⑴ 云存储的核心技术：虚拟化存储，究竟虚拟是怎样实现的
虚拟化改变了计算机使用存储的方式。就像物理机器抽象成虚拟机（VM：Virtual Machine）一样，物理存储设备也被抽象成虚拟磁盘（Virtual Disk）。今天我们就来聊聊虚拟化存储（Storage Virtualization）技术，究竟虚拟磁盘是怎样实现的？
虚拟磁盘的实现
我们知道，服务器扩展存储的手段主要有直连存储（DAS）、存储区域网络（SAN）和网络附加存储（NAS）这三种类型。那么哪种存储类型可以用来实现虚拟磁盘呢？
在虚拟化环境中，类似VMWare这样的虚拟机管理程序hypervisor，要同时给很多VM分配存储空间。这个过程中，我们需要先把物理存储资源重新划分成虚拟磁盘，然后再分配给VM。
显然我们不能用DAS方式把物理磁盘直连到VM上，如果这样，需要的物理磁盘就太多了。SAN是以逻辑单元（LUN：Logic Unit）的形式提供存储资源，但是虚拟环境中VM的数量是很大的，而且伦的数量不足以支持这么多虚拟磁盘。
更重要的是，虚拟磁盘是为大量VM共享的，由于VM需要随时创建、删除或迁移，所以需要在迁移VM时共享存储空间，只有原始数据不会丢失。DAS还是SAN，都不适合共享存储。
考虑到资源分配以及共享的问题，虚拟机管理程序以NAS的方式实现虚拟磁盘。VMware通常使用VMFS（虚拟机文件系统）或NFS协议实现虚拟磁盘，VMFS文件系统是专门针对虚拟机环境协议。
每一个虚拟机的数据实际上是一堆文件，及最重要的文件的虚拟磁盘文件（VMDK文件），也有交换分区文件（VSWP文件，等价交换），非易失性存储器（NVRAM的文件相当于BIOS），等等。每个VM对虚拟磁盘的IO操作实际上是对虚拟磁盘文件的读写操作。
设计、施工、和虚拟服务器环境和优化，允许多个虚拟机访问集成的集群存储池，从而大大提高了资源的利用率。使用和实现资源共享，管理员可以直接从更高的效率和存储利用率中获益。
那么我们如何在云计算中使用虚拟磁盘呢？
实例存储
最主要的一种使用虚拟磁盘的方式就是实例存储，每个VM都是虚拟机的一个实例，虚拟机管理程序在每个实例中提供一个仿真硬件环境，它包括CPU、内存和磁盘。这样，虚拟磁盘就是虚拟机实例的一部分，就像物质世界。删除VM后，虚拟磁盘也将被删除。
在这个实例存储模型中，虚拟磁盘与虚拟机之间的存储关系，事实上，它是DAS存储。但是虚拟磁盘的底层实现，我们说，它是以NAS的方式实现的。虚拟机管理程序的作用是存储VM层的存储模型，这是从实施协议分离（VMFS或NFS）的虚拟机的低层。
VMFS协议实现了存储资源的虚拟化，再分配各VMs
卷存储
实例存储有它的限制，开发人员通常希望分离实例数据，例如OS和安装的一些服务器应用程序和用户数据，这样重建VM的时候可以保留用户的数据。
这个需求衍生出另外一种存储模型：卷存储。卷是存储的主要单元，相当于虚拟磁盘分区。它不是虚拟机实例的一部分，它可以被认为是虚拟机的外部存储设备。
该卷可以从一个VM卸载，然后附加到另一个VM。通过这种方式，我们实现了实例数据与用户数据的分离。OpenStack的煤渣是一个体积存储的实现。
除了实例存储和卷存储之外，最后我们还提到另一种特殊的虚拟存储：对象存储。
对象存储
很多云应用需要在不同的VM之间共享数据，它常常需要跨越多个数据中心，而对象存储可以解决这个问题。在前一篇文章中的云计算IaaS管理平台的基本功能是什么？》中曾经提到过对象存储。
在对象存储模型中，数据存储在存储段（bucket）中，桶也可以被称为“水桶”，因为它字面意思。我们可以用硬盘来类推，对象像一个文件，而存储段就像一个文件夹（或目录）。可以通过统一资源标识符（URI：统一资源标识符）找到对象和存储段。
对象存储的核心设计思想实际上是虚拟化，它是文件的物理存储位置，如卷、目录、磁盘等，虚拟化是木桶，它将文件虚拟化为对象。对于应用层，简化了对数据访问的访问，屏蔽了底层存储技术的异构性和复杂性。
对象存储模型
NAS与对象存储各有所长
