虛擬存儲技術_什麼是虛擬存儲技術

1. ppt 為什麼要採用虛擬存儲器技術操作系統實現虛擬存儲的方法有哪幾種

虛擬內存的作用內存在計算機中的作用很大，電腦中所有運行的程序都需要經過內存來執行，如果執行的程序很大或很多，就會導致內存消耗殆盡。為了解決這個問題，Windows中運用了虛擬內存技術，即拿出一部分硬碟空間來充當內存使用，當內存佔用完時，電腦就會自動調用硬碟來充當內存，以緩解內存的緊張。舉一個例子來說，如果電腦只有128MB物理內存的話，當讀取一個容量為200MB的文件時，就必須要用到比較大的虛擬內存，文件被內存讀取之後就會先儲存到虛擬內存，等待內存把文件全部儲存到虛擬內存之後，跟著就會把虛擬內里儲存的文件釋放到原來的安裝目錄里了。

2. 什麼是虛擬存儲

3. 什麼是虛擬存儲技術

虛擬內存
內存在計算機中的作用很大，電腦中所有運行的程序都需要經過內存來執行，如果執行的程序很大或很多，就會導致內存消耗殆盡。為了解決這個問題，Windows中運用了虛擬內存技術，即拿出一部分硬碟空間來充當內存使用，當內存佔用完時，電腦就會自動調用硬碟來充當內存，以緩解內存的緊張。舉一個例子來說，如果電腦只有128MB物理內存的話，當讀取一個容量為200MB的文件時，就必須要用到比較大的虛擬內存，文件被內存讀取之後就會先儲存到虛擬內存，等待內存把文件全部儲存到虛擬內存之後，跟著就會把虛擬內里儲存的文件釋放到原來的安裝目錄里了。下面，就讓我們一起來看看如何對虛擬內存進行設置吧。
虛擬內存的設置
對於虛擬內存主要設置兩點，即內存大小和分頁位置，內存大小就是設置虛擬內存最小為多少和最大為多少；而分頁位置則是設置虛擬內存應使用那個分區中的硬碟空間。對於內存大小的設置，如何得到最小值和最大值呢？你可以通過下面的方法獲得：選擇「開始→程序→附件→系統工具→系統監視器」（如果系統工具中沒有，可以通過「添加/刪除程序」中的Windows安裝程序進行安裝）打開系統監視器，然後選擇「編輯→添加項目」，在「類型」項中選擇「內存管理程序」，在右側的列表選擇「交換文件大小」。這樣隨著你的操作，會顯示出交換文件值的波動情況，你可以把經常要使用到的程序打開，然後對它們進行使用，這時查看一下系統監視器中的表現值，由於用戶每次使用電腦時的情況都不盡相同，因此，最好能夠通過較長時間對交換文件進行監視來找出最符合您的交換文件的數值，這樣才能保證系統性能穩定以及保持在最佳的狀態。
找出最合適的范圍值後，在設置虛擬內存時，用滑鼠右鍵點擊「我的電腦」，選擇「屬性」，彈出系統屬性窗口，選擇「性能」標簽，點擊下面「虛擬內存」按鈕，彈出虛擬內存設置窗口，點擊「用戶自己指定虛擬內存設置」單選按鈕，「硬碟」選較大剩餘空間的分區，然後在「最小值」和「最大值」文本框中輸入合適的范圍值。如果您感覺使用系統監視器來獲得最大和最小值有些麻煩的話，這里完全可以選擇「讓Windows管理虛擬內存設置」。
調整分頁位置
Windows 9x的虛擬內存分頁位置，其實就是保存在C盤根目錄下的一個虛擬內存文件（也稱為交換文件）Win386.swp，它的存放位置可以是任何一個分區，如果系統盤C容量有限，我們可以把Win386.swp調到別的分區中，方法是在記事本中打開System.ini（C:\Windows下）文件，在[386Enh]小節中，將「PagingDrive=C:WindowsWin386.swp」，改為其他分區的路徑，如將交換文件放在D:中，則改為「PagingDrive=D:Win386.swp」，如沒有上述語句可以直接鍵入即可。
而對於使用Windows 2000和Windows XP的，可以選擇「控制面板→系統→高級→性能」中的「設置→高級→更改」，打開虛擬內存設置窗口，在驅動器[卷標]中默認選擇的是系統所在的分區，如果想更改到其他分區中，首先要把原先的分區設置為無分頁文件，然後再選擇其他分區。
或者，WinXP一般要求物理內存在256M以上。如果你喜歡玩大型3D游戲，而內存（包括顯存）又不夠大，系統會經常提示說虛擬內存不夠，系統會自動調整（虛擬內存設置為系統管理）。
如果你的硬碟空間夠大，你也可以自己設置虛擬內存，具體步驟如下：右鍵單擊「我的電腦」→屬性→高級→性能設置→高級→虛擬內存更改→選擇虛擬內存（頁面文件）存放的分區→自定義大小→確定最大值和最小值→設置。一般來說，虛擬內存為物理內存的1.5倍，稍大一點也可以，如果你不想虛擬內存頻繁改動，可以將最大值和最小值設置為一樣。

