虛擬化存儲技術研究.pdf

1、虛擬存儲是存儲技術發(fā)展的重要方向之一.目前,虛擬存儲技術取得了很大進展,很多產品化的解決方案已經出現,典型的如磁盤卷管理、磁帶庫虛擬化管理以及形式多樣的SAN解決方案等.它們分別從主機,設備和網絡的角度提供了一些通用的解決方法,但是仍有很多特定的問題亟待解決,如不同類設備的歸一化管理,并行I/O調度、高帶寬任務條件下產生的傳輸"瓶頸",網絡應用中"熱點"數據的服務損失,以及磁帶庫設備隨機I/O性能的改善等.這些問題是通用虛擬化方法難以兼

2、顧的,有必要深入到操作系統(tǒng)底層進行研究,在設備驅動棧中找到適當的切入點實現虛擬化,并通過并行或緩沖的調度方式向上層應用提供支撐.中間驅動層可實現存儲的虛擬化.它向上與文件系統(tǒng)接口,向下與適配器驅動接口,其功能是將上層的I/O請求轉化為標準的接口命令,為此操作系統(tǒng)為不同類的設備提供了相應的類驅動程序.基于這些驅動程序我們提出了公用驅動程序的概念,對公用中間驅動程序而言,所有類別的存儲資源都是可見的,因此可以在這里構建虛擬存儲池,實現異類設

3、備的歸一化管理.適配器驅動層也可實現存儲的虛擬化.在適配器驅動層,與適配器相連的所有外部設備都是可見的,因此可將它們集中起來進行處理.在適配器驅動程序中,可以將發(fā)往虛擬設備的I/O命令分配到單適配器內的多通道或者多適配器內的多通道并行執(zhí)行.由于實現了I/O命令的并行處理,虛擬設備的I/O性能可得到顯著提高.建立多通道并行調度的SPN模型可以分析并行調度各個環(huán)節(jié)對虛擬設備性能的影響.對比兩個驅動層次實現虛擬化的方法發(fā)現,中間驅動層的虛擬化

4、可以屏蔽設備物理屬性的差異,有利于改善系統(tǒng)的易用性和可管理性.適配器驅動層的虛擬化可實現I/O命令的并行處理,有利于提高系統(tǒng)的I/O性能.實現任務級I/O的并行處理的關鍵是任務的調度,而任務調度與任務執(zhí)行環(huán)境密切相關.為此從實際需求出發(fā),運用中間驅動層的虛擬化技術對解決這一問題進行了研究.針對高帶寬任務條件下的傳輸"瓶頸"問題,提出了一種分布存儲—并行傳輸策略,可將單服務器的傳輸任務分配到多節(jié)點并行執(zhí)行,從而達到提高傳輸速度的目的.主動