虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)研究.pdf

1、虛擬存儲(chǔ)是存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一.目前,虛擬存儲(chǔ)技術(shù)取得了很大進(jìn)展,很多產(chǎn)品化的解決方案已經(jīng)出現(xiàn),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(jī),設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)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(shè)備的歸一化管理,并行I/O調(diào)度、高帶寬任務(wù)條件下產(chǎn)生的傳輸"瓶頸",網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中"熱點(diǎn)"數(shù)據(jù)的服務(wù)損失,以及磁帶庫設(shè)備隨機(jī)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(jìn)行研究,在設(shè)備驅(qū)動(dòng)棧中找到適當(dāng)?shù)那腥朦c(diǎn)實(shí)現(xiàn)虛擬化,并通過并行或緩沖的調(diào)度方式向上層應(yīng)用提供支撐.中間驅(qū)動(dòng)層可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的虛擬化.它向上與文件系統(tǒng)接口,向下與適配器驅(qū)動(dòng)接口,其功能是將上層的I/O請求轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的接口命令,為此操作系統(tǒng)為不同類的設(shè)備提供了相應(yīng)的類驅(qū)動(dòng)程序.基于這些驅(qū)動(dòng)程序我們提出了公用驅(qū)動(dòng)程序的概念,對公用中間驅(qū)動(dòng)程序而言,所有類別的存儲(chǔ)資源都是可見的,因此可以在這里構(gòu)建虛擬存儲(chǔ)池,實(shí)現(xiàn)異類設(shè)

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

4、可以屏蔽設(shè)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(qū)動(dòng)層的虛擬化可實(shí)現(xiàn)I/O命令的并行處理,有利于提高系統(tǒng)的I/O性能.實(shí)現(xiàn)任務(wù)級I/O的并行處理的關(guān)鍵是任務(wù)的調(diào)度,而任務(wù)調(diào)度與任務(wù)執(zhí)行環(huán)境密切相關(guān).為此從實(shí)際需求出發(fā),運(yùn)用中間驅(qū)動(dòng)層的虛擬化技術(shù)對解決這一問題進(jìn)行了研究.針對高帶寬任務(wù)條件下的傳輸"瓶頸"問題,提出了一種分布存儲(chǔ)—并行傳輸策略,可將單服務(wù)器的傳輸任務(wù)分配到多節(jié)點(diǎn)并行執(zhí)行,從而達(dá)到提高傳輸速度的目的.主動(dòng)