阶段和几种应用。首先是磁盘条带集（RAID，可带容错）技术，将多个物理磁盘通过一定的逻辑关系集合起来，成为一个大容量的虚拟磁盘。而随着数据量不断增加和对数据可用性要求的不断提高，又一种新的存储技术应运而生，那就是存储区域网络（SAN）技术。 SAN的广域化则旨在将存储设备实现成为一种公用设施，任何人员、任何主机都可以随时随地获取各自想要的数据。目前讨论比较多的包括iSCSI、 FC Over IP 等技术，由于一些相关的标准还没有最终确定，但是存储设备公用化、存储网络广域化是一个不可逆转的潮流。 一、虚拟存储的概念 所谓虚拟存储，就是把多个存储介质模块（如硬盘、RAID）通过一定的手段集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池（Storage Pool）中得到统一管理，从主机和工作站的角度，看到就不是多个硬盘，而是一个分区或者卷，就好象是一个超大容量（如1T以上）的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟存储。 二、虚拟存储的分类 目前虚拟存储的发展尚无统一标准，从虚拟化存储的拓扑结构来讲主要有两种方式：即对称式与非对称式。对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统、交换设备集成为一个整体，内嵌在网络数据传输路径中；非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。从虚拟化存储的实现原理来讲也有两种方式；即数据块虚拟与虚拟文件系统。具体如下： 1．对称式虚拟存储 存储控制设备 High Speed Traffic Directors（HSTD）与存储池子系统Storage Pool 集成在一起，组成SAN Appliance。可以看到在该方案中存储控制设备HSTD在主机与存储池数据交换的过程中起到核心作用。该方案的虚拟存储过程是这样的：由HSTD内嵌的存储管理系统将存储池中的物理硬盘虚拟为逻辑存储单元（LUN），并进行端口映射（指定某一个LUN能被哪些端口所见），主机端将各可见的存储单元映射为操作系统可识别的盘符。当主机向SAN Appliance写入数据时，用户只需要将数据写入位置指定为自己映射的盘符（LUN），数据经过HSTD的高速并行端口，先写入高速缓存，HSTD中的存储管理系统自动完成目标位置由LUN到物理硬盘的转换，在此过程中用户见到的只是虚拟逻辑单元，而不关心每个LUN的具体物理组织结构。该方案具有以下主要特点：
云计算云存储技术论文-云存储技术及其 应用 摘要:云存储将大量不同类型的存储设备通过软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储服务。云存储服务对传统存储技术在数据安全性、可靠性、易管理性等方面提出新的挑战。文章基于云存储平台架构的4个层次：将多存储设备互连起来的数据存储层、为多服务提供公共支撑技术的数据管理层、支持多存储应用的数据服务层以及面向多用户的访问层展开研究，并以一种云存储典型应用——云备份(B-Cloud)为例，探讨云备份的软件架构、应用特点及研究要点。 关键字:云存储；服务；云备份 英文摘要:In order to provide data storage services, cloud storage employs software to interconnect and facilitate collaboration between different types of storage devices. Compared to traditional storage methods, cloud storage poses new challenges in data security,
