1. 什麼是虛擬化存儲
對於中小型架構來說存儲虛擬化看起來是過大或過於昂貴的技術。但實際上許多不同規模的企業也可以從存儲虛擬化中獲益--通過使用商品硬體和傳統的虛擬化存儲引擎。
簡而言之,虛擬化存儲就是將數據從磁碟中抽象出來。在傳統存儲部署設置中,我們受限於驅動器盤符(在Windows系統上)或邏輯單元號(LUN),並且在特定磁碟層上給定了特定的RAID(獨立磁碟冗餘陣列)演算法。
虛擬化存儲的第一個實例可能是來自將存儲遷移到虛擬伺服器環境。在大多數情況下,這需要實施某種形式的共享存儲。這種共享存儲通常是一個通過光纖通道或iSCSI(互聯網小型計算機系統介面)網路的存儲區域網(SAN)。
在這種設置中,各個伺服器從通常與伺服器架構相連的硬體中抽象出來。從存儲的角度而言,用戶可以也可以不將數據從磁碟中完全抽象出來。虛擬化存儲提供了主機和磁碟的抽象化。
這種互聯的系統,無論是VMware ESXi主機或Windows Server系統,都不知道底層的磁碟是RAID 5、6或者是否可以和它直接互動。存儲處理器作為存儲虛擬化引擎,可以協調實際磁碟和主機系統之間的I/O。
虛擬化存儲還可以帶來新的功能,比如允許透明的存儲擴展。在這些功能中,最引人注目的功能之一就是自動精簡配置。自動精簡配置可以僅消耗實際使用的驅動器空間。存儲管理員另一個青睞的功能就是重復數據刪除。
當用戶在塊層次上部署重復數據刪除的時候,重復數據刪除會檢查邏輯區的磁碟使用情況並尋找相同的數據塊。這些相同的數據塊會被鏈接到第一個實例,然後重復的塊會被存儲系統回收。
其他可能推動管理員轉向虛擬化存儲的功能是卷管理功能,比如復制、快照和遷移。
從一個存儲系統到另一個存儲系統的卷或LUN復制是災難恢復的福音。實際上,像VMware Site Recovery Manager(VMware站點恢復管理器)這樣的解決方案依賴於這種復制技術,需要復制技術才能系統完好地復原到另一個站點。LUN的快照也可以非常有用。LUN快照可以像虛擬機的快照功能那樣運作,整個數據集可以很快地恢復到指定的時間點。
最後,遷移功能也可以為架構管理員帶來很多方便。通過帶虛擬技術(比如VMware的Storage vMotion功能)的虛擬化引擎,管理員可以進行從一個存儲系統到另一個存儲系統的遷移。但是這對於非虛擬化的存儲部分則沒有多大用處。基於SAN的遷移功能可以將一個卷從存儲處理器背後的一個存儲系統遷移到另一個存儲系統,以便將數據從需要移除的設備中遷移出來。
這種功能的一個主要使用情境就是將數據從舊磁碟陣列(比如使用Ultra-320 SCSI磁碟的陣列)遷移到新的磁碟陣列(比如使用串列鏈接SCSI(SAS)驅動器的陣列)。這可以帶來更好的性能。通過虛擬化存儲環境,LUN可以從一個存儲系統遷移到另一個存儲系統,完全不受制於所連接的系統。這主要是因為VMware ESXi主機或Windows Server連接到的不是底層存儲而是存儲處理器,也就是抽象層。
虛擬化存儲的一個隱性好處就是管理員可以解決非結構化數據的數據保護問題。比如說有數TB的存儲,這雖然看起來也不是太多,但是如果這裡麵包含1KB文件的數據,你會很快發現這么多的數據很難在文件系統中管理。
這種情況導致這種類型的數據備份變得異常繁瑣。虛擬存儲可以在塊層次上解決這個問題,將卷復制或快照到另一個存儲系統,從而滿足數據保護的要求。只要存儲系統可以塊層次上對LUN的內容進行操作,那麼虛擬存儲的好處就會顯現出來。
2. 什麼是虛擬存儲器
虛擬存儲器是指具有請求調入功能和置換功能,能從邏輯上對內存容量加以擴充的一種存儲器系統。
功能:基本分頁 + 「請求調頁」和「頁面置換」功能。
換入和換出基本單位都是長度固定的頁面。請求分頁技術的基本思想是:當一個進程的部分頁面在內存時就可調度它運行;在運行過程中若用到的頁面尚未在內存,則把它們動態換入內存。這樣,就減少了對換時間和所需內存數量,允許增加程序的道數。
