存儲劃卷

① 雲存儲的核心技術：虛擬化存儲，究竟虛擬是怎樣實現的

虛擬化改變了計算機使用存儲的方式。就像物理機器抽象成虛擬機（VM：Virtual Machine）一樣，物理存儲設備也被抽象成虛擬磁碟（Virtual Disk）。今天我們就來聊聊虛擬化存儲（Storage Virtualization）技術，究竟虛擬磁碟是怎樣實現的？
虛擬磁碟的實現
我們知道，伺服器擴展存儲的手段主要有直連存儲（DAS）、存儲區域網路（SAN）和網路附加存儲（NAS）這三種類型。那麼哪種存儲類型可以用來實現虛擬磁碟呢？
在虛擬化環境中，類似VMWare這樣的虛擬機管理程序hypervisor，要同時給很多VM分配存儲空間。這個過程中，我們需要先把物理存儲資源重新劃分成虛擬磁碟，然後再分配給VM。
顯然我們不能用DAS方式把物理磁碟直連到VM上，如果這樣，需要的物理磁碟就太多了。SAN是以邏輯單元（LUN：Logic Unit）的形式提供存儲資源，但是虛擬環境中VM的數量是很大的，而且倫的數量不足以支持這么多虛擬磁碟。
更重要的是，虛擬磁碟是為大量VM共享的，由於VM需要隨時創建、刪除或遷移，所以需要在遷移VM時共享存儲空間，只有原始數據不會丟失。DAS還是SAN，都不適合共享存儲。

考慮到資源分配以及共享的問題，虛擬機管理程序以NAS的方式實現虛擬磁碟。VMware通常使用VMFS（虛擬機文件系統）或NFS協議實現虛擬磁碟，VMFS文件系統是專門針對虛擬機環境協議。

每一個虛擬機的數據實際上是一堆文件，及最重要的文件的虛擬磁碟文件（VMDK文件），也有交換分區文件（VSWP文件，等價交換），非易失性存儲器（NVRAM的文件相當於BIOS），等等。每個VM對虛擬磁碟的IO操作實際上是對虛擬磁碟文件的讀寫操作。
設計、施工、和虛擬伺服器環境和優化，允許多個虛擬機訪問集成的集群存儲池，從而大大提高了資源的利用率。使用和實現資源共享，管理員可以直接從更高的效率和存儲利用率中獲益。
那麼我們如何在雲計算中使用虛擬磁碟呢？
實例存儲
最主要的一種使用虛擬磁碟的方式就是實例存儲，每個VM都是虛擬機的一個實例，虛擬機管理程序在每個實例中提供一個模擬硬體環境，它包括CPU、內存和磁碟。這樣，虛擬磁碟就是虛擬機實例的一部分，就像物質世界。刪除VM後，虛擬磁碟也將被刪除。
在這個實例存儲模型中，虛擬磁碟與虛擬機之間的存儲關系，事實上，它是DAS存儲。但是虛擬磁碟的底層實現，我們說，它是以NAS的方式實現的。虛擬機管理程序的作用是存儲VM層的存儲模型，這是從實施協議分離（VMFS或NFS）的虛擬機的低層。

VMFS協議實現了存儲資源的虛擬化，再分配各VMs
卷存儲
實例存儲有它的限制，開發人員通常希望分離實例數據，例如OS和安裝的一些伺服器應用程序和用戶數據，這樣重建VM的時候可以保留用戶的數據。
這個需求衍生出另外一種存儲模型：卷存儲。卷是存儲的主要單元，相當於虛擬磁碟分區。它不是虛擬機實例的一部分，它可以被認為是虛擬機的外部存儲設備。
該卷可以從一個VM卸載，然後附加到另一個VM。通過這種方式，我們實現了實例數據與用戶數據的分離。OpenStack的煤渣是一個體積存儲的實現。
除了實例存儲和卷存儲之外，最後我們還提到另一種特殊的虛擬存儲：對象存儲。
對象存儲
很多雲應用需要在不同的VM之間共享數據，它常常需要跨越多個數據中心，而對象存儲可以解決這個問題。在前一篇文章中的雲計算IaaS管理平台的基本功能是什麼？》中曾經提到過對象存儲。
在對象存儲模型中，數據存儲在存儲段（bucket）中，桶也可以被稱為「水桶」，因為它字面意思。我們可以用硬碟來類推，對象像一個文件，而存儲段就像一個文件夾（或目錄）。可以通過統一資源標識符（URI：統一資源標識符）找到對象和存儲段。
對象存儲的核心設計思想實際上是虛擬化，它是文件的物理存儲位置，如卷、目錄、磁碟等，虛擬化是木桶，它將文件虛擬化為對象。對於應用層，簡化了對數據訪問的訪問，屏蔽了底層存儲技術的異構性和復雜性。

