2.2 非对称方式的SAN存储虚拟结构
非对称结构也称为带外（out-of-band）模型，其实现途径是把装有虚拟化管理软件的主机或控制器从数据通路的外部接入存储网络，对网络进行管理。而网络存储系统除数据通路之外，还存在另外一条控制通路，存储数据和控制命令分别走这两条不同的通路。应用服务器节点的I / O请求先通过控制通路传送到专用的元数据服务器或控制器，获得元数据和数据视图后通过数据通路获得需要的数据。
图3 非对称方式的SAN 存储虚拟化结构
在非对称性虚拟存储结构中，存储数据在专用的数据通道上传输，减少了网络延迟，增加了带宽的可用性，从而提高了系统性能，同时这种结构还避免了系统的单点故障和瓶颈。但是，由于虚拟化层的部分模块嵌入在应用服务器的操作系统中，造成实现工作相对比较复杂，对存储环境有依赖性，不适合有多种操作系统的异构存储环境，同时在一定程度上增加了用户的投资。
2.3影响基于网络存储的虚拟化发展的因素
当前，影响存储虚拟化发展的最主要因素，就是存储虚拟化技术还缺乏行业标准。尤其是对于基于网络存储的虚拟化来说，存储用户、存储服务代理和存储资源三者之间非常需要开放性的标准。
由于存储虚拟化可以基于不同层次的方案或标准的软硬件实现，这就意味着设备的选择非常广泛。迄今为止，许多厂商还忙于发展技术力量来创建各自的虚拟存储设备。由此可见，广大设备提供商和业内人士加强合作，尽快制定业界公认的标准，才能推动虚拟存储技术持续发展，为用户带来更多收益。
3 统一的虚拟存储网络
存储资源共享是网络存储体系结构发展的最本质的需求，网络存储的将来必然是统一虚拟存储，通过统一虚拟存储体系结构将所有的存储资源统一起来，提供统一的资源共享服务。
因此，我们可以把网络存储的统一化和存储虚拟化看作实现统一的虚拟存储网络的两个不同的途径，它们发展的最终目标是一致的，只是技术手段的不同。
另一方面，两者之间又是相互关联的，NAS 和SAN 的融合过程，实质上也是对NAS 和SAN 的虚拟化过程。我们以USN 方案为例：
（1）当USN 提供biock I / O服务时，由于采用了附网直连通道（NAC）技术和三方传送协议，元数据和数据通道分离（数据流程见图4），此时USN 实际上相当于一种非对称的结构。
图4 USN 提供Biock I / 0 服务时的数据流程示意图
（2）当USN 提供fiie I / O时，元信息、数据信息都必须通过元数据服务器（数据流程见图5），此时USN 实际上相当于一种对称的结构。
图5 USN 提供Fiie I / O服务时的数据流程示意图
目前，统一的虚拟存储网络还没有真正实现的方案，一些已经出现的方案，从原理上讲，只是对现有的存储虚拟化方案的扩展。以下两项技术的发展，将会为统一的虚拟存储网络提供启示和技术准备。
存储网格：存储网格实质上是网格技术和存储技术的结合，吸取了两者之间的优点，和普通的存储网络相比，具有可靠性高、管理灵活和可扩展性强等优点。存储网格还没有明确的标准出现，但是可以肯定的是，存储网格的实现，必须要求存储虚拟化的概念和技术出现突破，以便为用户提供更加优质的服务，在整合存储网络方面，网格技术和存储技术的结合是值得期待的。
基于对象的存储：基于对象的存储系统为每一个对象及其元数据分配一个独特的地址，不会出现重复，所有对象和元数据的存档和检索操作，都在一个巨大的平面地址空间内进行。在基于对象的存储系统中，客户端可以直接访问存储设备，减少了数据存储路径中的控制路径。基于对象的存储综合了NAS 和SAN 的优点，同时具有SAN 的高速直接访问和NAS 的数据共享等优势，提供了具有高性能、高可靠性、跨平台以及安全的数据共享的存储体系结构。基于对象的存储的标准最初来自于卡内基梅隆大学（Carnegie MeIIon University，CMU）的1995 ~ 1999 年间的“Network Attached Secure Disks”（NASD）项目。当前，对象存储设备（Object Storage Device）的标准正在制定之中。
