KVM系统中的存储虚拟化研究与实现

• 作 者: 陈闵强
• 机 构: 武汉工程大学
• 出 处: 武汉工程大学
• 发表日期: 2010年期

随着数据中心的扩展，数据中心对空间及存储设备的需求日益增大，这就带来了一系列的成本及维护问题。KVM终端切换系统提供了一种重要的集中管理解决方案，它能够提高管理效率，增加安全性能，降低运营成本。虚拟磁盘技术是存储虚拟化技术的一种，它通过对软件技术实现对存储媒体的虚拟构造，为用户提供高效透明的存取方式。　　
在KVM系统中引入虚拟磁盘技术，实现基于KVM平台的远程虚拟磁盘功能，能够提高数据中心机房的管理效率，满足IDC机房对管理系统的实用性、灵活性和扩展性的要求。但目前KVM的虚拟媒体功能局限于CD-ROM，DVD-ROM，物理硬盘，USB接口的存储设备，不支持其他存储介质如文件夹等。　　
远程虚拟磁盘技术是在相关理论和技术基础上，以KVM系统为平台设计并实现远程虚拟媒体功能。通过深入研究FAT32文件系统，提出并建立了目录索引机制，设计并实现层层递归算法、扇区数据读取算法等，最终实现在内存中创建并管理FAT32分区；深入理解Windows NT文件系统，找到存储虚拟化的切入点。通过研究虚拟磁盘技术的体系结构，比较两种不同的远程虚拟磁盘设计方案，设计出文件远程虚拟磁盘的整体结构。通过研究缓存相关工作原理，对磁盘高速缓冲技术进行分析，设计了虚拟磁盘高速缓冲的相关结构算法，实现了系统的高速缓冲管理；同时定义了相关网络通信协议，实现了与KVM服务器的远程通信。　　
文件远程虚拟磁盘系统分为初始化模块、文件分析模块、虚拟分区模块、磁盘高速缓冲模块和网络通信共五个模块进行设计并实现，最终在KVM平台上实现了远程虚拟磁盘的基本功能。经过测试和分析表明，系统达到了预计要求。