基于虚拟化与分布式技术的云存储研究基于虚拟化与分布式技术的云存储研究摘要：云存储是云计算与云服务实现的核心基石之一，目前业界已有基于虚拟化技术和分布式存储技术的多种云存储解决方案，但是其技术比较与演进趋势仍不明朗。该文从研究目前的虚拟化和分布式云存储技术着手，详细分析对比了各类技术的实现原理、适用场景与应用情况，进而提出了云存储发展的预期，为各种云存储应用与研究提供参考。关键词：虚拟化；分布；云存储：TP393文献标识码：A：1009-3044(2012)11-2641-02云存储是实现云计算服务能力的不可或缺的关键要素。从狭义上来说，云存储是指通过虚拟化、分布式技术、集群应用、网格技术、负载均衡等技术，将网络中大量的存储设备通过软件集合起来高效协同工作，共同对外提供低成本、高扩展性的数据存储服务。从广义上来讲，云存储可以理解为按需提供的虚拟存储资源,如同云计算的Paas、Taas服务一样,可称为数据存储即服务(DataStorageAsaService,DaaS),即基于指定的服务水平请求，通过网络提供适当的虚拟存储和相关数据服务。云存储技术的发展，是因为传统的盘阵存储由于高成本和系统的高负载性，已经难以适应云计算服务对存储的需求。传统盘阵虽然利用专有的、定制设计的硬件组件和互连接口设计集成在一起，保障了的存储的性能和可靠性，但是其单点扩展存在容量上限和接口带宽等限制，面对PB级的海量存储需求，无论是SAN或NAS在容量和性能的扩展上均无法满足应用的需要；且盘阵造价昂贵，标准化程度较低,组件的更换常常导致系统故障或者硬件的升级，从而导致存储成本居高不下。由此，为实现存储的低成本、高可扩展与资源池化，云存储技术应运而生，这其中最关键的是存储虚拟化技术与分布式存储技术的应用［1］。从短期来看，存储化技术可以充分提升现有存储资源的应用水平，实现资源池化，提升设备使用率，降低管理成本。从长远发展来看，分布式存储技术则是未来云存储的发展趋势，分布式存储底层可构建在标准X86服务器集群之上，通过分布式文件系统对外提供弹性存储资源，可选择SATA作为存储实现方式，根据应用需要提供丰富的服务接口，从而大大降低了存储成本。同时基于X86的分布式存储的集群架构也实现了较强的Scale-out扩展能力。该文的第二章对现有的三种类型的存储虚拟化技术原理及应用进行了详细分析，第三章对分布式云存储的技术发展和应用进行了分析和研究，第四章给出了研究结论。<b>l存储虚拟化</b>存储虚拟化技术主要指通过在物理存储系统和服务器之间增加一个虚拟层，使服务器的存储空间可以跨越多个异构的磁盘阵列，实现从物理存储到逻辑存储的转变。从而能够把不同品牌、架构甚至不在统一物理居址的存储设备统一到一个（若干个）虚拟的存储资源池,实现存储资源的统一调度、管理和使用。存储虚拟化技术是传统存储向云存储过渡的重要中间技术，在实现存储资源管理统一、高效的同时，使得存储资源的调度、增减对用户完全透明，使存储资源具备了支撑云计算服务的能力。1.1主要存储虚拟化技术存储虚拟化技术虽然不同设备与厂商之间略有区别，但从总体来说，可概括为基于主机虚拟化、基于存储设备虚拟化和基于存储网络虚拟化三种技术［2］。1）基于主机的虚拟化存储的实现，其核心技术是通过增加…个运行在操作系统下的逻辑卷管理软件将磁盘上的物理块号映射成逻辑卷号，并以此实现把多个物理磁盘阵列映射成一个统一的虚拟的逻辑存储空间（逻辑块）实现存储虚拟化的控制和管理。从技术实施层面看，基于主机的虚拟化存储不需要额外的硬件支持，便于部署，只通过软件即可实现对不同存储资源的存储管理。但是，虚拟化控制软件也导致了此项技术的主要缺点：首先，软件的部署和应用影响了主机性能；其次，各种与存储相关的应用通过同一个主机，存在越权访问的数据安全隐患；最后，通过软件控制不同厂家的存储设备存在额外的资源开销，进而降低系统的可操作性与灵活性。2）存储设备虚拟化技术依赖于提供相关功能的存储设备的阵列控制器模块，常见于高端存储设备，其主要应用针对异构的SAN存储构架。此类技术的主要优点是不占主机资源，技术成熟度高，容易实...