對象存儲模型
NAS與對象存儲各有所長
當然你也許會問，NAS存儲技術也是一個可以解決數據共享的問題嗎？由於對象存儲的大小和成本優勢，許多雲環境使用對象存儲而不是NAS。
因為對象存儲將跨多個節點傳播，最新數據並不總是可用的 因此，對象存儲的數據一致性不強。如果有強一致性的要求，然後你可以使用NAS。目前，在雲計算環境中，NAS和對象存儲是共存的。
和NAS一樣，對象存儲也是軟體體系結構，而不是硬體體系結構。應用程序通過REST API直接訪問對象存儲。公共對象存儲包括：Amazon S3和OpenStack的Swift。
結語
在實際的雲平台應用中，我們需要根據自己的實際情況來合理運用不同的虛擬化存儲技術。
對於非結構化的靜態數據文件，如音視頻、圖片等，我們一般使用對象存儲。
對於系統鏡像以及應用程序，我們需要使用雲主機實例存儲或者卷存儲。
對於應用產生的動態數據，我們一般還需要利用雲資料庫來對數據進行管理。

② DELL的3200存儲劃分一個卷，兩個WINDOWS伺服器同時掛載讀寫可以么

MD3200是Dell新出的直連存儲，6GB的SAS介面。
二台伺服器各配一塊SAS HBA卡，同時連接共享存儲。
雙機熱備有很多實現方法，比如微軟、Pluswell、Rose HA等等，至於具體步驟無法提供。可以找供應商幫助實施。
先用Dell的存儲管理工具，將櫃子分配給主機，然後配置Windows Cluster
Windows Cluster 配置相對比較簡單，請參考以下文章
http://technet.microsoft.com/zh-cn/library/cc758783(WS.10).aspx

③ 文件存儲空間管理

  上篇文章介紹了文件的物理結構並介紹了文件分配的三種方式——連續分配、鏈接分配和索引分配。
  本文介紹操作系統對文件存儲空間的管理。
本文內容

  存儲空間的劃分： 將物理磁碟劃分為一個個文件卷（邏輯卷、邏輯盤） 。
  在存儲空間初始化時，需要將各個文件卷劃分為目錄區、文件區。

  有些系統支持超大型文件，可支持由多個物理磁碟組成一個文件卷。

  空閑表法：即用一張表記錄磁碟中空閑的盤塊。空閑表的表項由 空閑盤的起始塊號 和 空閑盤塊數 組成。如下圖所示

  如何分配磁碟塊：與內存管理中的動態分區分配類似，為一個文件分配連續的存儲空間。同樣可以採用 首次適應演算法、最佳適應演算法、最壞適應演算法，臨近適應演算法 來決定要為文件分配哪些區間。
   空閑表法適用於連續分配方式。
  例如，如果新創建的文件請求3個塊，按照首次適用演算法，從10號塊開始有5個連續的塊可以滿足需求，所以把10、11、12三個塊分配給文件，分配後的空閑盤塊表如下

  這里以回收區前後都是空閑區為例，磁碟是第一幅圖的狀態，如果回收21、22號磁碟塊，那麼回收後的空閑盤塊表如下圖所示。

  空閑鏈表法分為兩種： 空閑盤塊鏈和空閑盤區鏈

  下圖分別表示空閑盤塊鏈和空閑盤區鏈。

  操作系統保存著 鏈頭、鏈尾指針。
  如何分配：如過某文件申請K個盤塊，則從鏈頭開始依次摘下K個盤塊分配，並修改空閑鏈的鏈頭指針。
  如何回收：回收的盤塊依次掛到鏈尾，並修改空閑鏈的鏈尾指針。
  下圖表示分配了3個盤塊

  從上面可以看出，空閑盤塊法適用於 離散分配 的物理結構。為文件分配多個盤塊時可能要重復多次操作。

  操作系統保存著 鏈頭、鏈尾指針 。
  如何分配：若某文件申請K個盤塊，由於空閑盤區鏈將連續的盤塊組成一個盤區，所以若某個盤區大小滿足可以實現一次分配，同樣可以採用首次適用、最佳適用等演算法，從鏈頭開始檢索，按照一定的規則找到一個大小符合要求的空閑盤區分配給文件。若沒有合適的連續空閑塊，也可以將不同的盤區的盤同時分配給一個文件，同樣分配後也需要修改相應的指針鏈和盤區大小等數據。

  如何回收：若回收區和某個空閑盤區相鄰，則需要將回收區合並到空閑盤區中。若回收區沒有和任何空閑區相鄰，將回收區作為一個單獨的一個空閑盤區掛到鏈尾。同樣也需要修改鏈表指針和盤區大小等信息。
  下圖表示按照首次適用演算法分配3個盤區

  從上面可以看出，空閑盤區鏈對 離散分配、連續分配 都適用。為一個文件分配多個盤塊時 效率更高 。

  位示圖：磁碟內存被劃分為一個個磁碟塊，可以用二進制位對應一個盤塊。「0」代表盤塊空閑，「1」代表盤塊已分配。位示圖一般用連續的「字」來表示，下圖中一個字的字長是16位，字中的每一位對應一個盤塊。因此可以用（字型大小，位號）對應一個盤塊號。

