1. 什么是虚拟化存储
对于中小型架构来说存储虚拟化看起来是过大或过于昂贵的技术。但实际上许多不同规模的企业也可以从存储虚拟化中获益--通过使用商品硬件和传统的虚拟化存储引擎。
简而言之,虚拟化存储就是将数据从磁盘中抽象出来。在传统存储部署设置中,我们受限于驱动器盘符(在Windows系统上)或逻辑单元号(LUN),并且在特定磁盘层上给定了特定的RAID(独立磁盘冗余阵列)算法。
虚拟化存储的第一个实例可能是来自将存储迁移到虚拟服务器环境。在大多数情况下,这需要实施某种形式的共享存储。这种共享存储通常是一个通过光纤通道或iSCSI(互联网小型计算机系统接口)网络的存储局域网(SAN)。
在这种设置中,各个服务器从通常与服务器架构相连的硬件中抽象出来。从存储的角度而言,用户可以也可以不将数据从磁盘中完全抽象出来。虚拟化存储提供了主机和磁盘的抽象化。
这种互联的系统,无论是VMware ESXi主机或Windows Server系统,都不知道底层的磁盘是RAID 5、6或者是否可以和它直接互动。存储处理器作为存储虚拟化引擎,可以协调实际磁盘和主机系统之间的I/O。
虚拟化存储还可以带来新的功能,比如允许透明的存储扩展。在这些功能中,最引人注目的功能之一就是自动精简配置。自动精简配置可以仅消耗实际使用的驱动器空间。存储管理员另一个青睐的功能就是重复数据删除。
当用户在块层次上部署重复数据删除的时候,重复数据删除会检查逻辑区的磁盘使用情况并寻找相同的数据块。这些相同的数据块会被链接到第一个实例,然后重复的块会被存储系统回收。
其他可能推动管理员转向虚拟化存储的功能是卷管理功能,比如复制、快照和迁移。
从一个存储系统到另一个存储系统的卷或LUN复制是灾难恢复的福音。实际上,像VMware Site Recovery Manager(VMware站点恢复管理器)这样的解决方案依赖于这种复制技术,需要复制技术才能系统完好地复原到另一个站点。LUN的快照也可以非常有用。LUN快照可以像虚拟机的快照功能那样运作,整个数据集可以很快地恢复到指定的时间点。
最后,迁移功能也可以为架构管理员带来很多方便。通过带虚拟技术(比如VMware的Storage vMotion功能)的虚拟化引擎,管理员可以进行从一个存储系统到另一个存储系统的迁移。但是这对于非虚拟化的存储部分则没有多大用处。基于SAN的迁移功能可以将一个卷从存储处理器背后的一个存储系统迁移到另一个存储系统,以便将数据从需要移除的设备中迁移出来。
这种功能的一个主要使用情境就是将数据从旧磁盘阵列(比如使用Ultra-320 SCSI磁盘的阵列)迁移到新的磁盘阵列(比如使用串行链接SCSI(SAS)驱动器的阵列)。这可以带来更好的性能。通过虚拟化存储环境,LUN可以从一个存储系统迁移到另一个存储系统,完全不受制于所连接的系统。这主要是因为VMware ESXi主机或Windows Server连接到的不是底层存储而是存储处理器,也就是抽象层。
虚拟化存储的一个隐性好处就是管理员可以解决非结构化数据的数据保护问题。比如说有数TB的存储,这虽然看起来也不是太多,但是如果这里面包含1KB文件的数据,你会很快发现这么多的数据很难在文件系统中管理。
这种情况导致这种类型的数据备份变得异常繁琐。虚拟存储可以在块层次上解决这个问题,将卷复制或快照到另一个存储系统,从而满足数据保护的要求。只要存储系统可以块层次上对LUN的内容进行操作,那么虚拟存储的好处就会显现出来。
2. 什么是虚拟存储器
虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统。
功能:基本分页 + “请求调页”和“页面置换”功能。
换入和换出基本单位都是长度固定的页面。请求分页技术的基本思想是:当一个进程的部分页面在内存时就可调度它运行;在运行过程中若用到的页面尚未在内存,则把它们动态换入内存。这样,就减少了对换时间和所需内存数量,允许增加程序的道数。
请求分页技术是在简单分页技术基础上发展起来的,两者根本区别是:请求分页提供虚拟存储器,而简单分页系统并未提供虚拟存储器。
(2)虚拟储存资源是什么扩展阅读