reliability, and management. This paper introduces four layers of cloud storage architecture: data storage layer connecting multiple storage components, data management layer providing common supporting technology for multiple services, data service layer sustaining multiple storage applications, and user access layer. It then examines a typical cloud storage application—backup cloud (B-Cloud)—and discusses its software architecture, characteristics, and main research questions. 英文关键字:cloud storage; service; backup cloud 基金项目：国家高技术研究发展(“863”)计划(2009AA01A402) 近年来，随着云计算[1-2]和软件即服务(SaaS)[3-5]的兴起，云存储成为信息存储领域的一个研究热点。与传统的存储设备相比，云存储不仅仅是一个硬件，而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、
关于云存储系统的六大技术分析 随着监控领域的飞速发展，新技术的诞生也是接踵而至，云存储是人们最为乐道的高新技术产品。它具有如下几大主要的技术。 云存储系统具有如下特点：数据安全，超强的可扩展性，按照使用收费，可跨不同应用，自动切换故障，易于管理等。云存储主要应用于备份、归档、分配和共享协作等四大领域。云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。 与云计算系统相比，云存储可以认为是配置了大容量存储空间的一个云计算系统。云存储系统具有如下特点：数据安全，超强的可扩展性，按照使用收费，可跨不同应用，自动切换故障，易于管理等。云存储主要应用于备份、归档、分配和共享协作等四大领域。 云存储系统是一个多设备、多应用、多服务协同工作的集合体，它的实现要以多种技术的发展为前提。根据云存储的特点及其应用领域，主要的云存储技术涉及到存储虚拟化，分布式文件系统，集群存储，存储集中管理，异质平台协同，自动分级存储等方面，当然还有重复数据删除、数据压缩等技术。 存储虚拟化存储虚拟化（StorageVirtualizaTIon）最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。通过将一个（或多个）目标服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况：屏蔽系统的复杂性，增加或集成新的功能，仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的，而这些实体则是用来提供存储资源或服务的。 存储虚拟化是一种贯穿于整个IT环境、用于简化本来可能会相对复杂的底层基础架构的技术。存储虚拟化的思想是将资源的逻辑映像与物理存储分开，从而为系统和管理员提供
存储虚拟化技术论文 浅谈存储虚拟化技术 摘要：本文主要就虚拟存储化技术的概念、主要特点、相关技术、虚拟存储化的作用以及怎样认识虚拟存储化作了有关的描述与解析。 关键词：存储虚拟化技术 计算机存储技术经历了从单个的磁盘、磁带、RAID到存储网络 系统的发展历程,这一路走来似乎缓慢而艰辛,随着存储数据的不断 增长,对存储空间的迫切需求推动着存储虚拟化技术不断向前。 1、什么是存储虚拟化 存储虚拟化:可以理解为把硬件资源抽象化,用虚拟形式来展示它们。虚拟化能够把物理的存储系统从数据驱动的具体工作中解放出来,从而使用户能够随意地按实际需要对有限的存储资源进行分配。 虚拟化可以将多个物理存储资源池合成一个虚拟的存储资源,再对其 实施集中管理或者以逻辑方式将其分成多个虚拟机。 存储虚拟化技术是通过把物理层资源抽象化,从而将一个灵活的、逻辑的数据存储空间展现在用户面前。最基础的存储虚拟化实现是 在主机层,通过计算机操作系统的逻辑卷管理器能够很便捷的为应用 系统和用户分配存储容量。 2、存储虚拟化的主要特点 (1)虚拟存储为大容量存储系统集中管理提供了一个手段,由网络中的一个环节(如服务器)进行统一管理,从而避免了由于扩充存储设 备为管理带来的麻烦。 (2)对于视频网络系统虚拟存储最值得一提的特点是:大幅度提高存储系统整体访问的带宽。多个存储模块组成了当前的存储系统,而 虚拟存储系统能够很好地实现负载平衡,把每次数据访问所需占用的