  如何分配：若文件需要K個塊，①順序掃描位示圖，找到K個相鄰或不相鄰的「0」；②根據字型大小、位號算出對應的盤塊號，將相應的盤塊分配給文件；③將相應的位設置為「1」。

  如何回收：①根據回收的盤塊號計算出對應的字型大小、位號；②將相應的二進制位設置為「0」。

  從上面可以看出：位示圖法對 連續分配和離散分配 都適用。

  空閑表法、空閑鏈表法不適用大型文件系統，因為空閑表或空閑聯保可能過大。UNIX系統中採用了 成組鏈接法 對磁碟空閑塊進行管理。這是將上述兩種方法相結合的而形成的一種空閑管理方法。
  文件卷的目錄區中專門用一個磁碟塊作為 超級塊 ，當系統啟動時需要將 超級塊讀入內存 。並且要保證與外存中的「超過塊」的數據一致。

  內存的分配過程：分配過程是從棧頂取出一空閑盤塊號，將與之對應的盤塊分配給用戶，然後將棧頂指針下移一格，若該盤塊號已是棧底（即第一個盤塊），這是當前棧中最後一個可分配的盤塊號。由於在該盤塊號所對應的盤塊中記有下一組可用的盤塊號，因此，不能直接將它分配掉，需要將它記錄的下一組信息保存下來，所以比須調用磁碟讀過程，將棧底盤塊號所對應盤塊的內容讀入棧中，作為新的盤塊號棧的內容，並把原棧底對應的盤塊分配出去(其中的有用數據已讀入棧中)。然後，再分配一相應的緩沖區(作為該盤塊的緩沖區)。最後，把棧中的空閑盤塊數減1 並返回。

  下面舉例說明
  如果此時新建一個文件需要一個磁碟塊，那麼此時第一組有100個空閑塊，所以是足夠分配的，將棧頂的盤塊號即201號盤塊對應的盤塊分配出去，如下圖

  如果此時又創建一個新的文件，需要99個磁碟塊，就需要將剩下的99個盤塊全部分配出去，但是此時300號盤塊記錄了下一組信息，如果分配出去，信息就是丟失，所以需要將300號盤塊從外存（磁碟）讀入內存，將300號盤塊記錄的信息，寫入空閑盤塊號棧，然後才能將這99塊空閑塊分配出去。具體過程如下圖所示

  
  內存的回收過程：在系統回收空閑盤塊時，須調用盤塊回收過程進行回收。它是將回收盤塊的盤塊號記入空閑盤塊號棧的頂部，並執行空閑盤塊數加 1 操作。當棧中空閑盤塊號數目已達 100 時，表示棧已滿，便將現有棧中的100 個盤塊號記入新回收的盤塊中，再將其盤塊號作為新棧底。

  以分配的第一個圖為例，201盤塊被分配出去了，如果此刻有個文件被刪除了，其佔用的盤塊是199號，系統需要回收這個盤塊，發現此時空閑盤塊號棧中記錄空閑塊數為99，直接將盤塊號記錄棧頂，將空閑盤塊數加1即可。

  如果此時又有一個文件被刪除了，其佔用的盤塊是190，此時空閑盤塊號數已經達到100了，就需要將現在空閑盤塊棧中信息記入新回收的塊中。

④ U盤可以分成啟動盤和存儲盤兩個不同格式的分區嗎

可以（但有條件）

需要對U盤進行重新量產，而量產時，可對U盤進行分區（盤），第一個，就是引導盤，什麼格式無所謂，剩餘的空間做為第二個區（盤），是普通的，什麼格式也無所謂

也可以這樣量產，第一個區為光碟。第二個為普通盤。注意：光碟為只讀，裡面的東西是不被感染病毒和刪除的。

前面說的這些，要看你的量產工具，並不是所有U盤的量產工具都可以。你先查看一下你U盤的主控晶元，再找你晶元相關的量產工具，如果你的量產工具支持，那就可以，如果不支持，就不可以。

注意：量產有風險，搞不好，你的U盤就壞了。
為什麼說是盤，因為量產過後，你的U盤接入電腦後，會出現兩個U盤。當然其實還是它自己。
聽說有的還有量產成多個盤，但我沒見過。
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另：你可以在WIN下分區
因為U盤也是一個獨立的磁碟。WIN可以給它分區，分區後，雖是一個盤，但在電腦中卻可以看到兩個盤符。當然你也可以給它做不同的分區格式。

這樣分區後，你的引導盤，可能就不可用了。不過，你可以自己修改分區參數達到目的。用diskgen就可以修改分區參數。只是我不懂分區參數這一塊。需要你自己參悟了。

因為在做U盤引導時，工具一般都會把U盤分區成為一個區。而當你手動分成2個區時，可能就破壞了前面做的引導參數，所以才需要你自己修改