4. 虛擬存儲技術的虛擬存儲的特點

虛擬存儲具有如下特點：
（1）虛擬存儲提供了一個大容量存儲系統集中管理的手段，由網路中的一個環節（如伺服器）進行統一管理，避免了由於存儲設備擴充所帶來的管理方面的麻煩。例如，使用一般存儲系統，當增加新的存儲設備時，整個系統（包括網路中的諸多用戶設備）都需要重新進行繁瑣的配置工作，才可以使這個「新成員」加入到存儲系統之中。而使用虛擬存儲技術，增加新的存儲設備時，只需要網路管理員對存儲系統進行較為簡單的系統配置更改，客戶端無需任何操作，感覺上只是存儲系統的容量增大了。
（2）虛擬存儲對於視頻網路系統最有價值的特點是：可以大大提高存儲系統整體訪問帶寬。存儲系統是由多個存儲模塊組成，而虛擬存儲系統可以很好地進行負載平衡，把每一次數據訪問所需的帶寬合理地分配到各個存儲模塊上，這樣系統的整體訪問帶寬就增大了。例如，一個存儲系統中有4個存儲模塊，每一個存儲模塊的訪問帶寬為50MBps，則這個存儲系統的總訪問帶寬就可以接近各存儲模塊帶寬之和，即200MBps。
（3）虛擬存儲技術為存儲資源管理提供了更好的靈活性，可以將不同類型的存儲設備集中管理使用，保障了用戶以往購買的存儲設備的投資。
（4）虛擬存儲技術可以通過管理軟體，為網路系統提供一些其它有用功能，如無需伺服器的遠程鏡像、數據快照(Snapshot)等。

5. 誰知道虛擬化存儲技術

虛擬化是一種實現對邏輯環境進行簡單管理的有效手段。通過虛擬化，用戶將擺脫底層物理環境的復雜性，充分利用基於異構平台的存儲空間，在開放的基礎上實現對資源的有效規劃。虛擬化可以自動配置存儲設備及其空間，使用戶能在一個域中使用在物理上分散存在的所有存儲資源，以便跨地區管理不可預測的事件，如：業務不連續性、對容量需求的調整、員工的變化等。而無論這些存儲資源所處的存儲域的位置、大小、類型和製造商如何，都將被從單一邏輯視圖中進行管理。

