كتب implementation methods

• القائم على المضيف
• تعتمد على جهاز التخزين
• قائم على الشبكة

القائم على المضيف

يتطلب التشغيل الافتراضي القائم على المضيف برامج إضافية يتم تشغيلها على المضيف. ولكن في بعض الحالات ، يتم تضمين إدارة وحدة التخزين في نظام التشغيل ، وفي حالات أخرى يتم تقديمها كمنتج منفصل.و تتم معالجة الأحجام (LUN) المقدمة إلى النظام المضيف ،وذلك بواسطة برنامج تشغيل جهاز فعلي تقليدي. ومع ذلك ، فتوجد هناك طبقة في برنامج (مدير وحدة التخزين)، و مكانها أعلى برنامج تشغيل جهاز القرص ،لكي تعترض طلبات الإدخال / الإخراج ، ويوفر ذلك البحث عن بيانات التعريف وتعيين الإدخال / الإخراج.

و تحتوي معظم أنظمة التشغيل الحديثة على شكل من أشكال إدارة وحدة التخزين المنطقية المدمجة (في لينكس و تسمى مدير وحدة التخزين المنطقي أو LVM ؛و كذلك في سولاريس و فري بي إس دي، وأيضا في طبقة zpool الخاصة بـ ZFS ؛و في ويندوز و تسمى مدير القرص المنطقي أو LDM) ، والتي تؤدي مهام المحاكاة الافتراضية.

ملاحظة : تم استخدام مديري وحدات التخزين المستندة إلى المضيف ، وكان ذلك قبل وقت طويل من صياغة مصطلح التخزين الظاهري .

الايجابيات

• سهلة التصميم والتشفير
• يدعم أي نوع تخزين
• يحسن استخدام وحدات التخزين من دون قيود تزويد دقيقة .

ويستخدم ذلك لتخزين البيانات في الوصول إليها تقريبا.

السلبيات

• يتم تحسين استخدام التخزين فقط على أساس كل مضيف
• يمكن إجراء النسخ المتماثل، وترحيل البيانات محليًا فقط إلى هذا المضيف
• البرنامج فريد لكل نظام تشغيل
• لا توجد طريقة سهلة للاحتفاظ بمثيلات المضيف متزامنة مع مثيلات أخرى
• من المستحيل استعادة البيانات التقليدية بعد تعطل محرك أقراص الخادم

أمثلة محددة

• التقنيات:
  • إدارة الحجم المنطقي
  • أنظمة الملفات ،و على سبيل المثال ( الروابط الثابتة ، SMB / NFS )
  • التركيب التلقائي ،و على سبيل المثال ، ( autofs )

تعتمد على جهاز التخزين

مثل المحاكاة الافتراضية القائمة على المضيف ، فتوجد هناك عدة فئات لعدة لسنوات وتم تصنيفها مؤخرًا على أنها افتراضية. و لكنها لا توفر أجهزة تخزين البيانات البسيطة ،و على سبيل المثال ، محركات الأقراص الثابتة المفردة ، أي ظاهرية. ولكن حتى أبسط صفائف الأقراص توفر تجريدًا منطقيًا إلى التجريد المادي ، حيث تستخدم مخططات ريد للانضمام إلى أقراص متعددة في صفيف واحد (وربما تقسم الصفائف لاحقًا إلى وحدات تخزين أصغر).

و غالبًا ما تحتوي صفائف الأقراص المتقدمة على الاستنساخ ، وكذلك اللقطات ، و أيضا النسخ المتماثل عن بُعد. ولكن بشكل عام ، لا توفر هذه الأجهزة على فوائد ترحيل البيانات ، أو النسخ المتماثل ، ويكون ذلك عبر مساحة تخزين غير متجانسة ، حيث يميل كل مورد إلى استخدام بروتوكولات ملكية خاصة به.

و تسمح سلالة جديدة من وحدات التحكم في صفيف القرص ، بالتثبيت النهائي لأجهزة التخزين الأخرى.وذلك لأغراض هذه المقالة ،وكما اننا سنناقش فقط النمط الأحدث ، وهو الذي يعمل بالفعل على محاكاة أجهزة تخزين أخرى.