虚拟存储器地址变换基本上有3种形虚拟存储器工作过程式:全联想变换、直接变换和组联想变换。替换规则用来确定替换主存中哪一部分,以便腾空部分主存,存放来自辅存要调入的那部分内容。常见的替换算法有4种:
①随机算法:用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。
②先进先出:先调入主存的页面先替换。
③近期最少使用算法(LRU,Least Recently Used):替换最长时间不用的页面。
④最优算法:替换最长时间以后才使用的页面。这是理想化的算法,只能作为衡量其他各种算法优劣的标准。
虚拟存储器的效率是系统性能评价的重要内容,它与主存容量、页面大小、命中率,程序局部性和替换算法等因素有关。
3. 虚拟内存是指什么
别称虚拟存储器(Virtual
Memory)。电脑中所运行的程序均需经由内存执行,若执行的程序占用内存很大或很多,则会导致内存消耗殆尽。为解决该问题,Windows中运用了虚拟内存
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技术,即匀出一部分硬盘空间来充当内存使用。当内存耗尽时,电脑就会自动调用硬盘来充当内存,以缓解内存的紧张。若计算机运行程序或操作所需的随机存储器(RAM)不足时,则
Windows
会用虚拟存储器进行补偿。它将计算机的RAM和硬盘上的临时空间组合。当RAM运行速率缓慢时,它便将数据从RAM移动到称为“分页文件”的空间中。将数据移入分页文件可释放RAM,以便完成工作。
一般而言,计算机的RAM容量越大,程序运行得越快。若计算机的速率由于RAM可用空间匮乏而减缓,则可尝试通过增加虚拟内存来进行补偿。但是,计算机从RAM读取数据的速率要比从硬盘读取数据的速率快,因而扩增RAM容量(可加内存条)是最佳选择。
4. 虚拟内存是什么
虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存(一个连续完整的地址空间),而实际上,它通常是被分隔成多个物理内存碎片,还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上,在需要时进行数据交换。目前,大多数操作系统都使用了虚拟内存,如Windows家族的“虚拟内存”;Linux的“交换空间”等。
5. 什么是虚拟存储器它的原理是是什么
虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存(一个连续完整的地址空间),而实际上,它通常是被分隔成多个物理内存碎片,还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上,在需要时进行数据交换。
原理:
①中央处理器访问主存的逻辑地址分解成组号a和组内地址b,并对组号a进行地址变换,即将逻辑组号a作为索引,查地址变换表,以确定该组信息是否存放在主存内。
②如该组号已在主存内,则转而执行;如果该组号不在主存内,则检查主存中是否有空闲区,如果没有,便将某个暂时不用的组调出送往辅存,以便将这组信息调入主存。
③从辅存读出所要的组,并送到主存空闲区,然后将那个空闲的物理组号a和逻辑组号a登录在地址变换表中。
④从地址变换表读出与逻辑组号a对应的物理组号a。
⑤从物理组号a和组内字节地址b得到物理地址。
⑥根据物理地址从主存中存取必要的信息。
(5)虚拟储存资源是什么扩展阅读:
虚拟内存的关键问题:
(1)调度问题:决定哪些程序和数据应被调入主存。
(2)地址映射问题:在访问主存时把虚地址变为主存物理地址(这一过程称为内地址变换);在访问辅存时把虚地址变成辅存的物理地址(这一过程称为外地址变换),以便换页。此外还要解决主存分配、存储保护与程序再定位等问题。
(3)替换问题:决定哪些程序和数据应被调出主存。
(4)更新问题:确保主存与辅存的一致性。
在操作系统的控制下,硬件和系统软件为用户解决了上述问题,从而使应用程序的编程大大简化。
6. 什么是虚拟存储器,作用是什么