6. 虛擬存儲技術的基本思想是什麼

1 虛擬存儲技術的產生
虛擬化技術並不是一件很新的技術,它的發展,應該說是隨著計算機技術的發展而發展起來的,最早是始於70年代.由於當時的存儲容量,特別是內存容量成本非常高,容量也很小,對於大型應用程序或多程序應用就受到了很大的限制.為了克服這樣的限制,人們就採用了虛擬存儲的技術,最典型的應用就是虛擬內存技術.隨著計算機技術以及相關信息處理技術的不斷發展,人們對存儲的需求越來越大.這樣的需求刺激了各種新技術的出現,比如磁碟性能越來越好,容量越來越大.但是在大量的大中型信息處理系統中,單個磁碟是不能滿足需要,這樣的情況下存儲虛擬化技術就發展起來了.在這個發展過程中也由幾個階段和幾種應用.首先是磁碟條帶集(RAID,可帶容錯)技術,將多個物理磁碟通過一定的邏輯關系集合起來,成為一個大容量的虛擬磁碟.而隨著數據量不斷增加和對數據可用性要求的不斷提高,又一種新的存儲技術應運而生,那就是存儲區域網路(SAN)技術.SAN的廣域化則旨在將存儲設備實現成為一種公用設施,任何人員,任何主機都可以隨時隨地獲取各自想要的數據.目前討論比較多的包括iSCSI,FC Over IP 等技術,由於一些相關的標准還沒有最終確定,但是存儲設備公用化,存儲網路廣域化是一個不可逆轉的潮流.
2 虛擬存儲的概念
所謂虛擬存儲,就是把多個存儲介質模塊(如硬碟,RAID)通過一定的手段集中管理起來,所有的存儲模塊在一個存儲池(Storage Pool)中得到統一管理,從主機和工作站的角度,看到就不是多個硬碟,而是一個分區或者卷,就好象是一個超大容量(如1T以上)的硬碟.這種可以將多種,多個存儲設備統一管理起來,為使用者提供大容量,高數據傳輸性能的存儲系統,就稱之為虛擬存儲.
虛擬存儲的分類
目前虛擬存儲的發展尚無統一標准,從虛擬化存儲的拓撲結構來講主要有兩種方式:即對稱式與非對稱式.對稱式虛擬存儲技術是指虛擬存儲控制設備與存儲軟體系統,交換設備集成為一個整體,內嵌在網路數據傳輸路徑中;非對稱式虛擬存儲技術是指虛擬存儲控制設備獨立於數據傳輸路徑之外.從虛擬化存儲的實現原理來講也有兩種方式;即數據塊虛擬與虛擬文件系統.具體如下:

A.對稱式虛擬存儲
圖1
圖1對稱式虛擬存儲解決方案的示意圖
在圖1所示的對稱式虛擬存儲結構圖中,存儲控制設備 High Speed Traffic Directors(HSTD)與存儲池子系統Storage Pool集成在一起,組成SAN Appliance.可以看到在該方案中存儲控制設備HSTD在主機與存儲池數據交換的過程中起到核心作用.該方案的虛擬存儲過程是這樣的:由HSTD內嵌的存儲管理系統將存儲池中的物理硬碟虛擬為邏輯存儲單元(LUN),並進行埠映射(指定某一個LUN能被哪些埠所見),主機端將各可見的存儲單元映射為操作系統可識別的盤符.當主機向SAN Appliance寫入數據時,用戶只需要將數據寫入位置指定為自己映射的盤符(LUN),數據經過HSTD的高速並行埠,先寫入高速緩存,HSTD中的存儲管理系統自動完成目標位置由LUN到物理硬碟的轉換,在此過程中用戶見到的只是虛擬邏輯單元,而不關心每個LUN的具體物理組織結構.該方案具有以下主要特點:
(1)採用大容量高速緩存,顯著提高數據傳輸速度.
緩存是存儲系統中廣泛採用的位於主機與存儲設備之間的I/O路徑上的中間介質.當主機從存儲設備中讀取數據時,會把與當前數據存儲位置相連的數據讀到緩存中,並把多次調用的數據保留在緩存中;當主機讀數據時,在很大幾率上能夠從緩存中找到所需要的數據.直接從緩存上讀出.而從緩存讀取數據時的速度只受到電信號傳播速度的影響(等於光速),因此大大高於從硬碟讀數據時碟片機械轉動的速度.當主機向存儲設備寫入數據時,先把數據寫入緩存中,待主機端寫入動作停止,再從緩存中將數據寫入硬碟,同樣高於直接寫入硬碟的速度
(2)多埠並行技術,消除了I/O瓶頸.
傳統的FC存儲設備中控制埠與邏輯盤之間是固定關系,訪問一塊硬碟只能通過控制它的控制器埠.在對稱式虛擬存儲設備中,SAN Appliance的存儲埠與LUN的關系是虛擬的,也就是說多台主機可以通過多個存儲埠(最多8個)並發訪問同一個LUN;在光纖通道100MB/帶寬的大前提下,並行工作的埠數量越多,數據帶寬就越高.
(3)邏輯存儲單元提供了高速的磁碟訪問速度.
在視頻應用環境中,應用程序讀寫數據時以固定大小的數據塊為單位(從512byte到1MB之間).而存儲系統為了保證應用程序的帶寬需求,往往設計為傳輸512byte以上的數據塊大小時才能達到其最佳I/O性能.在傳統SAN結構中,當容量需求增大時,唯一的解決辦法是多塊磁碟(物理或邏輯的)綁定為帶區集,實現大容量LUN.在對稱式虛擬存儲系統中,為主機提供真正的超大容量,高性能LUN,而不是用帶區集方式實現的性能較差的邏輯卷.與帶區集相比,Power LUN具有很多優勢,如大塊的I/O block會真正被存儲系統所接受,有效提高數據傳輸速度;並且由於沒有帶區集的處理過程,主機CPU可以解除很大負擔,提高了主機的性能.
(4)成對的HSTD系統的容錯性能.
在對稱式虛擬存儲系統中,HSTD是數據I/O的必經之地,存儲池是數據存放地.由於存儲池中的數據具有容錯機制保障安全,因此用戶自然會想到HSTD是否有容錯保護.象許多大型存儲系統一樣,在成熟的對稱式虛擬存儲系統中,HSTD是成對配製的,每對HSTD之間是通過SAN Appliance內嵌的網路管理服務實現緩存數據一致和相互通信的.
(5)在SAN Appliance之上可方便的連接交換設備,實現超大規模Fabric結構的SAN.
因為系統保持了標準的SAN結構,為系統的擴展和互連提供了技術保障,所以在SAN Appliance之上可方便的連接交換設備,實現超大規模Fabric結構的SAN.
B.非對稱式虛擬存儲系統
圖2
圖2非對稱式虛擬存儲系統示意圖
在圖2所示的非對稱式虛擬存儲系統結構圖中,網路中的每一台主機和虛擬存儲管理設備均連接到磁碟陣列,其中主機的數據路徑通過FC交換設備到達磁碟陣列;虛擬存儲設備對網路上連接的磁碟陣列進行虛擬化操作,將各存儲陣列中的LUN虛擬為邏輯帶區集(Strip),並對網路上的每一台主機指定對每一個Strip的訪問許可權(可寫,可讀,禁止訪問).當主機要訪問某個Strip時,首先要訪問虛擬存儲設備,讀取Strip信息和訪問許可權,然後再通過交換設備訪問實際的Strip中的數據.在此過程中,主機只會識別到邏輯的strip,而不會直接識別到物理硬碟.這種方案具有如下特點:
(1)將不同物理硬碟陣列中的容量進行邏輯組合,實現虛擬的帶區集,將多個陣列控制器埠綁定,在一定程度上提高了系統的可用帶寬.
(2)在交換機埠數量足夠的情況下,可在一個網路內安裝兩台虛擬存儲設備,實現Strip信息和訪問許可權的冗餘.
但是該方案存在如下一些不足:
(1)該方案本質上是帶區集——磁碟陣列結構,一旦帶區集中的某個磁碟陣列控制器損壞,或者這個陣列到交換機路徑上的銅纜,GBIC損壞,都會導致一個虛擬的LUN離線,而帶區集本身是沒有容錯能力的,一個LUN的損壞就意味著整個Strip裡面數據的丟失.
(2)由於該方案的帶寬提高是通過陣列埠綁定來實現的,而普通光纖通道陣列控制器的有效帶寬僅在40MB/S左右,因此要達到幾百兆的帶寬就意味著要調用十幾台陣列,這樣就會佔用幾十個交換機埠,在只有一兩台交換機的中小型網路中,這是不可實現的.
(3)由於各種品牌,型號的磁碟陣列其性能不完全相同,如果出於虛擬化的目的將不同品牌,型號的陣列進行綁定,會帶來一個問題:即數據寫入或讀出時各並發數據流的速度不同,這就意味著原來的數據包順序在傳輸完畢後被打亂,系統需要佔用時間和資源去重新進行數據包排序整理,這會嚴重影響系統性能.
4 數據塊虛擬與虛擬文件系統
以上從拓撲結構角度分析了對稱式與非對稱式虛擬存儲方案的異同,實際從虛擬化存儲的實現原理來講也有兩種方式;即數據塊虛擬與虛擬文件系統.
數據塊虛擬存儲方案著重解決數據傳輸過程中的沖突和延時問題.在多交換機組成的大型Fabric結構的SAN中,由於多台主機通過多個交換機埠訪問存儲設備,延時和數據塊沖突問題非常嚴重.數據塊虛擬存儲方案利用虛擬的多埠並行技術,為多台客戶機提供了極高的帶寬,最大限度上減少了延時與沖突的發生,在實際應用中,數據塊虛擬存儲方案以對稱式拓撲結構為表現形式.
虛擬文件系統存儲方案著重解決大規模網路中文件共享的安全機制問題.通過對不同的站點指定不同的訪問許可權,保證網路文件的安全.在實際應用中,虛擬文件系統存儲方案以非對稱式拓撲結構為表現形式.
虛擬存儲技術和這門課的結合點
本學期的這門課中,所涉及的虛擬存儲技術,實際上是虛擬存儲技術的一個方面,特指以CPU時間和外存空間換取昂貴內存空間的操作系統中的資源轉換技術
基本思想:程序,數據,堆棧的大小可以超過內存的大小,操作系統把程序當前使用的部分保留在內存,而把其他部分保存在磁碟上,並在需要時在內存和磁碟之間動態交換,虛擬存儲器支持多道程序設計技術
目的:提高內存利用率
管理方式
A 請求式分頁存儲管理
在進程開始運行之前,不是裝入全部頁面,而是裝入一個或零個頁面,之後根據進程運行的需要,動態裝入其他頁面;當內存空間已滿,而又需要裝入新的頁面時,則根據某種演算法淘汰某個頁面,以便裝入新的頁面
B 請求式分段存儲管理
為了能實現虛擬存儲,段式邏輯地址空間中的程序段在運行時並不全部裝入內存,而是如同請求式分頁存儲管理,首先調入一個或若干個程序段運行,在運行過程中調用到哪段時,就根據該段長度在內存分配一個連續的分區給它使用.若內存中沒有足夠大的空閑分區,則考慮進行段的緊湊或將某段或某些段淘汰出去,這種存儲管理技術稱為請求式分段存儲管理

