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论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

时间:2007-1-30栏目:计算机论文

;   在业内引起很大反响的 "中央电视台新闻共享系统"采用了StorageTek公司的近线存储解决方案,下面就以StorageTek公司的VSM (虚拟存储管理系统)为例,来介绍虚拟存储技术在HSM中的应用。

     传统的存储环境下,客户选择磁带和自动磁带库主要用于备份,但是越来越多的客户考虑到价格因素,开始用磁带代替磁盘用于某些应用,然而,服务器本身的设计造成磁带介质的使用率低下,当将数据存入磁带盒时,只能存入一组数据。根据数据量的大小,没被使用起来的磁带盒容量可高达99%。所以,即便客户使用自动磁带库,他们也只能将20%~50%的并经常使用的磁带盒放入磁带库自动操作,其他的仍放在手工操作的架子上。

    StorageTek公司的VSM (虚拟存储管理系统) 是为有效和充分地使用磁带介质和磁带机驱动器资源而设计的虚拟存储解决方案。其利用磁盘缓存仿真成虚拟的磁带机和磁带介质。也就是说,一个物理磁带机可以被虚拟仿真成多台磁带机的镜像。多个虚拟磁带卷经叠加后才写入物理磁带介质上,这样就有效地并充分地使用磁带介质和磁带机。

    VSM由一系列硬件和智能软件产品组成。VSM 的硬件主要是VTSS--虚拟磁带子系统和自动磁带库产品,VSM的软件主要包括VTCS(虚拟磁带控制系统)、ExPR(专业性能报告系统) 和控制自动磁带库的 HSC(主机软件部件) 软件。

论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

    图5是虚拟磁带子系统的示意图,物理磁带机或磁带库被放置在磁盘缓存的后面。VSM将存储在磁盘缓存中的虚拟磁带卷迁移到真正的物理磁带上,这个过程不占用服务器资源。被迁移出去的虚拟磁带卷可以从磁盘缓存中删除,释放的磁盘空间用以存放新的虚拟磁带。被迁移出去的虚拟磁带卷也可以保留一段时间再删除,以便需要用它进行恢复。

    当需要从虚拟磁带卷上恢复数据时,如果该虚拟磁带仍存放在磁盘缓存中,那么可以直接从磁盘缓存恢复到服务器磁盘上;如果该虚拟磁带已被迁移并且已从磁盘缓存中删除,那么可以从存放该虚拟磁带卷的物理磁带上将数据恢复。多个虚拟磁带卷(VTV)可以合并叠加后写到一盘物理磁带介质(MVC)上。这样做,一方面可以确保备份数据的安全,另一方面可以充分利用大容量磁带介质的容量。

    VTCS软件是HSC软件的扩充,它们配合起来工作,决定哪些作业备份数据写入虚拟磁带子系统,哪些直接写到物理磁带上。对于要被写入虚拟磁带系统的数据,VTCS负责分配虚拟磁带驱动器(VTD)和虚拟磁带卷(VTV),并完成虚拟的装带/卸带工作。

    图6所示是VSM的工作原理,首先我们可以看出VSM是通过ESCON通道与主机相连接。VSM 将磁盘系统仿真成虚拟的3490E磁带机驱动器和3490E磁带介质,以磁盘作为缓存。也就是说,一个物理磁带机可以被虚拟仿真成多台磁带机的镜像,多个虚拟磁带卷(VTV)经叠加后才写进物理磁带卷(MVC)上。大部分磁带操作都直接面对磁盘缓存的、虚拟磁带的装带。装带/卸带都是在瞬间完成的(仅需20秒),提高了素材从近线设备迁移到在线设备的效率。

论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

2、在存储区域网络(SAN)中的应用

    目前以SAN为代表的网络存储技术被公认为是存储业界的重要发展方向,SAN具有高可用性、高可扩展性、高性能及集中存储管理等诸多优点,但同时它也存在一些与生俱来的问题:互操作性比较差,导致不同提供商的产品难以兼容;复杂的体系结构增加了管理复杂度等。

    采用什么措施才能改变SAN的种种问题呢?于是就有人提出了SAN内部虚拟化的解决方案,就是VSAN。SAN内部的虚拟化的实现,就是在原有SAN体系结构中加入一个新的虚拟化层架构。通过这个虚拟化层,可以将多种设备上比较小的存储容量集合起来,虚拟成一个大的磁盘,提高存储容量的使用率,为应用程序和用户提供SAN的全局逻辑虚拟化视图。服务器不必关心后端物理设备的物理特性,也不会因为物理设备发生任何变化而受影响。这样从用户和应用程序来看,原来复杂结构的SAN就是一个结构相对简单的、具有统一界面的虚拟存储池,它对用户和应用程序完全透明,而存储池中逻辑存储单元的具体细节则只是系统管理员所关心的问题。管理员可以通过GUI等图形用户界面让很多服务器共享后端的存储池,因而大大提高了系统管理员的工作效率。

    目前,国内的视频厂商已经推出了各自的基于虚拟SAN结构的技术,比较有代表性有大洋公司的SDD技术、索贝公司的虚拟存储技术(SVM),以及现在流行的并行处理技术S2A系列存储系统,下面就分别给予介绍。

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