当然你也许会问，NAS存储技术也是一个可以解决数据共享的问题吗？由于对象存储的大小和成本优势，许多云环境使用对象存储而不是NAS。
因为对象存储将跨多个节点传播，最新数据并不总是可用的 因此，对象存储的数据一致性不强。如果有强一致性的要求，然后你可以使用NAS。目前，在云计算环境中，NAS和对象存储是共存的。
和NAS一样，对象存储也是软件体系结构，而不是硬件体系结构。应用程序通过REST API直接访问对象存储。公共对象存储包括：Amazon S3和OpenStack的Swift。
结语
在实际的云平台应用中，我们需要根据自己的实际情况来合理运用不同的虚拟化存储技术。
对于非结构化的静态数据文件，如音视频、图片等，我们一般使用对象存储。
对于系统镜像以及应用程序，我们需要使用云主机实例存储或者卷存储。
对于应用产生的动态数据，我们一般还需要利用云数据库来对数据进行管理。
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⑶ 内存虚拟化是指
存储虚拟化(Storage Virtualization)最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。通过将一个（或多个）目标（Target）服务或功能与其它附加的功能集成，统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况：屏蔽系统的复杂性，增加或集成新的功能，仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的，而这些实体则是用来提供存储资源或/及服务的。
虚拟化技术到底是什么?其实广义上来说，就是通过映射或抽象的方式屏蔽物理设备复杂性,增加一个管理层面，激活一种资源并使之更易于透明控制。它可以有效简化基础设施的管理，增加IT资源的利用率和能力，比如服务器、网络或存储。
存储虚拟化是一种贯穿于整个IT环境、用于简化本来可能会相对复杂的底层基础架构的技术。存储虚拟化的思想是将资源的逻辑映像与物理存储分开，从而为系统和管理员提供一幅简化、无缝的资源虚拟视图。
对于用户来说，虚拟化的存储资源就像是一个巨大的“存储池”，用户不会看到具体的磁盘、磁带，也不必关心自己的数据经过哪一条路径通往哪一个具体的存储设备。
⑷ 虚拟化有哪些应用
1、高校信息化建设中的应用
1、服务器虚拟化
2、网络虚拟化
通常网络虚拟化包括虚拟专用网和侍慧虚拟局域网。由于虚拟专用网抽象了网络连接，所以远程用户可以像物理连接一样访问组织内部的网络。而且虚拟专用网还可以防止来自Internet或Intranet中其他网段的威胁，使用户能够安全、快速地访问数据，极大的帮组了网络管理员对网络安全的管理。
3、存储虚拟化（云存储）
使用存储虚拟化技术可以将逻辑存储单元整合在广域网范围内，并且存储单元从一个磁盘阵列移动到另一个磁盘阵列上时可以不需要停机。云计算存储系统中使用存储虚拟化技术可以大幅简化存储资源的分配与管理，提高硬件利用率。数据管理员只需要通过通用的管理界面就能对数据进行管理和控制，大大减少了交互老伏答操作的工作。
4、桌面虚拟化（云桌面）
桌面虚拟化可以解除用户的桌面环境和终端设备的耦合关系。用户的完整桌面环境可厅御以存储在服务器中，桌面虚拟化技术可以让用户通过不同的具备有足够显示功能和处理能力的终端设备通过网络来访问桌面环境。
⑸ 存储虚拟化包括
存储虚拟化包括如下：
1、存储池（StoragePooling）：将多个物理存凯扒储设备合并为一个逻辑存储池，以便统一管理。
2、存储拦册镜像（StorageMirroring）：通过数据复制技术，将数据同时写入两个或更多个物理存储设备，以实现数据的冗余和高可用性。
3、存储快照（StorageSnapshot）：通过记录存储设备上的块和简孙宏文件的状态，可以在不影响原始数据的情况下，对数据做出快速恢复或回滚操作。