مفهوم

يوفر جهاز تحكم التخزين الأساسي على الخدمات ، و كما أنة يسمح بالتثبيت المباشر لوحدات تحكم التخزين الأخرى.و اعتمادًا على التنفيذ ، قد هناك يكون من نفس البائعين أو مختلفين.

و ستوفر وحدة التحكم الأساسية ، على خدمات التجميع ، و كذلك إدارة البيانات الوصفية. و قد توفر أيضًا خدمات النسخ المتماثل ، و أيضا الترحيل عبر وحدات التحكم هذه.

الايجابيات

• لا توجد متطلبات إضافية للأجهزة أو البنية التحتية.
• يوفر معظم مزايا التخزين الظاهري.
• لا يضيف الكمون إلى الإدخال /الإخراجات الفردية.

سلبيات

• تحسين استخدام التخزين فقط عبر وحدات التحكم المتصلة.
• يمكن إجراء النسخ المتماثل وترحيل البيانات فقط ، وذلك عبر وحدات التحكم المتصلة، ونفس جهاز البائعين لدعم المسافة الطويلة.
• يقتصر مرفق وحدة تحكم المصب إلى مصفوفة دعم البائعين.
• وقت الاستجابة للإدخال / الإخراج ، لا تتطلب نتائج ذاكرة التخزين المؤقت وحدة .تحكم التخزين الأساسية لإصدار طلب إدخال / إخراج ثانوي في اتجاه التيار.
• زيادة في موارد البنية التحتية للتخزين ،وكما تتطلب وحدة تحكم التخزين الأساسية نفس النطاق الترددي ، مثل وحدات تحكم التخزين الثانوية للحفاظ على نفس الإنتاجية.

قائم على الشبكة

يعمل التخزين الظاهري للتخزين على جهاز قائم على الشبكة (و عادةً خادم قياسي أو مفتاح ذكي) وباستخدام شبكات قنوات iSCSI أو القناة الليفية للاتصال ب شبكة التخزين . و هذه الأنواع من الأجهزة هي أكثر أشكال المحاكاة الافتراضية المتاحة والمنفذة شيوعًا.

و يوضع جهاز المحاكاة الافتراضية في شبكة منطقة التخزين (شبكة التخزين) و ذلك يوفر طبقة التجريد بين المضيفين ، الذين يقومون بإدخال / إخراج ووحدات التحكم في التخزين ، وهي التي توفر سعة التخزين.

الايجابيات

• محاكاة افتراضية غير متجانسة حقيقية.
• التخزين المؤقت للبيانات (فائدة الأداء) ،و ممكن عندما تكون في النطاق
• واجهة إدارة واحدة لجميع وحدات التخزين الافتراضية.
• خدمات النسخ المتماثل عبر الأجهزة غير المتجانسة.

سلبيات

• مصفوفات التشغيل البيني المعقدة  – محدودة بدعم البائعين.
• من الصعب تنفيذ تحديثات البيانات الوصفية السريعة في الأجهزة القائمة على التبديل.
• يتطلب خارج النطاق برنامجًا معينًا يعتمد على المضيف.
• قد يضيف النطاق الترددي وقت استجابة إلى اللإدخال/ الإخراج.
• داخل النطاق ، يكون أكثر تعقيدًا في التصميم والتعليمات البرمجية.

مقابل الأجهزة مقابل التبديل

هناك نوعان من التطبيقات المتاحة بشكل شائع للافتراضية ،و للتخزين القائم على الشبكة ، و القائم على الأجهزة والمرتكز على التبديل .و يمكن لكلا الطرازين توفير نفس الخدمات ، و كذلك إدارة القرص، وأيضا البحث عن البيانات الوصفية، وترحيل البيانات ،والنسخ المتماثل.و يتطلب كلا الطرازين أيضًا بعض أجهزة المعالجة ، وذلك لتقديم هذه الخدمات.

