虛擬化的實現：主機和存儲

    基于主機的虛擬化也稱為基于服務器的虛擬化，是通過在服務器操作系統中嵌入或添加虛擬層來實現設備虛擬化的，該方法不需要添加特殊的硬件而只需安裝具有虛擬化功能的軟件模塊，它以驅動程序的形式嵌入到應用服務器的操作系統中，呈現給操作系統的是邏輯卷(Logic Volume Management)，通過邏輯卷把分布在多機上的物理存儲設備映射成一個統一的邏輯虛擬存儲空間，邏輯卷管理系統實際上是一個從物理存儲設備映射到邏輯卷的虛擬化存儲管理層，它可實現系統級和應用級的多機間存儲共享。

    運行在服務器上的虛擬化軟件需要占用服務器的CUP、內存、帶寬等開銷，對操作系統的依賴性較大，使得虛擬化系統不能兼容不同的平臺，移植性較差。

    但是基于主機的虛擬化最容易實現的，一般只需在應用服務器端安裝卷管理驅動模塊就可以完成存儲虛擬化的過程，具有成本低、同構平臺下性能高的特點。

    存儲設備的虛擬化一般在存儲設備的控制器中實現，又稱為存儲控制器的虛擬化。由于該虛擬化的實現方法直接面對具體的物理設備，在性能上達到最優，由于該虛擬化邏輯被集成到設備內部，存儲虛擬化的管理簡單方便而對用戶透明，但由于這種虛擬化技術沒有統一標準，一般只適用于特定廠商的產品，異構產品間很難實現存儲級聯，所以這種存儲虛擬化產品的可擴展性易受到限制。

    另外，由于廠商的限制，用戶對存儲設備的選擇面也很窄，如果沒有第三方的虛擬化軟件提供底層屏蔽服務從而實現存儲級聯和擴展，則該系統的擴展性就很差，但近期也有一些研究成果采用基于目錄的虛擬化方式”來克服這些不足。

    網路的虛擬存儲化技術是當前存儲虛擬化的主流技術，它當前在商業上具有較多的成功產品。典型的網絡虛擬存儲技術主要包括網絡附加存儲NAS(Network Attached Storage)和存儲區域網絡SAN(Storage Area Network)。由于這兩種系統的體系結構、通信協議、數據管理的方式不同，所以NAS主要應用于以文件共享為基礎的虛擬存儲系統中，而SAN主要應用在以數據庫應用為主的塊級別的數據共享領域。存儲區域網絡SAN是當前網絡存儲的主流技術。

    虛擬化存儲的實現可以分布在從主機到存儲設備之間路徑的不同位置上，由此可把基于網絡的存儲虛擬化細分為基于交換機的虛擬化、基于路由器的虛擬化、基于存儲服務器端的虛擬化。

    交換機的虛擬化是通過在交換機中嵌入固件化的虛擬化模塊層來實現的，由于在交換機中集成有交換和虛擬化功能，交換機很容易成為系統的瓶頸，并可能產生單點故障。不過這種結構不需要在服務器上安裝虛擬化軟件，可以減少應用服務器的負載，也沒有基于存儲設備或者主機環境的安全性問題，在異構環境下有較好的互操作性。

    路由器的虛擬化是將虛擬化模塊集成到路由器中，使存儲網絡的路由器既具有交換機的交換功能，同時具有路由器的協議轉換功能，它把存儲虛擬化的范圍由局域網范圍內的虛擬存儲擴展到了廣域虛擬存儲。

    近年來，基于路由器的虛擬化技術得到了長足的發展和廣泛的應用，例如基于iSCSI的虛擬存儲技術等，它為廣域網下的云存儲夯實了底層結構。

    專用元數據的虛擬化是在存儲網絡中接入一臺專用的元數據服務器來完成存儲虛擬化工作，屬于帶外虛擬化方法。

    元數據服務器提供基于網絡虛擬存儲服務，它負責映射不同的物理設備，形成整個虛擬設備存儲池的全局統一數據視圖，并負責與駐留在各個應用服務器上的虛擬化代理軟件進行通信，各應用服務器上的虛擬代理軟件負責管理存儲訪問視圖和I/O通信并實現數據訪問重定向;該代理軟件具有實現數據高速緩存和數據預存取功能，并具有維護本地存儲視圖和元數據的功能，可以緩存和暫存本地存取的元數據信息，并保持與專用元數據服務器的數據一致性，通過數據訪問的局部性減少訪問元數據服務器的次數從而可以顯著的提高存儲吞吐率。