带宽十分合理地分配到各个存储模块上,这样整个视频网络系统的访问带宽就变大了。 (3)虚拟存储技术使得存储资源管理变得更加灵活,能够把不同类型的存储设备集中管理统一分配使用,有效保障了用户以往对存储设备的投资。 (4)虚拟存储技术能够通过相关管理软件,为网络系统提供许多其它的功能,现在比较流行的如无需服务器的远程镜像、数据快照等技术。 3、相关存储技术 现在虚拟存储的发展还没有一个统一的标准,从它的拓扑结构来看主要有两种方式:即对称式与非对称式。对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统,交换设备集成为一个整体,内嵌在网络数据传输路径中;非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。而从它的实现原理来看也有两种方式:即数据块虚拟与虚拟文件系统。 3.1对称式虚拟存储具有以下主要特点 3.1.1大容量高速缓存的应用,使数据传输速度明显提高 缓存是位于主机与存储设备之间的I/O路径上的中间介质被存储系统广泛采用的。当主机向存储设备读取数据时,会先把与当前数据存储位置相关联的数据读到缓存中,并将多次调用过的数据保留在缓存中;当主机读/写数据时,缓存这个中间介质就能够大大提高读/写速度。 3.1.2多端口并行技术,使I/O瓶颈消于无形 传统的存储设备中控制端口与逻辑盘之间关系就是一一对应,访问一块硬盘只能通过一个特定的控制器端口。但在对称式虚拟存储设备中,SANAppliance的存储端口与LUN的关系是虚拟的,即多台主机可以通过多个存储端口(最多8个)同时并发访问同一个LUN;在光纤通道100MB/带宽的大前提条件下,并行工作的端口数量越多,数据带宽就越高。
2016年安徽省高等职业院校技能大赛（高职组） “云计算技术与应用”项目赛项规程 一、赛项名称 云计算技术与应用 二、竞赛目的 “云计算技术与应用”赛项紧密结合我国云计算产业发展战略规划和云计算技术发展方向，贯彻国务院《关于促进云计算创新发展培育信息产业新业态的意见》中人才措施要求，通过引入云计算平台、云存储和大数据挖掘分析等云应用场景，全面考察高职学生云计算技术基础、云计算平台规划设计、云平台搭建、虚拟桌面、大数据挖掘分析和云存储等多种云应用部署、运维和开发方面的前沿知识、技能、职业素养和团队协作能力。促进职业院校信息类相关专业课程改革，推动院校、科研院所与企业联合培养云计算人才，加强学校教育与产业发展的有效衔接。 三、竞赛方式与内容 （一）竞赛方式 1.比赛以团队方式进行，每校限报一支参赛队，每个参赛队由3名选手组成，其中队长1名，选手须为同校在籍高职高专学生，性别和年级不限，每个参赛队可配指导教师2名。参赛选手在报名获得确认后，原则上不再更换，允许队员缺席比赛。不允许更换新的指导教师。 2.比赛时间为4个小时，参赛队员必须在规定时间内完成比赛内容并提交相关文档。 3.裁判组对参赛队的操作规范、现场表现和提交的竞赛成果依据赛项评分标准进行评价评分。
（二）竞赛内容 根据业务需求和实际的工程应用环境，实现云计算平台架构的规划设计，完成云计算网络、服务器、存储服务器的互联和配置，完成云计算基础架构平台、云计算开发服务平台、云计算软件服务等平台软件的部署、配置和管理，通过云平台实现虚拟桌面、大数据分析、云存储等各类云应用部署、运维和开发，撰写开发与工程文档。 考核内容包括： 1.在理解命题给出的云计算应用系统需求的基础上，设计、构建并维护一个安全、可靠的云计算服务平台。 2.根据云平台设计方案来配置、调试云平台网络，确保网络能正常运行。 3.根据云平台设计方案配置、调试云计算管理服务器和节点服务器的CentOS Linux（或REDHAT EL）操作系统。 4.在安装了CentOS Linux（或REDHAT EL）系统的云计算服务器上配置ftp、http、samba等服务。 5.基于yum、rpm，构建云平台软件安装包本地资源仓库。 6.安装配置数据库mysql服务端、客户端。 7.安装安全框架组件身份认证系统。 8.云平台用户账号、各类服务密码、网络地址、iptables安全配置管理。 9.安装配置基础架构云服务平台。 10.安装配置云存储、模板、监控等基础架构平台的扩展服务。 11安装配置大数据Hadoop平台。 12.安装配置开发服务云平台。 13.基于开发服务云平台，安装配置常用企业云应用。 14.基于云存储服务，开发云存储Web应用和Android移动客户端。 15.提交符合规范的工程技术文档，如：系统结构图、系统设计文档、功能