4、存储虚拟化器（）：一种中间件软件或硬件设备，允许用户使用逻辑卷管理来简化存储资源的管理。
5、存储网格（StorageGrid）：将多个存储设备组合成一个大型存储池，以实现更高的可扩展性和性能。
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⑺ 资源虚拟化池化的意义
资源虚拟化
虚拟化有两个方向，一个是将一台主机虚拟化为多台主机，另一个方向是将多台主机虚拟化为一台主机。虚拟化分为了两类，一类是液纯烂建立在宿主机上的，也就是宿主机是有操作系统的，另一类是宿主机没有操作系统的，我们把前者称为寄居虚拟化，后者称为裸机虚拟化。
寄居虚拟化
寄居虚拟化如图2所示，最底层是物理硬件，物理硬件之上是主机的操作系统，操作系统之上是VMM(virtual machine monitor,虚拟机管理层)，再往上就是客户的虚拟户了。
裸机虚拟化
裸机虚拟化指的是，直接将VMM安装在硬件设备与物理硬件之间，如图3所示。VMM在这种模式下又叫做Hypervisor,虚拟机有指令要执行时,Hypervisor会接管该指令，模拟相应的操作。
Hypervisor是一种在虚拟环境中的“元”操作系统。他们可以访问服务器上包括磁盘和内存在内的所有物理设备。Hypervisor不但协调着这些硬件资源的访问，也同时在各个虚拟机之间施加防护。当服务器启动并执行Hypervisor时，它会加载所有虚拟机客户端的操作系统同时会分配给每一台虚拟机适量的内存，CPU，网络和磁盘。
如果要进行虚拟化，必须要给虚拟机一个假的独立的环境，让他误以为自己处在一个独立的环境当中，于是就需要模拟cpu、内存、硬盘、网络等资源，模拟一个独立完整的硬件环境。
1、内存虚拟化
内存虚拟化可能是最困难的任务，内存负责管理和分配物理内存，以及保证硬件分页调度和分割的安全使用。由于几个域共享了一个内存，裤厅必须要注意保持域的隔离。虚拟必须保证两个特权域能够访问同一个内存范围。每个分页或目录表的更新必须通过验证，以保证这些域只操纵他们自己的表。
2、CPU虚拟化
CPU虚拟化技术是单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在闹漏相互独立的空间运行而互不影响。
CPU虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在CPU虚拟化技术中，则可以同时运行多个操作系统，而且每个操作系统可以运行多个程序，每个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上。而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。
3、存储虚拟化
存储虚拟化是将底层存储设备进行抽象化统一管理，向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性，而只保留其统一的逻辑特性，实时地在后台从一个存储平台向另一个平台迁移，而不对主机造成任何中断或影响。从而实现了存储系统集中、统一而方便的管理。对一个计算机系统来说，整个存储系统中的虚拟存储部分就像计算机系统中的操作系统，对下层管理着各种特殊而具体的设备，而对上层则提供了相对统一的运行环境和资源使用方式。
4、I/O虚拟化
服务器使用一个输入/输出内存管理单元（input/output memory management unit，IOMMU）将DMA I/O总线连接到主存储器，和传统的内存管理单元一样，它将CPU可见的虚拟地址转换成物理地址，IOMMU会将设备可见的虚拟地址映射到物理地址，输入/输出内存管理单元提供了内存保护功能，隔离和限制设备访问由分区管理设备拥有的资源。I/O设备的虚拟化遵循了与CPU和内存虚拟化类似的思想。
5、服务器虚拟化