و تعد الأجهزة المستندة على الأجهزة ، على أنها أجهزة مخصصة توفر شبكة التخزين ، وذلك بشكل أو بآخر. و يمكن وضع هذه بين المضيفين والتخزين ، وفي حالة الأجهزة داخل النطاق (المتماثل) ، يمكن بعدها أن تتوفر جميع المزايا ، و كذلك الخدمات التي تمت مناقشتها في هذه المقالة.وكما تستهدف طلبات الإدخال / الإخراج الجهاز نفسه ، وهو الذي ينفذ تعيين بيانات التعريف ، ويحدث ذلك قبل إعادة توجيه الإدخال / الإخراج ، وذلك عن طريق إرسال طلب الإدخال / الإخراج الخاص به إلى وحدة التخزين الأساسية.و يمكن أن يوفر الجهاز داخل النطاق أيضًا التخزين المؤقت للبيانات ، و كما توفر معظم عمليات التنفيذ شكلاً من أشكال تجميع الأجهزة الفردية ، وذلك للحفاظ على عرض ذري للبيانات الوصفية ، و أيضا بالإضافة إلى بيانات ذاكرة التخزين المؤقت.

و توجد الأجهزة القائمة على التبديل ، كما يوحي الاسم ، في أجهزة التبديل الفعلية المستخدمة لتوصيل أجهزة شبكة التخزين . و تقع هذه أيضًا بين المضيفين ،والتخزين ،ولكن قد تستخدم تقنيات مختلفة ، وذلك لتوفير تعيين بيانات التعريف ،و على سبيل المثال تكسير الحزم للتجسس على طلبات الإدخال / الإخراج الواردة ، وتنفيذ إعادة توجيه الإدخال / الإخراج. وكما أنة من الصعب التأكد من أن التحديثات الذرية للبيانات الوصفية في بيئة مبدلة ، والخدمات التي تتطلب تحديثات سريعة للبيانات ، والبيانات الوصفية قد تكون محدودة في التطبيقات المحولة.

داخل النطاق مقابل خارج النطاق

يعد في النطاق ، والمعروف أيضًا باسم الأجهزة الافتراضية المتناظرة ، والتي تجلس في الواقع في مسار البيانات بين المضيف والتخزين.و تمر جميع طلبات الإدخال/ الإخراج وبياناتها عبر الجهاز.و يقوم المضيفون بإجراء الإدخال / الإخراج لجهاز الظاهرية ولا يتفاعلون أبدًا مع جهاز التخزين الفعلي.و بعدها يقوم الجهاز الظاهري بدورة الإدخال/الإخراج إلى جهاز التخزين.و يتم تنفيذ التخزين المؤقت للبيانات، والإحصاءات حول استخدام البيانات ، وخدمات التكرار، وترحيل البيانات، وكذلك التزويد الرقيق بسهولة في جهاز داخل النطاق.

و تسمى الأجهزة الافتراضية خارج النطاق ، أو المعروفة أيضًا باسم الأجهزة غير المتماثلة بأسم خوادم البيانات الوصفية . و تؤدي هذه الأجهزة وظائف تعيين البيانات الوصفية فقط. و لكن هذا يتطلب برنامجًا إضافيًا في المضيف الذي يعرف أن يطلب أولاً موقع البيانات الفعلية. و لذلك ، يتم بعدها اعتراض طلب إدخال / إخراج من المضيف قبل مغادرته المضيف ، ويُطلب البحث عن البيانات الوصفية من خادم بيانات التعريف (و قد يكون ذلك من خلال واجهة أخرى بخلاف منطقة شبكة التخزين ) ، و وهي التي تُرجع الموقع الفعلي لـ البيانات إلى المضيف. ومن ثم يتم استرداد المعلومات من خلال طلب إدخال / إخراج فعلي إلى التخزين. و يعد التخزين المؤقت غير ممكن ، وهذا لأن البيانات لا تمر أبدًا عبر الجهاز.