一種基于Windows操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬化在線擴(kuò)展技術(shù)

王大鵬 劉 飛 王 建

1(遼寧師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 遼寧 大連 116081)2(大連醫(yī)科大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心 遼寧 大連 116044)

一種基于Windows操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬化在線擴(kuò)展技術(shù)

王大鵬1劉 飛2*王 建2

1(遼寧師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 遼寧 大連 116081)2(大連醫(yī)科大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心 遼寧 大連 116044)

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)中的存儲(chǔ)系統(tǒng)往往以虛擬化的形式運(yùn)行在開源的Linux平臺(tái)上，隨著存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)不斷成熟并向多元化發(fā)展 ，用戶同樣需要基于Windows平臺(tái)的存儲(chǔ)虛擬化服務(wù)。針對(duì)這些需求，提出一種基于Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)提供存儲(chǔ)虛擬化服務(wù)的軟件，可實(shí)現(xiàn)在Windows操作系統(tǒng)中創(chuàng)建虛擬的本地磁盤供用戶使用，磁盤中的數(shù)據(jù)以條帶化的形式平均分布在底層各個(gè)物理磁盤上。該軟件基于海量存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TH-MSNS，在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)SAN環(huán)境中為用戶提供虛擬磁盤服務(wù)并支持在線容量擴(kuò)展。通過測試后證明，條帶卷在進(jìn)行在線擴(kuò)展時(shí)可以保證前臺(tái)應(yīng)用不中斷，并且能夠快速準(zhǔn)確地完成大規(guī)模的數(shù)據(jù)遷移。當(dāng)用戶需要擴(kuò)充虛擬磁盤的容量時(shí)，使用此項(xiàng)技術(shù)既可保證虛擬磁盤的可靠性又可提高擴(kuò)容之后的讀寫性能。

存儲(chǔ)虛擬化 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng) 在線擴(kuò)展

0 引 言

當(dāng)前信息技術(shù)在各項(xiàng)科研領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要作用，在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)應(yīng)用時(shí)往往考慮使用云計(jì)算技術(shù)，而自身的存儲(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量直接影響著海量數(shù)據(jù)的高效流轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)挖掘的精準(zhǔn)定位等應(yīng)用。面對(duì)科研工作中越發(fā)龐大復(fù)雜的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，在選擇存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)可以考慮使用帶外結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)SAN，利用異構(gòu)的底層設(shè)備與高速網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，將數(shù)據(jù)流與控制流相分離，此舉可以減少管理節(jié)點(diǎn)的帶寬壓力并大幅提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

云數(shù)據(jù)中心作為科研工作當(dāng)中的重要依托，以存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)作為主要的底層存儲(chǔ)環(huán)境。利用SAN的優(yōu)勢，可將原有存儲(chǔ)設(shè)備融合到新的存儲(chǔ)系統(tǒng)中來，通過統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)服務(wù)器集中管理所有物理磁盤，達(dá)到將磁盤資源高度整合并合理高效利用的目的；在需要對(duì)虛擬磁盤進(jìn)行容量擴(kuò)展時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)透明化的磁盤擴(kuò)容，從而保證前端應(yīng)用不受影響就顯得十分重要。在實(shí)際使用過程中，Linux系統(tǒng)的局限性已逐漸體現(xiàn)出來，而Windows系統(tǒng)仍然是當(dāng)今應(yīng)用最為廣泛的操作系統(tǒng)，正是基于這個(gè)需求，本文提出了基于SAN環(huán)境，可應(yīng)用于Windows操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬化軟件VA(Virtualization Agent)。該軟件作為存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)TH-MSNS[1]的一部分，能夠在Windows系統(tǒng)中形成一個(gè)虛擬的盤符，數(shù)據(jù)以條帶的方式分布在底層物理磁盤。利用帶外結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢[1]，通過高速網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)從應(yīng)用層到底層的傳輸。在虛擬磁盤由于空間所限需要容量擴(kuò)展時(shí)，利用條帶卷在線擴(kuò)展技術(shù)，可以實(shí)時(shí)地完成大規(guī)模數(shù)據(jù)遷移，并同時(shí)擴(kuò)展虛擬磁盤的容量和性能。擴(kuò)展的同時(shí)還能保證業(yè)務(wù)不中斷并保證數(shù)據(jù)的完整性。

1 相關(guān)工作

當(dāng)前，Windows操作系統(tǒng)仍然是市場主流，在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)應(yīng)用越發(fā)廣泛應(yīng)用的背景下，眾多的科研工作者在處理數(shù)量與日俱增且體積越發(fā)龐大的海量數(shù)據(jù)時(shí)同樣需要使用海量存儲(chǔ)系統(tǒng)，但之前的此類應(yīng)用大多基于Linux系統(tǒng)，因此迫切需要在Windows平臺(tái)上找到使用存儲(chǔ)系統(tǒng)的辦法。近年來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，成本的不斷降低，大家對(duì)存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的認(rèn)知度也越來越高，對(duì)存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)的諸多特性，特別是實(shí)用性、可靠性、節(jié)能等方面的需求也越來越多。

