2.2 非對稱方式的SAN存儲虛擬結構
非對稱結構也稱為帶外（out-of-band）模型，其實現途徑是把裝有虛擬化管理軟件的主機或控制器從數據通路的外部接入存儲網絡，對網絡進行管理。而網絡存儲系統除數據通路之外，還存在另外一條控制通路，存儲數據和控制命令分別走這兩條不同的通路。應用服務器節點的I / O請求先通過控制通路傳送到專用的元數據服務器或控制器，獲得元數據和數據視圖后通過數據通路獲得需要的數據。
圖3 非對稱方式的SAN 存儲虛擬化結構
在非對稱性虛擬存儲結構中，存儲數據在專用的數據通道上傳輸，減少了網絡延遲，增加了帶寬的可用性，從而提高了系統性能，同時這種結構還避免了系統的單點故障和瓶頸。但是，由于虛擬化層的部分模塊嵌入在應用服務器的操作系統中，造成實現工作相對比較復雜，對存儲環境有依賴性，不適合有多種操作系統的異構存儲環境，同時在一定程度上增加了用戶的投資。
2.3影響基于網絡存儲的虛擬化發展的因素
當前，影響存儲虛擬化發展的最主要因素，就是存儲虛擬化技術還缺乏行業標準。尤其是對于基于網絡存儲的虛擬化來說，存儲用戶、存儲服務代理和存儲資源三者之間非常需要開放性的標準。
由于存儲虛擬化可以基于不同層次的方案或標準的軟硬件實現，這就意味著設備的選擇非常廣泛。迄今為止，許多廠商還忙于發展技術力量來創建各自的虛擬存儲設備。由此可見，廣大設備提供商和業內人士加強合作，盡快制定業界公認的標準，才能推動虛擬存儲技術持續發展，為用戶帶來更多收益。
3 統一的虛擬存儲網絡
存儲資源共享是網絡存儲體系結構發展的最本質的需求，網絡存儲的將來必然是統一虛擬存儲，通過統一虛擬存儲體系結構將所有的存儲資源統一起來，提供統一的資源共享服務。
因此，我們可以把網絡存儲的統一化和存儲虛擬化看作實現統一的虛擬存儲網絡的兩個不同的途徑，它們發展的最終目標是一致的，只是技術手段的不同。
另一方面，兩者之間又是相互關聯的，NAS 和SAN 的融合過程，實質上也是對NAS 和SAN 的虛擬化過程。我們以USN 方案為例：
（1）當USN 提供biock I / O服務時，由于采用了附網直連通道（NAC）技術和三方傳送協議，元數據和數據通道分離（數據流程見圖4），此時USN 實際上相當于一種非對稱的結構。
圖4 USN 提供Biock I / 0 服務時的數據流程示意圖
（2）當USN 提供fiie I / O時，元信息、數據信息都必須通過元數據服務器（數據流程見圖5），此時USN 實際上相當于一種對稱的結構。
圖5 USN 提供Fiie I / O服務時的數據流程示意圖
目前，統一的虛擬存儲網絡還沒有真正實現的方案，一些已經出現的方案，從原理上講，只是對現有的存儲虛擬化方案的擴展。以下兩項技術的發展，將會為統一的虛擬存儲網絡提供啟示和技術準備。
存儲網格：存儲網格實質上是網格技術和存儲技術的結合，吸取了兩者之間的優點，和普通的存儲網絡相比，具有可靠性高、管理靈活和可擴展性強等優點。存儲網格還沒有明確的標準出現，但是可以肯定的是，存儲網格的實現，必須要求存儲虛擬化的概念和技術出現突破，以便為用戶提供更加優質的服務，在整合存儲網絡方面，網格技術和存儲技術的結合是值得期待的。
基于對象的存儲：基于對象的存儲系統為每一個對象及其元數據分配一個獨特的地址，不會出現重復，所有對象和元數據的存檔和檢索操作，都在一個巨大的平面地址空間內進行。在基于對象的存儲系統中，客戶端可以直接訪問存儲設備，減少了數據存儲路徑中的控制路徑。基于對象的存儲綜合了NAS 和SAN 的優點，同時具有SAN 的高速直接訪問和NAS 的數據共享等優勢，提供了具有高性能、高可靠性、跨平臺以及安全的數據共享的存儲體系結構。基于對象的存儲的標準最初來自于卡內基梅隆大學（Carnegie MeIIon University，CMU）的1995 ~ 1999 年間的“Network Attached Secure Disks”（NASD）項目。當前，對象存儲設備（Object Storage Device）的標準正在制定之中。