7. 在計算機存儲技術中，採用虛擬存儲器的主要目的是 ____ 。

不是最後一個！！！！！
虛擬存儲器是為了給用戶提供更大的隨機存取空間而採用的一種存儲技術。它將內存與外存結合使用，好像有一個容量極大的內存儲器，工作速度接近於主存，每位成本又與輔存相近，在整機形成多層次存儲系統。

選第2個

我擦選最後一個的竟被採納，Mep！

8. 虛擬存儲技術的虛擬存儲技術的實現方式

目前實現虛擬存儲主要分為如下幾種：伺服器廠商會在伺服器端實施虛擬存儲。同樣，軟體廠商也會在伺服器平台上實施虛擬存儲。這些虛擬存儲的實施都是通過伺服器端將鏡像映射到外圍存儲設備上，除了分配數據外，對外圍存儲設備沒有任何控制。伺服器端一般是通過邏輯卷管理來實現虛擬存儲技術。邏輯卷管理為從物理存儲映射到邏輯上的卷提供了一個虛擬層。伺服器只需要處理邏輯卷，而不用管理存儲設備的物理參數。
用這種構建虛擬存儲系統，伺服器端是一性能瓶頸，因此在多媒體處理領域幾乎很少採用。另一種實施虛擬的地方是存儲設備本身。這種虛擬存儲一般是存儲廠商實施的，但是很可能使用廠商獨家的存儲產品。為避免這種不兼容性，廠商也許會和伺服器、軟體或網路廠商進行合作。當虛擬存儲實施在設備端時，邏輯（虛擬）環境和物理設備同在一個控制范圍中，這樣做的益處在於：虛擬磁碟高度有效地使用磁碟容量，虛擬磁帶高度有效地使用磁帶介質。
在存儲子系統端的虛擬存儲設備主要通過大規模的RAID子系統和多個I/O通道連接到伺服器上，智能控制器提供LUN訪問控制、緩存和其他如數據復制等的管理功能。這種方式的優點在於存儲設備管理員對設備有完全的控制權，而且通過與伺服器系統分開，可以將存儲的管理與多種伺服器操作系統隔離，並且可以很容易地調整硬體參數。網路廠商會在網路設備端實施虛擬存儲，通過網路將邏輯鏡像映射到外圍存儲設備，除了分配數據外，對外圍存儲設備沒有任何控制。在網路端實施虛擬存儲具有其合理性，因為它的實施既不是在伺服器端，也不是在存儲設備端，而是介於兩個環境之間，可能是最「開放」的虛擬實施環境，最有可能支持任何的伺服器、操作系統、應用和存儲設備。從技術上講，在網路端實施虛擬存儲的結構形式有以下兩種：即對稱式與非對稱式虛擬存儲。
從目前的虛擬存儲技術和產品的實際情況來看，基於主機和基於存儲的方法對於初期的採用者來說魅力最大，因為他們不需要任何附加硬體，但對於異構存儲系統和操作系統而言，系統的運行效果並不是很好。基於互聯設備的方法處於兩者之間，它迴避了一些安全性問題，存儲虛擬化的功能較強，能減輕單一主機的負載，同時可獲得很好的可擴充性。
不管採用何種虛擬存儲技術，其目的都使為了提供一個高性能、安全、穩定、可靠、可擴展的存儲網路平台，滿足節目製作網路系統的苛刻要求。根據綜合的性能價格比來說，一般情況下，在基於主機和基於存儲設備的虛擬存儲技術能夠保證系統的數據處理能力要求時，優先考慮，因為這兩種虛擬存儲技術構架方便、管理簡單、維護容易、產品相對成熟、性能價格比高。在單純的基於存儲設備的虛擬存儲技術無法保證存儲系統性能要求的情況下，我們可以考慮採用基於互連設備的虛擬存儲技術。

