存储子系统的元素包括:磁盘、磁盘控制器、存储网络、磁盘阵列、卷管理层、目录虚拟层、文件系统虚拟层。我们就从下到上，一一描述这几个元素，看看存储了系统楚怎么抽象虚拟的。
1.磁盘控制器
磁盘控制器的工作就是根据驱动程序发来的磁盘读写信息，向磁盘发送SCSI指令和数据。这个部件看似没有什么可抽象虚拟的东西，其实磁盘控制器完全可以对其驱动程序隐藏其下挂的物理磁盘，而虚拟出一个或者多个虚拟磁盘。由控制器来完成虚拟磁盘和物理磁盘的映射和抽象虚拟。RAID就是一个点型代表，控制器将物理磁盘组成RAID Group，然后在RG的基础上，虚拟出多个LUN，通告给主机驱动。
2.存储网络
早期的存储子系统，没有网络化，而目前的存储系统，网络化己经作常彻底。从磁盘到磁盘阵列控制器，从磁盘阵控制器到主机总线适配器，都已经嵌入了网络化元素。比如使用FC协议或者TCP/IP协议、SAS协议、Infiniband协议等。那么在这一层上，有什么可以抽象的么?网络化只是为部件之间提供了一种可扩展的传输通路而已，貌似在这个层面上不能做出于什么大文章来。
实则不然，这一层也是有所深究的。在交换式SAN中，不管是基于TCP/IP协议的还是基于FC协议的SAN ,网络中的任何节点都是通过交换设备来互相通信，这是节点间通信的必经之路。如果在交换设备上做点手脚，就完全可以达到虚拟化的效果。
要抽象一种逻辑，那么一定要理解这种逻辑，所以我们可以在FC交换机或者以太网交换机上，嵌入SCSI协议感知模块。比如某个N节点向另一个N节点Report LUN的时候，交换机收到这个Frame，则可以感知这个N节点的LUN信息。如果此时网络中还有另个节点的LU N信息，则可以在交换机这一层。达到这两个节点的LUN的镜像.也就是说，SCSI发起设备向目标设备传输的数据，经由交换机的时候，交换机内嵌的虚拟化模块，会自动复制对应的帧到另一个节点的LUN 上，让这两个LUN形成镜像，当其中一个节点故障的时候，交换机因为知道此时还有一个备份镜像LUN存在，所以并不会向发起者通告失败，而是默默的将发起者的数据重定向到这个镜像的LUN，发起设备并不会感知，这样，就达到了基于网络层的虚拟化抽象。
当然，网络层的虚拟化，并不只是镜像，比如将某些N节点的LUN合并成一个池，然后动态的从这个池中再划分出虚拟LNN,向发起者报告等。基于这些思想，己经开发出了智能FC交换机。
3.磁盘阵列
磁盘阵列可以说本身就是一个小计算机系统(JBOD除外)，这个系统五脏俱全，是对存储子系统的抽象虚拟化最佳的表现。磁盘阵列，简要地说，就是将大量磁盘进行组织管理，抽象虚拟，最终形成虚拟的逻辑磁盘，最后通过和主机适配器通信，将这些逻辑磁盘呈现给主机。这个功能和前面提到的磁盘控制器的功能类似，但是磁盘阵列能比狭义的磁盘控制器提供更多的特色功能，况且简单的插在主机IO总线上的那种RAID磁盘控制器，其接入磁盘数量有限.功能也有限。
大型磁盘阵列，有自己的控制器。有的利用嵌入式技术.将特别定制的操作系统及其核心管理软件嵌入芯片中，来管理艳个控制器并实现其功能；有的则干脆利用现成的上机来充当盘阵控制器的角色，比如IBM的DS8000系列盘阵，内部就是用的两台IBM P系列小型机作为其组织管理磁盘的控制器，其上运行AIX操作系统和相应的存储管理软件。
不管是嵌入式，还是主机式的，盘阵控制器所担任的角色都是类似的。这个中心控制器，不直接参与连接每块磁盘，而是利用后端适配器来管理下挂的磁盘，由后端适配器向其上级汇报。
这些适配器，就是由中心控制器驱动的二级磁盘控制器，这些磁盘控制器作为中心CPU的IO适配器，直接控制和管理物理磁盘，然后由中心控制器统一实现RAID,卷等高级功能(有些盘阵则可以将简单的RAI D功能直接下放给几级控制器来做)。后端适配器与中心控制器CPU之间通过某种总线技术连接，比如PCIX、PCIE总线等。中心控制器对这些磁盘进行虚拟抽象之后，通过前端的接口.向最终使用它的主机进行通告。中心控制器不但可以实现最基本的RAI D功能，而且可以实现很多高级功能，比如LUN镜像、快照、远程复制、CDP数据保护、LUN再分配等。在磁盘阵列上实现虚拟化，是目前最广泛的一种存储系统虚拟化形式。
4.卷管理层
卷管理层是指运行在应用主机h的功能模块。它负责底层物理磁盘或者LUN的收集和再分配。经过盘阵控制器虚拟化之后生成的LUN提交给主机使用，主机可以对这些LUN进行再次抽象和虚拟，也就是重复虚拟化，比如对其中两个LUN进行镜像处理，或者对其中的多个LUN，做成一个软RAID系统。再或者将所有LUN合并.形成一个大的资源池，然后像掰面团一样所成多个卷，这个过程和磁盘控制器。盘阵控制器所做的虚拟化动作类似，但是这个动作是在主机上实现的。典型的卷管理软件有LVM，或者第三方的软件，比如Veritas公司的VxVM。