4 基于自主式存儲中介（ASAS）的網絡存儲系統
目前阻礙統一的虛擬存儲網絡的形成的主要因素是：
（1）缺乏統一的標準。除NAS 和SAN 外，網絡存儲技術還存在著其他繁多的標準和協議，而各種標準和協議都有自身的長處和不足，有效地整合不同存儲網絡將是極具挑戰性的工作。
（2）存儲管理日益復雜。存儲網絡使得存儲容量的擴展性較好，但是帶來管理的復雜性和成本呈指數增加。各種網絡存儲系統在體系結構上有很大的不同，面向的應用也各有差異，目前還缺乏有效存取模式去統一存取網絡存儲中的數據。進一步增加可共享的存儲資源的數量變得難上加難。
（3）不能根據應用來提供相應的最佳存儲服務。各種存儲技術更多的是針對存儲系統本身來提高對應用程序的服務性能，這種方式沒有著重從應用程序的角度出發，根據應用程序的特點來動態地選擇合適的存儲技術和確定最優的存取訪問策略。
圖6 基于自主式存儲中介的存儲網絡
為了克服上述缺點，本文提出一種基于自主式存儲中介（ASAS，Autonomic Storage Agency System）的網絡存儲系統，該系統結合了網絡存儲和存儲虛擬化技術，可以看作一個統一的虛擬化存儲網絡的雛形。
該系統以存儲網絡為基礎，在應用程序與網絡存儲系統之間插入一個ASAS，它由ASAS 服務器和駐留在各種應用主機中的SAFS（Storage Agency FiIe System）兩部分構成。系統運行過程中，各種存儲資源（DAS、NAS、iSCSI 等設備）將自動或交互地向ASAS 服務器匯報當前存儲系統屬性、狀態以及各種相應的參數，使得ASAS 能夠對整個存儲系統進行管理和性能優化。應用主機通過SAFS 提出的數據存儲服務請求到達ASAS 服務器后，ASAS 服務器將根據應用主機的服務類型，安排合適的存儲資源，確定最佳的存儲策略，然后分別送到存儲網絡中相關的存儲設備。當數據存取時，存儲設備直接和應用主機的SAFS 交互，從而降低ASAS 服務器負載，縮短響應時間。另外，數據備份、災難恢復、數據遷移等工作在ASAS 服務器的監督管理下進行。
應用主機中的SAFS，即ASAS 用戶級文件系統，可以駐留在多種操作系統平臺上（UNIX，Windows，Linux），為用戶或應用程序提供對網絡存儲系統的數據訪問服務。SAFS 可以運用啟發式方法獲得用戶對數據存儲的具體需求（ 例如可用性、安全性、性能等要求），然后根據這些服務特征對數據進行合理的組織，盡可能地滿足用戶的這些要求。
結束語
隨著網絡技術的發展，信息量大幅增加，網絡存儲技術隨之有了很大的發展。由于存在諸多的標準和協議，存儲網絡的管理復雜程度增加，不能充分利用現有的存儲資源為用戶提供更好的服務。
NAS 和SAN 的融合以及存儲虛擬化技術從不同的角度、不同程度地解決了一些存在的問題，但是上述問題的徹底解決，還是需要新的體系結構的出現，比如統一虛擬存儲體系結構。
統一的虛擬存儲體系結構應該是從存儲虛擬化的實質出發，無論從主機、網絡還是存儲設備看，存儲資源就是一個單一存儲映象，盡可能為用戶提供優質的存儲服務。統一的虛擬存儲體系結構的完全實現還存在很多困難，不管NAS 和SAN 的融合方案、存儲網格還是對象存儲都只能是部分的甚至是一個方面的實現。
基于自主式存儲中介（ASAS）的網絡存儲系統可以看作是統一的虛擬存儲體系結構的一個實現方案的雛形。目前該方案的研究工作還在繼續進行之中。
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本文標題：網絡存儲的統一與虛擬化(下)
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