带内虚拟

带内虚拟，常常也称作对称虚拟（Symmetric），是在应用服务器和存储的数据通路内部得以实现。在标准的设置中，在存储服务器上运行的虚拟软件允许控制数据（metadata）和需存储的实际数据在相同的数据通路内传递。存储服务器接受来自主机的数据请求，随后存储服务器会在其后台的存储设备中搜索数据（被请求的数据可能分布于多个存储设备中）。当数据被找到后，存储服务器将数据传送给主机，完成一次完整地请求响应。在用户看来，带内虚拟存储服务器好像是直接附属在主机上的一个存储设备（或子系统）。

带内虚拟存储具有很强的协同工作能力，同时可以通过集中的管理界面进行控制。同时，带内虚拟可以保障系统的安全性，比如说，攻击SAN系统的黑客很难有效地访问存储系统，除非他得到了和主机一样的卷分配方式。在服务器层面看，带内存储容易产生性能瓶颈。尽管许多销售商们在系统中加入了缓存机制来缩小延迟，但是响应时间依旧是在部署带内虚拟存储的一个重要考虑因素。目前，大部分的产品所采用的都是带内虚拟。

    带外虚拟：

带外虚拟，又叫做不对称虚拟（Asymmetric），是在数据通路外的存储服务器上实现的虚拟功能。控制数据（metadata）和存储数据在不同的数据通路上传输。一般情况下，metadata存放在使用单独通路连接到应用服务器的存储服务器上，而存储数据在另外的通路中传递（或者直接通过存储网络在服务器和存储设备间传递）。带外虚拟减少了网络中的数据流量。但是一般需要在主机端安装客户软件，也容易受到攻击。

还有一些厂商在交换机和路由器上的固件或软件实现虚拟功能。还有的通过附属在交换机上的服务器得以实现虚拟。他们的基本原理就是尽量将虚拟的职能转移到网络层。交换机和路由器处于主机和存储网络的数据通路上，它们在中途可以截获主机发往存储系统的指令，并加以处理。  

    基于交换机或路由器的虚拟技术：

尽管基于交换机或路由器的虚拟技术还属于起步阶段，但是在未来也有可能发展成为替代目前的基于存储服务器的虚拟技术。基于交换机或路由器的虚拟技术的优势就是不需要在主机上安装任何代理软件，交换设备潜在的处理能力可能会比传统的模式提供更强的性能，不过这一切还有待发展。基于交换机或路由器的虚拟技术的另一个优势体现在安全性上，该层次比前面的虚拟应用对外来的攻击有更强的防护。其劣势主要表现在单个交换机和路由器容易成为整个系统的瓶颈和故障点。

    几种常见的虚拟存储

虚拟磁盘和块：

磁盘和块虚拟是目前普遍使用的虚拟存储技术。磁盘机的虚拟一般通过物理磁盘机上的固件实现。块虚拟是通过控制软件为系统提供一个类似于磁盘机的虚拟设备，这个虚拟设备构建于一个或者多个物理磁盘机之上。控制软件向下协调所管理的物理磁盘设备的工作，完成系统和具体物理设备间的地址映像，性能平衡，以及一些其他的后台数据保护机制；向上对系统提供一个虚拟的块设备，系统无需关心具体的某个物理磁盘的管理和操作。块虚拟技术已经广泛地应用于RAID系统和虚拟的卷管理系统里面，随着网络存储的发展，也被广泛使用在网络存储系统中。与物理的磁盘机一样，虚拟的块设备也包括了若干的块，数据可以在其上离散地或者连续地读写。但是在物理上并不存在着这样一个设备，只不过在系统中看上去去管理软件为系统提供了一个磁盘机而已，对系统应用程序的读写请求的响应和真实的物理磁盘机一样。虚拟磁盘成功的重要原因就是不必修改应用程序就可以使用。任何软件，只要能够运行在物理磁盘上稳定运行，就可以在虚拟块设备上运行。

虚拟文件系统：

一般来讲，文件系统的虚拟可以通过两种方式实现。远端的文件服务器上的文件系统可以被客户端应用程序感知并在客户端计算机上使用。随着不断的发展，新的技术使单个文件服务器同时支持多种文件系统。不论上述任何方式，应用程序在访问文件的时候再也不需要关心文件具体的物理存储位置，本地或异地。同时系统管理员的工作也得到了简化，仅仅通过控制文件存储服务器就可以完成多个应用程序和应用服务器的文件数据管理。