5.文件系统
数据只是存储到磁盘上就完了么?显然不是。打个比方，有位记者早晨出去采访，乎中拿了一攘纸，他母看到一件事就记录下来。对于“怎么将字写在纸上”这个问题，他是这么解决的，他用笔在格子上写字，写满一行再写下一行。还不够就换一张纸。对于“怎么让白己在纸上写字”，这个问题，是他自己通过大脑〔控制器〕，通过神经网络(SCSI线缆〕，操纵白己的手指〔磁头臂〕，拿着笔〔磁头〕，看见有格了，就向里写。这两个问题都解决了。。可是这一天下来，他回去想看看一天都发生了什么，他拿出记录纸，却发现，信息都是零散的，根本无法阅读，有时候读到一半，就断了，显然当时是因为格了不够用了，写到其他地方了，造成了信息记录的不连续，有的地方还有删除线，证明这一块作废了，那么有效的记录到底在哪里昵?记者方寸大乱，数据虽然都完好的一记录在纸上，但是他们都是不连续的、凌乱的，当时是部记下来了，但是事后想要读取时却没辙了。
磁盘记录也一样，只解决磁盘怎么记录数据和怎么让磁盘记录数据，是远远不够的，还应该考虑“怎么组织磁盘上的数据”。
还是用这个记者的例子来说明。我们都能想到，将凌乱的记录组织成完整的一个记录，只需要在相应的地方做一下标记，比如“此文章下一段位于某某页，第几行”。就像路标一样，一次一次的指引你最终找出这个完整的数据，这个思想称为“链表”。
如果将这个链表单独的做成一个记录，存放到固定位置，每次只要参考这个表，就能找出条数据在磁盘上的完整分布情况。利用这种思想做出来的文件系统，比如FAT文件系统，它把每个完整的数据称为文件。文件可以在磁盘上不连续的存放，由单独的数据结构来描述这个文件在磁盘上的分布。这个数据结构就是文件分配表。File Allocate Table，也就是FAT的由来。或者用另一种思想来组织不连续的数据，比如NTFS，它是直接给出了一个文件在磁盘上的具体扇区，开始一结束，开始一结束。用这样的结构来描述文件的分布情况。
文件系统将磁盘抽象成了文件柜，同一份文件可能存放在一个柜子的不同抽屉中，利用一份特别的文件来记录“文件——对应抽屉”的分布情况，这些用来描述其他文件分布情况及其属性的文件，称为元文件(Metadata)。元文件一般情况下要存放在磁盘的固定位置，而不能将其分散，因为最终要有一个绝对参考系统。但是有些文件系统，甚至将元文件也可以像普通文件一样。在磁盘上不连续的分布。前面还说过一定要有一个绝对参考系统，也就是固定的入口，所以这些特殊的文件系统，其实最上层还是有一个绝对参考点的，这个参考点将生成元文件/在磁盘上的分布情况记录，从而定位元文件，再根据元文件，定位数据文件，这样一层一层的嵌套，最终形成文件系统。
最终一句话，文件系统是对磁盘块的虚拟、抽象、组织和管理。用户只要访问一个个的“文件”，就等于访问了磁盘扇区。而访问文件，这个动作是非常容易理解的，也是很简单的。用户不必了解这个文件最终在磁盘上是存放到哪里，怎么存放的，怎么访问磁盘来存放这个文件.这些统统都是由文件系统和磁盘控制器驱动程序来做。
6.目录虚拟层
不管是Windows系统、UNIX系统，还是Linux系统.其内部都有一个虚拟的日录结构。在Linux中叫做VFS, 即Virtual File System。
虚拟文件系统，顾名思义也就是说这个文件系统目录并不是真实的，而是虚拟的。任何实际文件系统，都可以挂载到这个目录下，真实FS中的真实目录，被挂载到这个虚拟目录下之后，就成为了这个虚拟目录的子目录。这样做的好处是增强灵活性。其次，操作系统目前处理外部设备，一般都将其虚拟成一个虚拟文件的方式，比如一个卷，在Linux中就是/dev/hda这种文件。对这个文件进行读写，就等于直接对设备进行了读写。
存储户系统的虚拟化，可以在“磁盘——盘阵控制器——存储网络——主机总线适配器——卷管理层——文件系统层——虑拟目录层和最终应用层”各个环节的虚拟抽象工作，使得鼓终应用软件，只要通过文件系统访问文件，就可以做到访问放底层的磁盘一样的效果。有时候还可以重复虚拟化。
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本文标题：存储子系统的虚拟化
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