請求分頁技術是在簡單分頁技術基礎上發展起來的,兩者根本區別是:請求分頁提供虛擬存儲器,而簡單分頁系統並未提供虛擬存儲器。
(2)虛擬儲存資源是什麼擴展閱讀
虛擬存儲器地址變換基本上有3種形虛擬存儲器工作過程式:全聯想變換、直接變換和組聯想變換。替換規則用來確定替換主存中哪一部分,以便騰空部分主存,存放來自輔存要調入的那部分內容。常見的替換演算法有4種:
①隨機演算法:用軟體或硬體隨機數產生器確定替換的頁面。
②先進先出:先調入主存的頁面先替換。
③近期最少使用演算法(LRU,Least Recently Used):替換最長時間不用的頁面。
④最優演算法:替換最長時間以後才使用的頁面。這是理想化的演算法,只能作為衡量其他各種演算法優劣的標准。
虛擬存儲器的效率是系統性能評價的重要內容,它與主存容量、頁面大小、命中率,程序局部性和替換演算法等因素有關。
3. 虛擬內存是指什麼
別稱虛擬存儲器(Virtual
Memory)。電腦中所運行的程序均需經由內存執行,若執行的程序佔用內存很大或很多,則會導致內存消耗殆盡。為解決該問題,Windows中運用了虛擬內存
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技術,即勻出一部分硬碟空間來充當內存使用。當內存耗盡時,電腦就會自動調用硬碟來充當內存,以緩解內存的緊張。若計算機運行程序或操作所需的隨機存儲器(RAM)不足時,則
Windows
會用虛擬存儲器進行補償。它將計算機的RAM和硬碟上的臨時空間組合。當RAM運行速率緩慢時,它便將數據從RAM移動到稱為「分頁文件」的空間中。將數據移入分頁文件可釋放RAM,以便完成工作。
一般而言,計算機的RAM容量越大,程序運行得越快。若計算機的速率由於RAM可用空間匱乏而減緩,則可嘗試通過增加虛擬內存來進行補償。但是,計算機從RAM讀取數據的速率要比從硬碟讀取數據的速率快,因而擴增RAM容量(可加內存條)是最佳選擇。
4. 虛擬內存是什麼
虛擬內存是計算機系統內存管理的一種技術。它使得應用程序認為它擁有連續的可用的內存(一個連續完整的地址空間),而實際上,它通常是被分隔成多個物理內存碎片,還有部分暫時存儲在外部磁碟存儲器上,在需要時進行數據交換。目前,大多數操作系統都使用了虛擬內存,如Windows家族的「虛擬內存」;Linux的「交換空間」等。
5. 什麼是虛擬存儲器它的原理是是什麼
虛擬內存是計算機系統內存管理的一種技術。它使得應用程序認為它擁有連續的可用的內存(一個連續完整的地址空間),而實際上,它通常是被分隔成多個物理內存碎片,還有部分暫時存儲在外部磁碟存儲器上,在需要時進行數據交換。
原理:
①中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內地址b,並對組號a進行地址變換,即將邏輯組號a作為索引,查地址變換表,以確定該組信息是否存放在主存內。
②如該組號已在主存內,則轉而執行;如果該組號不在主存內,則檢查主存中是否有空閑區,如果沒有,便將某個暫時不用的組調出送往輔存,以便將這組信息調入主存。
③從輔存讀出所要的組,並送到主存空閑區,然後將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。
④從地址變換表讀出與邏輯組號a對應的物理組號a。
⑤從物理組號a和組內位元組地址b得到物理地址。
⑥根據物理地址從主存中存取必要的信息。
(5)虛擬儲存資源是什麼擴展閱讀:
虛擬內存的關鍵問題:
(1)調度問題:決定哪些程序和數據應被調入主存。
(2)地址映射問題:在訪問主存時把虛地址變為主存物理地址(這一過程稱為內地址變換);在訪問輔存時把虛地址變成輔存的物理地址(這一過程稱為外地址變換),以便換頁。此外還要解決主存分配、存儲保護與程序再定位等問題。
