云计算——存储虚拟化功能

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前言

本章将会讲解云计算中存储虚拟化功能

一.存储虚拟化功能

存储虚拟化可以提高硬件资源的使用效率，简化系统管理的复杂度，增强云存储平台的可靠性。

主要通过以下功能来实现：

• 精简磁盘和空间回收
• 快照和快照链
• 链接克隆
• 虚拟磁盘文件迁移

1.精简磁盘和空间回收

精简磁盘和空间回收用于提高存储资源的使用效率、减小虚拟机未使用空间在主机上占用率过大的问题。

特点：

• 自动分配
• 空间回收可将用户删除的数据空间释放到数据存储。

 2.快照

指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点（拷贝开始的时间点）的映像。

快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。

快照的作用主要是能够进行在线数据备份与恢复。

特性：

• 记录了虚拟机在某一时间点的内容和状态。
• 恢复虚拟机快照可以使虚拟机多次快速恢复到某一时间点。
• 快照包含磁盘内容、虚拟机配置信息、内存数据。
• 多次快照之间保存差量数据，节约存储空间。

（1） 快照方式

创建快照是会生成一个新的差分卷，虚拟机会挂载这个差分卷作为磁盘文件。

快照方式：

ROW写时重定向

ROW写时重定向是指在数据库管理系统（DBMS）中使用快照（Snapshot）来实现ROW写时重定向的技术。在这种方法中，数据库系统可以在数据被修改之前创建一个快照，以保留原始数据的副本，然后在更新操作时使用写时重定向来处理数据重定向问题。

这种技术的步骤通常如下：

1. 创建快照：在执行更新操作之前，数据库系统会创建一个快照，记录当前数据的状态。这个快照是一个“拍摄”数据的瞬间副本，用于保留更新操作之前的数据状态。
2. 执行写时重定向：当执行更新操作时，如果需要进行ROW写时重定向（因为数据页没有足够的空间或行大小变化等），DBMS会使用写时重定向的方法将新数据写入新的位置，并更新索引以指向新位置。
3. 原始数据保留：快照中仍然保留着原始数据的副本。这样，即使在写时重定向后，原始数据仍然可以在快照中访问和查询。
4. 数据恢复：如果需要回滚事务或发生了错误，可以使用快照来恢复到更新之前的数据状态。这可以通过将原始数据从快照中复制回相应的位置来实现。

COW写时拷贝

快照方式的COW写时拷贝是一种在虚拟化、文件系统或数据管理领域中使用的技术，它结合了快照（Snapshot）和COW（Copy-On-Write）的概念。这种技术用于在创建数据副本时使用COW，同时使用快照来记录数据的状态，以便在需要时能够恢复到先前的数据状态。

快照方式COW写时拷贝的优点包括：

• 数据保护与恢复：使用快照记录数据状态可以帮助保护数据，并且在需要时可以轻松地恢复到之前的状态，无论是由于错误、事务回滚还是其他原因。
• 数据一致性：通过将COW技术与快照结合，可以确保在数据修改过程中保持数据的一致性和完整性。
• 性能优化：COW技术减少了数据复制的频率，从而提高了性能。而快照记录数据状态的方式允许有效地管理数据的变化。

WA随机写（不常用）

 3.快照链

• 对虚拟机进行多次的快照操作，这些多次的快照操作形成快照链。
• 虚拟机卷始终挂载在快照链的最末端。

4.链接克隆

将源卷和差分卷组合映射为一个链接克隆卷，给虚拟机使用。一个链接克隆需要和原始虚拟机共享同一虚拟磁盘文件。

 采用共享磁盘文件缩短了创建克隆虚拟机的时间，还节省了物理磁盘空间。

通过链接克隆，可以轻松的为不同的任务创建一个独立的虚拟机。

 5.虚拟磁盘文件迁移

将虚拟机的磁盘从一个数据存储迁移到另一个数据存储。可以将虚拟机的所有磁盘整体迁移，也可以单个磁盘分别迁移。

虚拟机的快照可以一起迁移，虚拟机开启或关闭时都可以迁移。

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