9. 什麼是虛擬存儲技術

1 虛擬存儲技術的產生
虛擬化技術並不是一件很新的技術，它的發展，應該說是隨著計算機技術的發展而發展起來的，最早是始於70年代。由於當時的存儲容量，特別是內存容量成本非常高、容量也很小，對於大型應用程序或多程序應用就受到了很大的限制。為了克服這樣的限制，人們就採用了虛擬存儲的技術，最典型的應用就是虛擬內存技術。隨著計算機技術以及相關信息處理技術的不斷發展，人們對存儲的需求越來越大。這樣的需求刺激了各種新技術的出現，比如磁碟性能越來越好、容量越來越大。但是在大量的大中型信息處理系統中，單個磁碟是不能滿足需要，這樣的情況下存儲虛擬化技術就發展起來了。在這個發展過程中也由幾個階段和幾種應用。首先是磁碟條帶集（RAID，可帶容錯）技術，將多個物理磁碟通過一定的邏輯關系集合起來，成為一個大容量的虛擬磁碟。而隨著數據量不斷增加和對數據可用性要求的不斷提高，又一種新的存儲技術應運而生，那就是存儲區域網路（SAN）技術。SAN的廣域化則旨在將存儲設備實現成為一種公用設施，任何人員、任何主機都可以隨時隨地獲取各自想要的數據。目前討論比較多的包括iSCSI、FC Over IP 等技術，由於一些相關的標准還沒有最終確定，但是存儲設備公用化、存儲網路廣域化是一個不可逆轉的潮流。

2 虛擬存儲的概念
所謂虛擬存儲，就是把多個存儲介質模塊（如硬碟、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲模塊在一個存儲池（Storage Pool）中得到統一管理，從主機和工作站的角度，看到就不是多個硬碟，而是一個分區或者卷，就好象是一個超大容量（如1T以上）的硬碟。這種可以將多種、多個存儲設備統一管理起來，為使用者提供大容量、高數據傳輸性能的存儲系統，就稱之為虛擬存儲。

10. 虛擬存儲技術不能與什麼配合使用

d.分區管理

虛擬存儲技術將內存和外存結合起來管理，為用戶提供一個比內存空間大的多的虛擬存儲器。其思想是：當進程要求執行時，將它的一部分程序或數據調入內存，另一部分暫時存放在外存，進程在運行時，如果要使用的信息不在內存時，發中斷，有系統將它們從外存掉入內存。虛擬存儲管理分為虛擬頁式、虛擬段式和虛擬段頁式。在分區管理中,可以通過覆蓋和交換技術來擴充內存，但由於各個進程對應不同的分區以及在分區中分區內各個進程連續存放，進程的大小仍然受分區大小或內存可用空間限制，不能實現虛擬內存。（ps：純手打，望採納）

虛擬存儲技術

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