(3)替換問題:決定哪些程序和數據應被調出主存。
(4)更新問題:確保主存與輔存的一致性。
在操作系統的控制下,硬體和系統軟體為用戶解決了上述問題,從而使應用程序的編程大大簡化。
6. 什麼是虛擬存儲器,作用是什麼
虛擬存儲器:在具有層次結構存儲器的計算機系統中,自動實現部分裝入和部分替換功能,能從邏輯上為用戶提供一個比物理貯存容量大得多,可定址的「主存儲器」。虛擬存儲區的容量與物理主存大小無關,而受限於計算機的地址結構和可用磁碟容量。
作用: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。
7. 什麼是虛擬存儲器
虛擬存儲器
virtual memory
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。
虛擬存儲器源出於英國ATLAS計算機的一級存儲器概念。這種系統的主存為16千字的磁芯存儲器,但中央處理器可用20位邏輯地址對主存定址。到1970年,美國RCA公司研究成功虛擬存儲器系統。IBM公司於1972年在IBM370系統上全面採用了虛擬存儲技術。虛擬存儲器已成為計算機系統中非常重要的部分。
虛擬存儲器是由硬體和操作系統自動實現存儲信息調度和管理的。它的工作過程包括6個步驟:①中央處理器訪問主存的邏輯地址分解成組號a和組內地址b,並對組號a進行地址變換,即將邏輯組號a作為索引,查地址變換表,以確定該組信息是否存放在主存內。②如該組號已在主存內,則轉而執行④;如果該組號不在主存內,則檢查主存中是否有空閑區,如果沒有,便將某個暫時不用的組調出送往輔存,以便將這組信息調入主存。③從輔存讀出所要的組,並送到主存空閑區,然後將那個空閑的物理組號a和邏輯組號a登錄在地址變換表中。④從地址變換表讀出與邏輯組號a對應的物理組號a。⑤從物理組號a和組內位元組地址b得到物理地址。⑥根據物理地址從主存中存取必要的信息。
調度方式有分頁式、段式、段頁式3種。頁式調度是將邏輯和物理地址空間都分成固定大小的頁。主存按頁順序編號,而每個獨立編址的程序空間有自己的頁號順序,通過調度輔存中程序的各頁可以離散裝入主存中不同的頁面位置,並可據表一一對應檢索。頁式調度的優點是頁內零頭小,頁表對程序員來說是透明的,地址變換快,調入操作簡單;缺點是各頁不是程序的獨立模塊,不便於實現程序和數據的保護。段式調度是按程序的邏輯結構劃分地址空間,段的長度是隨意的,並且允許伸長,它的優點是消除了內存零頭,易於實現存儲保護,便於程序動態裝配;缺點是調入操作復雜。將這兩種方法結合起來便構成段頁式調度。在段頁式調度中把物理空間分成頁,程序按模塊分段,每個段再分成與物理空間頁同樣小的頁面。段頁式調度綜合了段式和頁式的優點。其缺點是增加了硬體成本,軟體也較復雜。大型通用計算機系統多數採用段頁式調度。
虛擬存儲器地址變換基本上有3種形虛擬存儲器工作過程式:全聯想變換、直接變換和組聯想變換。任何邏輯空間頁面能夠變換到物理空間任何頁面位置的方式稱為全聯想變換。每個邏輯空間頁面只能變換到物理空間一個特定頁面的方式稱為直接變換。組聯想變換是指各組之間是直接變換,而組內各頁間則是全聯想變換。
替換規則用來確定替換主存中哪一部分,以便騰空部分主存,存放來自輔存要調入的那部分內容。常見的替換演算法有4種。①隨機演算法:用軟體或硬體隨機數產生器確定替換的頁面。②先進先出:先調入主存的頁面先替換。③近期最少使用演算法:替換最長時間不用的頁面。④最優演算法:替換最長時間以後才使用的頁面。這是理想化的演算法,只能作為衡量其他各種演算法優劣的標准。
虛擬存儲器的效率是系統性能評價的重要內容,它與主存容量、頁面大小、命中率,程序局部性和替換演算法等因素有關。