服务器虚拟化就是将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的服务器，不在受限于物理上的界限，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。核心思想：能够通过区分资源优先次序并随时随地能够将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而存储的资源。
6、网络虚拟化
网络虚拟化是将多个硬件或软件网络资源，以及相关的网络功能集成到一个可用软件中统一管理的过程。并且对于网络应用而言，改网络环境的实现方式是透明的。改网络环境称为虚拟网络，形成改虚拟网络的过程为网络虚拟化。
资源虚拟化的意义:
1. 化整为零，提高基础资源利用率。将基础架构资源池化，打破一个应用一台物理机的藩篱，虚拟化大幅提高了资源利用率。
2.通过减少硬件采购率，降低成本，减少能耗。
3.提高安全性。将操作系统和应用从服务器硬件隔离开来，病毒和其它安全威胁无法感染其它应用。
4.灾难恢复变的容易。可以利用一些富余的基础设施建立灾难恢复点。可快速的将整个虚拟环境迁移别处。
5. 业务的连续性和应用的可用性都提高了。通过虚拟化可以降低计划停机时间，并且可以从意外宕机中快速恢复业务。
6.利用低成本存储。虚拟化让ISCSI存储和NAS存储得到更好的利用。这些存储为公司提供了除FCSAN之外其它的存储选择。
当一个资源需要池化，它应该符合如下几点：
1、资源的创建和销毁是耗费硬件或者时间资源的。
2、资源重用度高：系统需要频繁使用这个资源。
当池化一种资源时，应该注意如下几点：
1、资源数量上的伸缩度：最大量，最小量，平均量。
2、资源生命周期的控制：什么情况下，创建新资源；什么情况下，销毁该资源。
⑻ 虚拟化有哪些应用
虚拟化技术具有可以减少服务器的过度提供、提高设备利用率、减少IT的总体投资、增强提供IT环境的灵活性、可以共享资源等优点，但虚拟化技术在安全性能上较为薄弱，虚拟化设备是潜在恶意代码或者黑客的首选攻击对象。
目前常用的虚拟软件有VMware、VirtualPC以及微软在推的windowssever2008中融入的Hyper-v1.0。自从全球经济危机开始，虚拟化技术被广大企业迅速应用，2009年也是虚拟化技术大潮兴起的一年。
1、高校信息化建设中的应用
高校信息化建设从20世纪90年代开始，已经经历了单机环境、C/S架构、B/S架构、SOA等多个发展阶段。目前，高校信息化建设已经涉及到高校的教学、科研、管理、生活、服务等相关领域，所需要的计算机平台、存储环境和网络环境多种多样，随之也带来了IT基础设施的资源利用率低和管理成本高等问题。将虚拟化技术应用到高校信息化建设中，既能提高高校信息基础设施的效率，也能提升信息化基础平台的可靠性和可维护性，降低IT相关管理成本。
2、企业管理上的应用
企业应用虚拟化技术时，主要集中在与对企业服务器虚拟化管理以及企业信息化建设应用中。
虚拟化技术在云计算中的应用
1、服务器虚拟化
服务器虚拟化技术可以在单一的物理服务器上运行多个虚拟服务器，并且为虚拟服务器提供了能保证其正常运行的硬件资源抽象，比如虚拟BIOS、虚拟CPU、虚拟内存、虚拟I/O设备等等，同时还可以使虚拟机具备良好的隔离性和安全性。在云计算中，服务器虚拟化技术也可以将一个云计算服务器虚拟成若干个服务器使用，但服务器虚拟化需要具有封装性、多实例、隔离性和高性能这些特性，才能保证在实际环境中进行有效的运用。封装性指的是硬件无关性，意思是在使用了服务器虚拟化技术后，一个完整的虚拟机环境对外表现为一个单一的实体，便于在不同的硬件间备份、移动和复制等。多实例是指在一个云计算物理服务器上，支持多个客户操作系统，运行多个虚拟服务器。隔离性是指当服务器虚拟化为多个实例时，一个虚拟机与其他虚拟机能够完全隔离。使用隔离机制的好处是即使其中的一个或几个虚拟机因意外发生崩溃，其他的虚拟机也不会泄露数据，受到任何影响，保障了数据的安全。高性能是指服务器虚拟化的性能损耗要被控制在可以承受的范围之内。
2、网络虚拟化