虚拟存储器:在具有层次结构存储器的计算机系统中,自动实现部分装入和部分替换功能,能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多,可寻址的“主存储器”。虚拟存储区的容量与物理主存大小无关,而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。
作用:虚拟内存的作用 内存在计算机中的作用很大,电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行,如果执行的程序很大或很多,就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题,Windows中运用了虚拟内存技术,即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用,当内存占用完时,电脑就会自动调用硬盘来充当内存,以缓解内存的紧张。
7. 什么是虚拟存储器
虚拟存储器
virtual memory
为了给用户提供更大的随机存取空间而采用的一种存储技术。它将内存与外存结合使用,好像有一个容量极大的内存储器,工作速度接近于主存,每位成本又与辅存相近,在整机形成多层次存储系统。
虚拟存储器源出于英国ATLAS计算机的一级存储器概念。这种系统的主存为16千字的磁芯存储器,但中央处理器可用20位逻辑地址对主存寻址。到1970年,美国RCA公司研究成功虚拟存储器系统。IBM公司于1972年在IBM370系统上全面采用了虚拟存储技术。虚拟存储器已成为计算机系统中非常重要的部分。
虚拟存储器是由硬件和操作系统自动实现存储信息调度和管理的。它的工作过程包括6个步骤:①中央处理器访问主存的逻辑地址分解成组号a和组内地址b,并对组号a进行地址变换,即将逻辑组号a作为索引,查地址变换表,以确定该组信息是否存放在主存内。②如该组号已在主存内,则转而执行④;如果该组号不在主存内,则检查主存中是否有空闲区,如果没有,便将某个暂时不用的组调出送往辅存,以便将这组信息调入主存。③从辅存读出所要的组,并送到主存空闲区,然后将那个空闲的物理组号a和逻辑组号a登录在地址变换表中。④从地址变换表读出与逻辑组号a对应的物理组号a。⑤从物理组号a和组内字节地址b得到物理地址。⑥根据物理地址从主存中存取必要的信息。
调度方式有分页式、段式、段页式3种。页式调度是将逻辑和物理地址空间都分成固定大小的页。主存按页顺序编号,而每个独立编址的程序空间有自己的页号顺序,通过调度辅存中程序的各页可以离散装入主存中不同的页面位置,并可据表一一对应检索。页式调度的优点是页内零头小,页表对程序员来说是透明的,地址变换快,调入操作简单;缺点是各页不是程序的独立模块,不便于实现程序和数据的保护。段式调度是按程序的逻辑结构划分地址空间,段的长度是随意的,并且允许伸长,它的优点是消除了内存零头,易于实现存储保护,便于程序动态装配;缺点是调入操作复杂。将这两种方法结合起来便构成段页式调度。在段页式调度中把物理空间分成页,程序按模块分段,每个段再分成与物理空间页同样小的页面。段页式调度综合了段式和页式的优点。其缺点是增加了硬件成本,软件也较复杂。大型通用计算机系统多数采用段页式调度。
虚拟存储器地址变换基本上有3种形虚拟存储器工作过程式:全联想变换、直接变换和组联想变换。任何逻辑空间页面能够变换到物理空间任何页面位置的方式称为全联想变换。每个逻辑空间页面只能变换到物理空间一个特定页面的方式称为直接变换。组联想变换是指各组之间是直接变换,而组内各页间则是全联想变换。
替换规则用来确定替换主存中哪一部分,以便腾空部分主存,存放来自辅存要调入的那部分内容。常见的替换算法有4种。①随机算法:用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。②先进先出:先调入主存的页面先替换。③近期最少使用算法:替换最长时间不用的页面。④最优算法:替换最长时间以后才使用的页面。这是理想化的算法,只能作为衡量其他各种算法优劣的标准。
虚拟存储器的效率是系统性能评价的重要内容,它与主存容量、页面大小、命中率,程序局部性和替换算法等因素有关。