虚拟文件：

等级式存储管理软件可以在一个文件系统内通过透明地移植非经常性访问文件到低速或者离线的存储设备上实现对文件的虚拟。通过这种方式，更加有效地自动化地实现信息生命周期管理的具体操作，并能够降低在线存储对空间的需求，提高备份的自动化和使用效率。

虚拟磁带介质：

由于磁带具有顺序读些的特性，在应用中磁带一直有着不可克服的问题。比如，删除磁带中的某些文件，就会在磁带中产生某些不可用的间隙，因此导致了在具体应用过程中仅对某些特定的单一数据集在单个磁带上保存，降低了磁带的使用效率。为了解决这个问题，大多数存储产品采用了在线存储空间作为缓存，用以模拟磁带媒体库进行备份和其他的应用。通过磁盘缓冲存储磁带数据大大地提高了介质的利用效率，减少了不必要的在磁带mount，unmount，重新定位等重复操作的时间消耗。从设备价格角度讲，也降低了磁带机硬件和磁带介质的需求量，以及管理他们的开销。

磁带介质的虚拟可以提高备份性能的可控性。大多数备份策略的缺陷就是在于磁带机的性能。传统的备份很难做到运行平顺，数据流的不稳定导致了磁带机反复地暂停和重新定位，尤其是这一系列操作基于网络进行的时候。用磁盘来虚拟磁带作为缓冲可以保障磁带机在备份过程中的运转顺畅。

虚拟磁带机：

存储网络的发展促进了虚拟磁带机的诞生。通过虚拟磁带机可以使一组磁带机简便地在多个服务器间实现共享。其最大的使用价值就是在实际应用中，每个服务器只有在进行备份的短暂时间内才会使用磁带机。为每台服务器配备专用的磁带机在大部分时间都是处于空闲状态。如果能够将每个应用服务器所属数据的备份时间交错开来，那么连接于网络存储设备上的磁带机就可以将其使用权在不同的服务器间传递。通过这种方式提高了磁带机的使用效率。这种模式的虚拟磁带机一般通过备份服务器和专用的存储网络交换机上的分布式软件实现。另外一种虚拟磁带机可以在后台将不同种类的物理磁带机进行整合，形成一个磁带机类型转换库，无论采用何种物理磁带机，在前台向系统提供一个单一种类的磁带机，提高系统得适应性，简化了系统管理配置的工作。

第三种虚拟带机的工作原理和虚拟块设备类似，由两个或者多个磁带机组成磁带机阵列，向系统输出一个虚拟的磁带机。通过这种方式可以增加整个磁带系统的读写性能和数据可用性。同时可以组成类似于RAID5的冗余存储模式，一般称作Redundant Array of Independent Tapes（RAIT）。

虚拟磁带库：

磁盘价格的降低带动了基于磁盘介质的存储应用的发展。整合虚拟磁带技术和虚拟磁盘机技术，以磁盘介质作为物理媒介建立起一套虚拟的磁带库，在系统的在线存储系统和离线存储系统（物理磁带库）之间提供一个大的缓冲。虚拟磁带库可以将数据使用频度的划分更加有层次性，一方面可以提高数据备份和恢复的速度，另一方面整个系统具备更加富有弹性的备份策略。

WORM

在计算机存储媒介中，WORM（单次写入，多次读取）是为了保障一些数据写入盘片后，防止被修改和删除，比如一些归档信息。长期以来，CD和DVD作为标准的WORM介质广泛地使用。众所周知，与磁带一样，CD和DVD也存在着标准化的问题，目前存在着多种存储格式标准，相互间的兼容性很差。和虚拟磁带技术类似，通过虚拟技术，可以实现多个应用服务器共享一个或一组WROM设备进行归档管理，也可以实现应用服务器通过公共的虚拟接口使用多种采用不同标准的WROM设备，另外就是可以实现基于磁盘介质的WROM设备。 

版本文件系统：

版本文件系统是一般的虚拟文件系统的一个扩充，为用户在后台为每个文件进行版本管理。每个版本可以包括如下信息：修改时间点，修改人，权限的变更等等。如果某个文件被删除，它将被标志为“以删除”，长度为零。管理员根据需要将其恢复为止前的某个版本的文件状态。