通常网络虚拟化包括虚拟专用网和虚拟局域网。由于虚拟专用网抽象了网络连接，所以远程用户可以像物理连接一样访问组织内部的网络。而且虚拟专用网还可以防止来自Internet或Intranet中其他网段的威胁，使用户能够安全、快速地访问数据，极大的帮组了网络管理员对网络安全的管理。虚拟局域网技术可以使其内部的通信类似物理局域网，将多个物理局域网划分到一个虚拟的局域网中，同时也可以将一个物理局域网划分成多个虚拟局域网。目前虚拟专用网和虚拟局域网在云平台搭建中均有使用，成为云计算服务的一个重要支撑技术。
3、存储虚拟化
网络存储系统随着信息业务的不断发展已经成为企业的核心平台，随着企业高价值数据的应用，对网络存储平台的要求也越来越高。网络存储平台性能的好坏直接影响企业整个云平台的运行，因此对网络存储平台的存储容量、数据传输、数据管理和运行、扩展能力上都提出了更高的要求。正因为这个原因，存储虚拟化技术应运而生。
云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统，是一个复杂的存储虚拟化、自动化的过程。通常在云计算构架中，云用户终端没有任何的储存设备，他们只管享用云中的存储服务，不必了解具体的存储过程，也不需拥有具体的存储设备。使用存储虚拟化技术可以将逻辑存储单元整合在广域网范围内，并且存储单元从一个磁盘阵列移动到另一个磁盘阵列上时可以不需要停机。云计算存储系统中使用存储虚拟化技术可以大幅简化存储资源的分配与管理，提高硬件利用率。数据管理员只需要通过通用的管理界面就能对数据进行管理和控制，大大减少了交互操作的工作。
4、桌面虚拟化
桌面虚拟化可以解除用户的桌面环境和终端设备的耦合关系。用户的完整桌面环境可以存储在服务器中，桌面虚拟化技术可以让用户通过不同的具备有足够显示功能和处理能力的终端设备通过网络来访问桌面环境。比如用户或维护人员可以通过智能手机、个人电脑或者平板电脑等终端设备通过网络来配置PC或其他客户端设备，而不必去每个用户的桌面管理这么多的客户机，大大减轻了维护工作量，也加强了对客户端设备的管理和控制。
⑼ 什么是存储虚拟化
存储虚拟化是指对硬件资源抽象化，以虚拟形式来表示它们。虚拟化可将物理存储系统从数据驱动的具体工作负荷中分离出来，从而使你能够随心所欲地按需分配存储资源。虚拟化包括将多个物理存储资源池化成一个虚拟的存储资源，然后可对其实施集中管理或者以逻辑方式将其分区成若干个虚拟机。虚拟化还可用于使磁盘对应用程序呈现为磁带。
⑽ 存储虚拟化方式有哪些，请分析它们的用途及优缺点
您好，很高兴能帮助您
主机级别的方案中通常只是虚拟化直连主机的存储，当然也有一些可以部署在一个SAN环境中的多台存储子系统上。
早先的存储虚拟化产品常用于简化内部磁盘驱动器和服务器外部直连存储的空间分配，以及支持应用集群。Veritas Volume Manager和Foundation Suite就是首批这类解决方案，这类方案使得存储扩展，以及为应用程序和文件服务器提供空间更为简单快速。
随着存储需求的增长远远超过直连存储所能提供的范围，存储虚拟化逐渐成为存储阵列中的一种容量提供方式。而容量持续增长以及诸如iSCSI等小型IT组织负担得起的共享存储技术的出现又使得存储虚拟化技术也融合进基于网络的设备和运行在通用硬件的软件里。
不过现今的服务器和桌面虚拟化技术兴起给存储虚拟化技术带来了新的生机，而基于主机的存储虚拟化技术正在逐渐回归。服务器虚拟化平台必需要基于共享存储体系架构来实现一些关键特性，比如VMware的vMotion和Distributed Resource Schele (DRS)。通过传统的SAN架构自然可以实现这种共享存储体系架构，不过越来越多的IT组织开始寻求更简单的方式来实现共享存储。基于主机的虚拟化技术就是方式之一。
