二、深入探討雲端運算

(四)服務模式

1.基礎設施層

儲存虛擬化
(3)儲存虛擬化層級
A.檔案系統層級
檔案系統是針對使用者的檔案和資料，提供儲存和管理的方法。
(元數據:用來記錄檔案資訊。)
檔案系統的虛擬化主要是探討檔案與元數據的管理。為了提高存取效能，單一檔案可能會被分割成好幾個小檔案儲存在底層的儲存設備，並受到系統管理。如果有存取請求時，檔案系統可查詢元數據取得檔案相關資訊，進而取的儲存在底層的檔案。有時為了改善效能，也可能會提供平行存取來加快存取速度。

B.區塊設備層級
針對區塊設備進行儲存虛擬化，提供可相容於一般區塊設備的抽象化介面，讓上層如檔案系統能在不同的區塊存取介面下，依然能存取實體儲存設備。
此層級主要技術是如何進行上級檔案與下層資料區塊的轉換對應與有效資源配置。對上要能提供共通存取方式來覆蓋底層設備複雜度，對下要能相容於各種儲存設備可能具有的不同存取介面。為了降低底層區塊儲存設備的異質性，通常採用標準的區塊存取介面:小型機算機系統介面(SCSI)。

(4)儲存虛擬化對象
A.本機端虛擬化技術
通常是以軟體形式實現在主機系統上，主要負責介於裝置驅動程式與作業系統中I/O模組之間的管理，攔截作業系統對於儲存裝置下的I/O請求，並執行相對應的映射與轉換技術來做到儲存虛擬化的功能。

• 優點:
  不論是檔案層級還是區塊層級的實作方式，以本機端為主的儲存虛擬化都不需要額外的硬體來支援虛擬化的實現。
• 缺點:
  通常只能管到一台伺服器中的單個或多個儲存設備。
  以本機端為主開發的軟體相依於作業系統，若要應用在不同的作業系統就要實作不同的版本。

B.網路端虛擬化技術
實現在網路傳輸上的儲存虛擬化技術，在此環境中每個實體儲存設備都將連接一台負責進行虛擬化的網路設備，並提供多重路徑與儲存池的能力。此管理儲存虛擬化的設備通常是以硬體的方式來呈現，負責對應用服務提供虛擬的邏輯磁區操作，而實體儲存設備則是經由儲存設備的控制器來執行實際的I/O操作

• 優點:
  可以在不需修改主機系統的前提下達到虛擬化目的。
  能支援異質性的儲存設備環境
  藉由多重路徑管控技術來優化存取功能
• 缺點:
  為提高網路交換效能，需要特殊的網路傳輸方式，並要實作高速處理資訊更新的機制來降低延遲時間，但會因此大幅增加儲存系統的建置成本何時做複雜度。
  不同廠商的儲存設備操作方式不同，增加設備之間互相操作的複雜性

C.儲存端虛擬化技術
將虛擬化的相關功能實作在儲存設備上，藉由特定裝置的驅動程式來進行儲存設備的存取操作。就檔案層級而言，實現方式是透過儲存設備上的系統軟體來讓主機能藉由網路存取檔案；而從區塊層級來看，實現方式是在儲存設備中藉由小型系統軟體來控管硬體設備的虛擬化相關功能。

• 優點:
  藉由硬體支援的技術能夠加快資料存取效率，降低延遲時間。
  具有虛擬化儲存技術的設備不需要額外軟硬體的支援。
• 缺點:
  但具有虛擬化儲存技術的設備只支援在自己控管的設備間進行虛擬化，不支援其他外接設備。
  不同廠商製造產品也可能擁有不同管理功能，增加整合儲存資源的管理難度。

(5)儲存虛擬化實作
A.頻內(對稱)
虛擬裝置實作在主機和儲存端之間的存取路徑，當主機想進行資料存取時，需要透過此虛擬裝置進行調解才能取得實體儲存設備上的資料換句話說就是主機無法和儲存設備直接連線而取得資料。

• 優點:
  容易實作
• 缺點:
  擴展性極差

B.頻外(非對稱)
主要將虛擬裝置視為僅負責管理元數據的設備，當主機想存取資料前，需先向此虛擬裝置詢問資料的所在位置，再根據得到的資訊向實際儲存設備取得想要存取的資料，也就是主機會將直接對實體儲存設備進行I/O的操作來取得資料。

C.其他實作技術
異質性儲存資源池、異質性鏡射、異質性資料附本等等。

假日來趕一下進度

資料來源

1.《雲端計算》 鍾葉青, 鍾武君(2013)。台灣東華書局股份有限公司