引言
云计算是将网络中的硬件设施、软件技术、应用服务等各种计算资源整合成一个大的资源池，通过新的计算模式， 用户可以按需定制基础设施服务、软件服务、应用服务。在云计算这种新的互联网计算模式中，基础设施云服务是软件云服务和平台云服务的基础， 并通过使用虚拟化技术实现虚拟计算资源。然而，存储作为商业应用不可或缺的一个重要组成部分，也是处于云计算架构的底层， 与基础设施云共同为用户提供服务。网络服务提供者通过云计算所具有的强大计算能力可以在数秒内处理的信息达千万计甚至亿计。因此云计算的应用与发展将是空前的，“云”应用所带来的商机也将是巨大的。
1 云计算中的虚拟化
作为企业信息化平台的业务核心一一数据中心，其地位在信息系统中变得非常重要和更加复杂。如何解决高效利用数据资源，灵活配置和管理数据资源成为云计算关健技术研究的重要课题之一。当虚拟化的概念和技术加入到云计算当中后，不但简化了资源管理的复杂度，还提高了资源的利用率，在减少资源购置和维护成本的同时， 也提高了使用效率。当虚拟化技术以服务的形式提供给用户时， 用户可以通过互联网随时获得非常优越的计算能力， 并对此服务和计算能力自由取用，按需付费。
1．1虚拟化的概念
虚拟化是将物理资源统一抽象成虚拟资源。这种抽象的方式与实现方式、地理位置、底层资源的物理配置有关。虚拟化可使有限的硬件和软件资源按需重新规划分配，扩大了硬件容量，简化了软件配置过程和资源的访问与管理，提高硬件与软件的综合效率和应用能力。
1．2虚拟化的应用技术
在虚拟化的应用中，软件虚拟化技术使用虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor，VMM)与硬件通信。在系统架构中，VMM处于物理资源与操作系统之间， 操作系统成为应用程序。这种架构层次的变化，使架构中的通信部分需进行二进制转换， 通过硬件资源接口模拟硬件环境， 其处理器和内存访问在特定事件中才涉及到JVMM， 使软件虚拟化具有一定的独立性。二进制转换的增加， 导致系统复杂度上升和软件堆栈增加等结果，使软件虚拟化的管理变得复杂， 系统可靠性和安全性也有所下降。
硬件虚拟化比软件虚拟化在性能方面有很大提高， 例如CPU的虚拟化则是由支持虚拟化技术的CPU通过特别指令集控制虚拟过程， 使VMM可以轻松提高性能。硬件虚拟化架构直接支持操作系统在硬件的上层运行， 没有二进制转换， 简化了VMM的设计开发， 减少很多相关性能开销。随着64位操作系统的广泛应用，硬件虚拟化的64位计算能力也得到很快的发展。系统虚拟化是将一台物理计算机上的物理资源抽象成虚拟资源，并提供给多个虚拟机使用， 每个虚拟机是一个完全独立和封闭的运行环境。每个虚拟机操作系统的使用是相互隔离、互不影响的。使得多个虚拟机复用了同一台物理计算机的物理资源。
2 云计算中的数据存储
随着网络新技术和产品的发展， 数据量的存储需求迅速增长，存储系统在当前信息系统投资中所占比例大于50％。云存储是通过集群技术、网格技术、分布式文件系统等技术将网络中大量不同类型的存储设备通过软件技术集合在一起协同工作，提供数据存储和业务访问功能的一个系统，解决了数据存储的方法、空问、建设、维护、成本等问题，数据可以随时取用。
2．1云存储的概念
对使用者来说，云存储是一种数据访问服务，是一个由众多存储设备和服务器构成的系统集合，核心是应用软件与存储设备的结合。云存储是配置了大容量存储空间的云计算系统， 是在云计算的基础上增加了一个存储层， 同时增加的还有数据管理和数据安全等相关功能， 与云计算的用户访问方式和应用接口相同。
2．2云存储的应用技术
作为传统存储技术之一的直连式存储(Direct—AttachedStorage，DAS)已有40多年的历史，其结构依赖于服务器操作系统进行数据I／0读写和存储维护管理， 受服务器总线技术的限制。DAS中存储设备与服务器通过SCSI连接， 最高速率小于等于80MB／s。因此，DAS在扩展性、开放性和系统管理等方面局限性较大。
随着网络存储技术的发展和应用， 出现了NAS(网络连接存储)、SAN(存储区域网)和基于IP的存储方式。NAS以数据为中心，通过直连网络向用户提供文件级存储服务。NAS源于以太网数据访问， 需预先配置存储空间，具有唯一的IP地址。用户通过Web浏览器即可配置和管理存储空间，访问速度LLDAS快， 优化后可专用于文件I／O操作和服务， 性能优于通用操作系统。
SAN以网络为中心， 将存储设备从局域网中分离出来， 在服务器与存储系统之间使用光纤信道， 利用FC(FibreChanne1)技术， 使用IPI、SCSI、iSCSI、ATM、IP等高速网络互联协议连接，将网络和设备的通信与传输物理介质隔离。SAN的服务器和存储系统之间， 以及存储系统之间直接传送数据， 传输速率高达1062．5Mbps。因此，SAN的高性能存储和宽带网络i／o接口降低了存储系统的成本、复杂度和拥塞发生机率，简化了数据存储和传输。
IP—SAN则是将IP网络和SAN存储技术进行了整合， 是指用户和存储系统之间使用IP网络，存储系统内部的服务器和存储设备之间还是SAN存储。IP网络与SAN存储的结合，在整个网络的范围上得到了扩展，但也使得在两个网络边界增加了协议的转换。
IP存储即是在IP网络中实现块级数据存储。因TCP／IP网络可跨广域网络应用， 实现服务器通过IP网络连接存储设备，服务器只需存储设备IP地址和操作权限即可完成设备或资源的灵活配置和使用。以IP网络替代SAN的光纤通道，加上IP网络拥有大量的IP地址，其网络速度已达到10Gb，并可实现大容量、高性能的I／O操作。
3 虚拟化存储的应用
虚拟化存储是对各种存储设备及其子系统进行整合，优化存储管理。惠普认为存储虚拟化是利用异构平台存储空间，使用户对底层物理环境不可见，从而实现环境的有效管理和对资源的合理规划。康柏认为存储虚拟化运用块映射将虚拟磁盘的块转化为逻辑块映射到实际存储设备上。这种对用户透明的映射简化了存储器的管理和配置工作。VERITAS认为存储虚拟化是将物理存储资源逻辑化。因此，简化了复杂的异构存储设备的配置。RFG认为存储虚拟化是利用一种特性的存储设备仿真另一种特性的存储设备的仿真技术。
虚拟化存储即是通过虚拟化技术， 把各种异构存储资源统一成单一视图的存储池， 采用Striping、LUN Masking、Zoning等技术对该存储池按需进行重新分割与分配，实现存储池动态、透明的增长或缩减。虚拟化存储在对物理存储设备逻辑化处理后， 提供给用户的是逻辑视图，利用设备的存储优势，克服了设备的物理局限性。
4 结束语
随着云服务层次的提高， 基于云计算的虚拟化技术与网络存储技术已经成为云技术中的关键技术之一， 二者的有机结合为云存储的发展提供了有效的保障。研究可信的虚拟化云存储将是提高云服务的主要方向之一。
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本文标题：基于云计算的虚拟化存储技术研究
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