论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

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1、论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

2、第1...论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用中国西部地区电视技术协会2003年年会电视技术论文评比二等奖一、存储需求催生虚拟存储随着围绕数字化、网络化开展的各种多媒体处理业务的不断增加，电视台的媒体数据正日益膨胀。数据存储变成了新的难题，存储系统网络平台已经成为各种网络系统中的一个核心平台。视频网络中的各种应用对存储网络平台的要求也越来越高，它不仅表现在对存储容量的要求，还包括对数据访问性能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面的要求。具体表现有一下几点：1、支

3、持从异构主机到异构存储系统的透明访问。即服务器可以运行异构操作系统,例如B/s，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200MB/s。2、虚拟存储提供了一个大容量存储系统的集中管理手段，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而带来的管理方面的麻烦。例如，使用一般的存储系统，当在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，这样才可以使这个"新成员"加入到存储系统中。而使用虚拟存储技术，在增加新的存储设备时，只需要网络管理员对存储系

4、统进行较为简单的系统配置更改，客户端无需任何操作、只是感到存储系统的容量增大了。3、虚拟存储技术为存储资源管理提供了更好的灵活性。它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存储设备的投资。三、虚拟存储的实现方式随着越来越多的厂商都在发展各自的技术，虚拟存储技术已经融合到存储系统结构的各个环节中。从系统的观点看，有三种主要的虚拟存储实现方式：基于服务器的虚拟存储、基于存储设备的虚拟存储以及基于存储网络的虚拟存储。如图1所示。下面对这三种虚拟存储的实现方式分别进行介绍。1、基于服务器的虚拟存储基于服务器的

5、虚拟存储是通过将虚拟化层放在服务器上实现的。这种实现方式不需要额外的特殊硬件，虚拟化层以软件模块的形式嵌入到服务器的操作系统中，将虚拟层作为扩展驱动模块，为连接服务器的各种存储设备提供必须的控制功能。这种方法有其自身不可避免的缺点：首先，兼容性不好，由于虚拟化层驻留在服务器上，因而软件模块就必须能嵌入到各种类型的操作系统中，增加了软件实现的难度。因此，这种方法往往适合配置在系统采用同一个厂商的服务器，甚至是一个同构的存储环境中。这显然增加了用户的设备依赖性和局限性；其次，需要采用集中管理策略，这种虚拟化的技术实际上是

6、在一个分布式的环境中实现的，当任何一个服务器对数据进行恶意或非法的操作时，就可能会影响到所有连接到存储设备的数据的完整性和一致性，因此需要适当的集中管理策略；最后，这种实现方法从客观上造成了主机的负载和复杂度的增加。但是，因为不需要任何附加硬件，基于服务器的虚拟实现方式最容易实现，其成本最低。目前已经有成熟的这类软件产品。这些软件可以提供便于使用的图形界面，方便地用于存储的管理和虚拟，在主机和小型存储系统中有着良好的负载平衡机制。从这个意义上看，基于服务器的存储虚拟是一种性价比不错的方式。2、基于存储设备的虚拟存储基

7、于存储设备的虚拟存储是将虚拟化层放在存储设备的适配器、控制器等上来实现的。这种实现方式从理论上说性能是最优的，它能够充分考虑存储设备的物理特性，并且将服务器从虚拟存储的实现工作中解放出来，直接在存储设备上实现，方法简单，也为用户和系统管理员提供了最大的方便性。但是，基于存储设备的虚拟存储对存储容量的扩展有很大限制，同时，对于包含多家厂商存储设备的存储系统来说，这种方法的运行效果并不是很好。最典型的虚拟存储璞甘谴排陶罅校≧AID）。RAID的虚拟化是由RAID控制器实现的，它将多个物理磁盘按不同的分块级别组织在一起，通

8、过CPU及阵列管理固件来控制及管理硬盘，解释用户的I/O指令，并将它们发给物理磁盘执行，从而屏蔽了具体的物理磁盘，为用户提供了一个统一的具有容错能力的逻辑虚拟磁盘，这样用户对RAID的存储操作就像对普通磁盘一样。3、基于网络的虚拟存储从技术上讲，在网络端实施虚拟存储的结构形式有以下两种：对称式与非对称式，下面就对这两种结构形式分别加以介绍：（1）对称式虚拟存储从图2可以看出，对称式虚拟存储就是指进行虚拟存储管理和控制的高速存储控制设备（HighSpeedTrafficDirectors，缩写为HSTD）置于网络系统的

9、传输通道上。HSTD与存储池子系统（StoragePool）集成在一起，组成存储区域网络应用系统（SANAppliance）。在该虚拟存储形式中HSTD在服务器与存储池数据交换的过程中起到了核心作用。其虚拟存储过程可以这样描述：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（就是指定某一个LUN能被