诸如VMware之类的服务器虚拟化供应商认为存储是妨碍虚拟化技术大规模普及的瓶颈之一。这些Hypervisor供应商已经实现了处理器和内存资源的抽象，实现更好的控制并提高资源利用率，他们自然而然也会希望这样控制存储。不过将存储控制功能整合到主机服务器端，称之为“存储Hypervisor”时会带来一些潜在的问题。处理一些在虚拟服务器和虚拟桌面环境中至关重要的存储服务，诸如快照、克隆和自动精简配置时，会严重影响主机服务器的性能。
Virsto的解决方案
Virsto开发出了一款软件解决方案，安装在每台主机服务器上(无论是一台虚拟机或Hypervisor上的过滤驱动器)并在主存储上创建一个虚拟化层，称为Virsto存储池。其同时创建一个高性能磁盘或者固态存储区域，成为“vLog”。读操作会直接指向主存储，不过写操作会通过vLog进行，这会给请求的虚拟机或应用程序发回一个确认。然后vLog将这些写操作异步地分布写入主存储，从而减少对写性能的影响。该存储池可以容纳多至4层的存储方式，包括固态存储和各类型的磁盘驱动器。
和缓存的工作方式类似，vLog通过在存储前端降低耦合度改善了存储性能，降低了后端存储的延迟。其同时将前端主机的随机写操作变为顺序方式，实现后端存储的最佳性能。基于Virsto主机的存储虚拟化软件实现了以上这些功能。
虚拟存储设备
基于主机的存储虚拟化的另一项应用实例是虚拟存储设备(VSA)
VSA是运行在虚拟机上的存储控制器，其虚拟化统一集群中的主机所直接连接的存储。VSA提供一个主机使用的简易的存储共享体系架构，并支持高可用性、虚拟机迁移，并改善存储提供方式。对于很多企业，这种方式可以替代原本需要建立并管理传统SAN或NAS来支持虚拟服务器和桌面的体系架构。
vSphere Storage Appliance。VMware的vSphere Storage Appliance以一个虚拟机的方式运行，从在2个或3个节点集群中，每个ESX/ESXi主机所直连的DAS存储中，创建一个共享存储池。VMware VSA提供每个节点的RAID保护，并在同一集群的各个节点之间提供镜像保护。虽然从技术角度上看，VMware VSA是一个基于文件的体系架构，不过其亦为集群中每台主机提供数据块级别的存储虚拟化，并用户可以从这种部署方式中获取和基于数据块的共享存储一样的收益。
HP的LeftHand Virtual SAN Appliance。虽然和VMware VSA的功能类似，P4000 VSA软件可以支持每台主机直连DAS以外的方式。其还允许使用iSCSI或FC SAN等外部存储来创建共享存储池。这就意味着可以将如何可用的存储，本地存储或用于容灾的异地存储，转变为LeftHand存储节点。P4000t提供快照和自动精简配置，并且支持Hyper-V和VMware。
DataCore的SANsymphony-V。DataCore的解决方案是通过在一个虚拟机中部署其SANsymphony软件来整合其它各个VMware，Hyper-V或XEN主机的直连存储，形成共享存储池。SANsymphony-V可以和HP的解决方案那样虚拟化外部的网络存储，并且该软件可以在迁移到传统的共享存储体系架构时部署在外部服务器上。SANsymphony-V同时提供各类存储服务，譬如快照、自动精简配置、自动化分层和远程复制。
FalconStor的NSS Virtual Appliance。FalconStor的Network Storage Server Virtual Appliance(NSSVA)是该公司NASS硬件产品中唯一支持的VMware版本，用网络上其它主机的直连存储创建一个虚拟存储池。和DataCore和LeftHand的解决方案类似，该存储池可以扩展到网络上任何可用的iSCSI存储上。该NSS Virtual Appliance包括快照、自动精简配置、读/写缓存、远程复制和卷分层等存储功能。
基于主机的存储虚拟化解决方案是目前大多使用在虚拟化服务器和虚拟化桌面环境中，用以实现环境的高可用性特性，以及改善存储性能、利用率和管理效率。
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