4 基于自主式存储中介（ASAS）的网络存储系统
目前阻碍统一的虚拟存储网络的形成的主要因素是：
（1）缺乏统一的标准。除NAS 和SAN 外，网络存储技术还存在着其他繁多的标准和协议，而各种标准和协议都有自身的长处和不足，有效地整合不同存储网络将是极具挑战性的工作。
（2）存储管理日益复杂。存储网络使得存储容量的扩展性较好，但是带来管理的复杂性和成本呈指数增加。各种网络存储系统在体系结构上有很大的不同，面向的应用也各有差异，目前还缺乏有效存取模式去统一存取网络存储中的数据。进一步增加可共享的存储资源的数量变得难上加难。
（3）不能根据应用来提供相应的最佳存储服务。各种存储技术更多的是针对存储系统本身来提高对应用程序的服务性能，这种方式没有着重从应用程序的角度出发，根据应用程序的特点来动态地选择合适的存储技术和确定最优的存取访问策略。
图6 基于自主式存储中介的存储网络
为了克服上述缺点，本文提出一种基于自主式存储中介（ASAS，Autonomic Storage Agency System）的网络存储系统，该系统结合了网络存储和存储虚拟化技术，可以看作一个统一的虚拟化存储网络的雏形。
该系统以存储网络为基础，在应用程序与网络存储系统之间插入一个ASAS，它由ASAS 服务器和驻留在各种应用主机中的SAFS（Storage Agency FiIe System）两部分构成。系统运行过程中，各种存储资源（DAS、NAS、iSCSI 等设备）将自动或交互地向ASAS 服务器汇报当前存储系统属性、状态以及各种相应的参数，使得ASAS 能够对整个存储系统进行管理和性能优化。应用主机通过SAFS 提出的数据存储服务请求到达ASAS 服务器后，ASAS 服务器将根据应用主机的服务类型，安排合适的存储资源，确定最佳的存储策略，然后分别送到存储网络中相关的存储设备。当数据存取时，存储设备直接和应用主机的SAFS 交互，从而降低ASAS 服务器负载，缩短响应时间。另外，数据备份、灾难恢复、数据迁移等工作在ASAS 服务器的监督管理下进行。
应用主机中的SAFS，即ASAS 用户级文件系统，可以驻留在多种操作系统平台上（UNIX，Windows，Linux），为用户或应用程序提供对网络存储系统的数据访问服务。SAFS 可以运用启发式方法获得用户对数据存储的具体需求（ 例如可用性、安全性、性能等要求），然后根据这些服务特征对数据进行合理的组织，尽可能地满足用户的这些要求。
结束语
随着网络技术的发展，信息量大幅增加，网络存储技术随之有了很大的发展。由于存在诸多的标准和协议，存储网络的管理复杂程度增加，不能充分利用现有的存储资源为用户提供更好的服务。
NAS 和SAN 的融合以及存储虚拟化技术从不同的角度、不同程度地解决了一些存在的问题，但是上述问题的彻底解决，还是需要新的体系结构的出现，比如统一虚拟存储体系结构。
统一的虚拟存储体系结构应该是从存储虚拟化的实质出发，无论从主机、网络还是存储设备看，存储资源就是一个单一存储映象，尽可能为用户提供优质的存储服务。统一的虚拟存储体系结构的完全实现还存在很多困难，不管NAS 和SAN 的融合方案、存储网格还是对象存储都只能是部分的甚至是一个方面的实现。
基于自主式存储中介（ASAS）的网络存储系统可以看作是统一的虚拟存储体系结构的一个实现方案的雏形。目前该方案的研究工作还在继续进行之中。
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本文标题：网络存储的统一与虚拟化(下)
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