虚拟化专栏——一文看懂存储虚拟化技术

Posted 2021-05-02 Cloud云说

前几篇，我们一起认识了（点击查看），以及虚拟化技术几种类型和主要内容，也了解到作为类型之一计算虚拟化的一些核心知识。这次，我们一起学习—存储虚拟化技术。

数据在整个计算机系统是最重要的一部分，也是最珍贵的。数据的存储一直是一个热议的话题，在没有云计算之前数据存储已经发展了很久，可以说和云计算没有特别关系，我这边将的云计算存储通常指的是亚马逊的 S3 存储或者 EBS 存储等，将统一的资源池划分给多个用户。

什么是存储

存储，历史悠久，无处不在。

存储是 Storage，注意和内存 (记忆体)Memory 区分;

本质的差异是 Storage 要持久化，Memory 一般认为是 RAM，掉电易失，主要作用是 XIP(eXecute In Place) 。人的记忆要能存储起来就好了。存储，不同的介质千差万别，种类繁多……

什么是存储虚拟化

存储虚拟化是在存储设备上加入一个逻辑层，通过逻辑层访问存储资源

对管理员来说，可以很方便的调整存储资源，提高存储利用率

对终端用户来说，集中的存储设备可以提供更好的性能和易用性

存储虚拟化的实现方式

• 裸设备+逻辑卷：

• 存储设备虚拟化

• 主机存储虚拟化+文件系统

存储虚拟化的原理

• 裸设备+逻辑卷的方式是最直接的存储控制方式，直接在通用块层之上划分成以 1 G 为单元的存储块，通过管理这些单元，实现卷的维护操作
  

• 存储设备虚拟化是指通过存储设备的能力，实现卷的维护操作，并且存储设备还可以提供一些存储高级业务，例如精简配置、快照和链接克隆

• 主机存储虚拟化+文件系统是指主机通过文件系统管理虚拟机磁盘文件，并通过虚拟化层提供很多高级业务，业务能力不依赖存储设备

裸设备+逻辑卷虚拟化结构

• 裸设备+逻辑卷的方式是最直接的存储控制方式，直接在通用块层之上划分成以 1 G 为单元的存储块，通过管理这些单元，实现卷的维护操作；

• IO 路径简单，读写性能最好，但不支持高级业务；

术语解释：

主机内核空间：Dom-0 Kernel Space

用户虚拟机：Guest OS

前段驱动：blkfront

后端驱动：blkback

通用块层：Generic Block Layer

存储设备虚拟化的结构

• 存储设备虚拟化是指通过存储设备的能力，实现卷的维护操作，并且存储设备还可以提供一些存储高级业务，例如精简配置、快照和链接克隆

• 该技术的优点：与主机无关，不占用主机资源，数据管理功能丰富。

• 该技术的缺点：一般只能实现对本设备内磁盘的虚拟化。不同厂商间的数据管理功能不能互操作。多套存储设备需要配置多套数据管理软件，成本较高。

存储虚拟化+文件系统的结构

 

主机存储虚拟化+文件系统是指主机通过文件系统管理虚拟机磁盘文件，并通过虚拟化层提供很多高级业务，这也是目前业界采用较多的虚拟化方式。

• 支持异构存储和异构服务器

• 高级功能丰富，且不依赖于硬件设备

• IO 路径较长，性能有损耗

存储虚拟化类型

几种存储虚拟化技术的比较