详解虚拟存储技术及其应用 随着围绕数字化、网络化开展的各种多媒体处理业务的不断增加，存储系 统网络平台已经成为一个核心平台，同时各种应用对平台的要求也越来越高， 不光是在存储容量上，还包括数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、 存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台的综合性能的优劣，将直 接影响到整个系统的正常运行。 为达到这些要求，一种新兴的技术正越来越受到大家的关注，即虚拟存储 技术。 其实虚拟化技术并不是一件很新的技术，它的发展，应该说是随着计算机 技术的发展而发展起来的，最早是始于70年代。由于当时的存储容量，特别是内存容量成本非常高、容量也很小，对于大型应用程序或多程序应用就受到了 很大的限制。为了克服这样的限制，人们就采用了虚拟存储的技术，最典型的 应用就是虚拟内存技术。随着计算机技术以及相关信息处理技术的不断发展， 人们对存储的需求越来越大。这样的需求刺激了各种新技术的出现，比如磁盘 性能越来越好、容量越来越大。但是在大量的大中型信息处理系统中，单个磁 盘是不能满足需要，这样的情况下存储虚拟化技术就发展起来了。在这个发展 过程中也由几个阶段和几种应用。首先是磁盘条带集(RAID，可带容错)技术， 将多个物理磁盘通过一定的逻辑关系集合起来，成为一个大容量的虚拟磁盘。 而随着数据量不断增加和对数据可用性要求的不断提高，又一种新的存储技术 应运而生，那就是存储区域网络(SAN)技术。SAN的广域化则旨在将存储设备实 现成为一种公用设施，任何人员、任何主机都可以随时随地获取各自想要的数据。目前讨论比较多的包括iSCSI、FC Over IP等技术，由于一些相关的标准 还没有最终确定，但是存储设备公用化、存储网络广域化是一个不可逆转的潮流。 一、虚拟存储的概念 所谓虚拟存储，就是把多个存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一定的手段 集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池(Storage Pool)中得到统一管理，
大数据时代的云存储技术 【摘要】本文首先介绍了大数据时代介绍及云存储概念，其次探讨了云存储分类及优势，最后探究了云存储的结构模型及两大框架，并且提出了云存储发展需要注意的问题。 【关键词】大数据；时代；云存储；技术 一、前言 随着我国信息技术领域的不断发展，我国的网络行业的发展迅速，并且取得了相应的成就。云存储技术的发展，使大数据的存储成为可能，使人们的生活更加便捷，各行业得到更好的发展，我们应该更多地了解云存储，使云存储为人类做贡献。 二、大数据时代介绍及云存储概念 1、大数据时代介绍 大数据到底有多大?一组名为/互联网上一天的数据告诉我们，一天之中，互联网产生的全部内容可以刻满1.65亿张DVD；发出的邮件有2940亿封之多(相当于美国两年的纸质信件数量)；发出的社区帖子达200万个(相当于5时代6杂志770年的文字量)；卖的手机为37.8万台，高于全球每天出生的婴儿数量37.1万。 2、云存储概念 云存储是在云计算概念上延伸出来的一个新概念，它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统或类似网格计算等功能联合起来协同工作，并通过一定的应用软件或应用接口，对用户提供一定类型的存储服务和访问服务。让云存储成为企业私有云，使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问备份的数据。它将备份服务器，备份软件、存储设备集合在一起，形成云存储。 三、云存储分类及优势 1、云存储分类 按照服务对象可以把云存储分类如下： (1) 公共云存储。公共云存储可以以低成本提供大量的文件存储。供应商可以保持每个客户的存储、应用都是独立的、私有的，公共云存储可以划出一部分来用作私有云存储。
深入讲解服务器集群技术(精辟) 在发展初期，一路处理器便可为一台服务器及其所有应用提供动力。接着就发展到了多处理时代，这时两路或多路处理器共享一个存储池，并能处理更多更大的应用。然后出现了服务器网络，该网络中的每台服务器都专门处理不同的应用集。现在，发展到了服务器集群，两台或多台服务器像一台服务器一样工作，提供更高的可用性和性能，这已经远远超出了您的想像。应用可从一台服务器转移到另一台服务器，或同时运行在若干台服务器上――所有这一切对用户都是透明的。 集群并不是新事物，但在软件和硬件方面，直到最近它们还是专有的。信息系统经理对集群进行了更加仔细的考虑，这是因为现在他们可以使用大规模生产的标准硬件实现集群，如RAID、对称多处理系统、网络和I/O网卡及外设。集群技术在未来将会获得更大的发展，现在，不断推出新的集群选件，而真正的集群标准尚在制定之中。 何为集群？ 简单的说，集群就是两台或多台计算机或节点在一个群组内共同工作。与单独工作的计算机相比，集群能够提供更高的可用性和可扩充性。集群中的每个节点通常都拥有自己的资源（处理器、I/O、内存、操作系统、存储器），并对自己的用户集负责。 故障切换功能提供丝捎眯裕旱币桓鼋诘惴⑸ 收鲜保 渥试茨芄?quot;切换"到集群中一个或多个其它节点上。一旦发生故障的节点恢复全面运行，通过前瞻性地将一台服务器的功能"切换"到集群中其它服务器上，可以实现升级，停止该服务器的运行以增加组件，然后将其放回到集群中，再将其功能从其它服务器转回该服务器。利用分布式讯息传递（DMP）可提供额外的可扩充性，DMP是一种集群内通信技术，该技术允许应用以对最终用户透明的方式扩展到单个对称多处理（SMP）系统以外。 集群中的每个节点必须运行集群软件以提供服务，如故障检测、恢复和将服务器作为约个系统进行管理的能力。集群中的节点必须以一种知道所有其它节点状态的方式连接。这通常通过一条由于局域网路径相分离的通信路径来实现，并使用专用网卡来确保节点间清楚的通信。该通信路径中继系统间的一?quot;心跳"，这样，如果一个资源发生故障因而无法发送心跳，就会开始故障切换过程。实际上，最可靠的配置采用了使用不同通信连接（局域网、SCSI和RS232）的冗余心跳，以确保通信故障不会激活错误的故障切换。 集群级别 今天，对于集群购买者来说，幸运的是有多款不同档次的集群可供选择，它们可提供广泛的可用性。当然，可用性越高，价格也越高，管理复杂性也越大。 共享存储
UCloud云存储技术方案
随着无人驾驶、机器人送餐等人工智能（AI）应用逐渐进入大众生活，再加上资本热潮的助推，AI的发展备受瞩目。然而，要真正实现AI从概念到落地，还必须具备足够的数据、足够的计算能力和足够的行业应用三个条件，而云计算恰好能满足这些要求。 当下，AI正与云计算进行深度融合，未来会变得更加智能，但在智能化的背后是对海量数据存储的刚性需求。据不完全统计，单是一辆无人驾驶汽车每秒产生的数据容量就在1G左右，相当于每秒发送20万封纯文本电子邮件或上传100张高清数码照片。因此，没有大容量和超稳定的存储系统，这一切都将无从谈起。无存储，不智能。为了更加清晰的了解云存储技术的实现过程，UCloud存储研发部将对云存储——对象存储（UFile）技术进行深度解析。 对象存储UFile概念 对象存储（UFile）是为互联网应用提供非结构化文件存储的服务；相对于传统硬盘存储，UFile具有存储无上限、支持高并发访问、成本更低等优势；解决业务架构的文件存储问题，有效降低海量文件的存储成本，支持热点数据的高并发访问，提升终端用户访问体验。 单地域UFile存储架构六大集群
1）ULB(UCloud Load Balancer) 实现外网的对接及接入层的负载均衡与容灾处理，该模块通过定期向接入层模块端口发送心跳以检测接入层模块的可用性，发现异常模块及时进行剔除； 2）接入层提供文件访问服务，该模块为无状态设计，因此可以平行扩容及缩容； 3）索引层保存文件对象的元数据信息，包括对象名称、对象大小、创建时间、存储位置等； 4）存储层是实际存储文件数据的模块集群，主要实现文件数据的多份分布及高可靠存储； 5）数据处理层主要实现UFile图片及数据处理，包括图片的实时裁剪、缩放、旋转、水印、格式转换、信息获取等操作，客户还可以使用自己的通用计算镜像对数据进行处理； 6）名字服务主要实现索引层及数据处理层模块的容灾剔除，以上3个集群的模块会定期在名字服务注册自身服务，当其中有部分模块因机器异常或者网络中断导致无法提供服务时，名字服务会将该机器从名字中剔除，并且通知接入层，从而实现后台模块的容灾剔除。 重点设计解析UFile索引层设计