目前市面上，IBM、EMC、HP等主流廠商的存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品，經(jīng)過長期的研發(fā)和實(shí)踐，確實(shí)積累出各自獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，但也存在一些例如兼容性差，操作繁瑣等缺陷，在實(shí)際使用過程尤為明顯。硬件方面過于依賴單一廠商、單獨(dú)品牌的磁盤設(shè)備，各自廠商的虛擬化產(chǎn)品各行其道，必須使用專用的存儲(chǔ)虛擬化軟件與專門的磁盤驅(qū)動(dòng)程序相配合才能正常工作。單一型號(hào)的存儲(chǔ)控制器只能配套安裝指定型號(hào)的磁盤陣列，若要進(jìn)行升級(jí)必須控制器和陣列同時(shí)更新，利舊困難，容易造成硬件資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。長此以往不利于用戶對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的后續(xù)升級(jí)，從長遠(yuǎn)考慮，對(duì)用戶整個(gè)存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展都極為不利。

本文提出的基于Windows平臺(tái)的存儲(chǔ)虛擬化軟件VA可以有效地避免上述情況的發(fā)生。因?yàn)樵谑褂眠^程中，TH-MSNS具備良好的兼容性和擴(kuò)展性，能夠兼容和整合原有設(shè)備上的物理磁盤和HBA卡，提高虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)升級(jí)后整體的可用性。虛擬磁盤服務(wù)和相關(guān)的基本功能都在Windows操作系統(tǒng)的內(nèi)核態(tài)實(shí)現(xiàn)，因此不存在硬件兼容性差導(dǎo)致資源不可用的問題。當(dāng)用戶需要對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，無論Windows中的本地磁盤還是存儲(chǔ)系統(tǒng)本身，都不必考慮現(xiàn)有環(huán)境中的磁盤屬性，直接將新購入的磁盤陣列并入到當(dāng)前系統(tǒng)中，并在軟件中實(shí)現(xiàn)盤符的擴(kuò)容。這樣用戶在購買新的存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)就有了更多的選擇，不必受單一品牌限制，減少了額外的購置成本。

2 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

VA主要由三大部分組成，如圖1所示：用戶態(tài)的通信模塊(AUI)、內(nèi)核態(tài)的驅(qū)動(dòng)模塊(MAGICDISK)以及與元數(shù)據(jù)服務(wù)器的通信模塊。AUI作為用戶使用虛擬磁盤的入口，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的啟動(dòng)與關(guān)閉，連接應(yīng)用層與底層設(shè)備的通信；MAGICDISK模塊作為虛擬磁盤的驅(qū)動(dòng)程序，工作在Windows系統(tǒng)內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)棧中間層，虛擬磁盤的創(chuàng)建與部署、 I/O訪問從邏輯卷到物理磁盤的地址映射，以及實(shí)現(xiàn)虛擬磁盤的各種額外功能都由MAGICDISK模塊負(fù)責(zé)完成。通信模塊負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)來自元數(shù)據(jù)服務(wù)器MDS(Meta Data Server)的各項(xiàng)功能指令，并將執(zhí)行結(jié)果實(shí)時(shí)反饋[2]。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

作為虛擬磁盤的核心部分，MAGICDISK模塊與Windows內(nèi)核態(tài)當(dāng)中的掛載管理器(Mount Manager)、I/O管理器以及I/O系統(tǒng)服務(wù)相配合。當(dāng)元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出指令后，可在Windows系統(tǒng)中建立一塊虛擬磁盤并將其掛載到指定的盤符上，整個(gè)過程對(duì)用戶完全透明，用戶無需考慮該盤符所在的磁盤設(shè)備的具體屬性，所有與底層磁盤有關(guān)的操作全部在驅(qū)動(dòng)程序中完成。AUI是基于C++開發(fā)的圖形界面軟件，負(fù)責(zé)在SAN環(huán)境下從元數(shù)據(jù)服務(wù)器接收存儲(chǔ)虛擬化指令并向下轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)核態(tài)，包括虛擬磁盤到物理磁盤的地址映射表以及其他相關(guān)的配置信息等。將接收到的所有指令通過IOCTL機(jī)制轉(zhuǎn)發(fā)到MAGICDISK模塊，并將底層設(shè)備的執(zhí)行結(jié)果實(shí)時(shí)向上反饋，通過用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)同時(shí)確認(rèn)的有效機(jī)制確保數(shù)據(jù)和服務(wù)的完整性。此外還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)前虛擬磁盤的性能指標(biāo)。

2.2 通信機(jī)制簡介

用戶在虛擬盤符上的每一步操作都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的I/O請(qǐng)求，在Windows系統(tǒng)中，這些I/O請(qǐng)求都是以IRP(I/O Request Packet)的形式存在的，實(shí)際上任何Windows系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序的編寫都是圍繞著IRP進(jìn)行的。虛擬磁盤上運(yùn)行的應(yīng)用程序都來自用戶態(tài)，在發(fā)出I/O請(qǐng)求后再由Windows內(nèi)核態(tài)打包成IRP的形式交給驅(qū)動(dòng)程序處理。在MAGICDISK模塊中，要將新生成IRP進(jìn)行從邏輯到物理的地址映射，并將處理結(jié)果發(fā)回給MDS。在IRP結(jié)構(gòu)中設(shè)有專門的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，用來存放指令交互過程中的邏輯地址映射信息，將本次請(qǐng)求的地址信息歸納成一份完整的地址映射表。這樣下次訪問同樣的地址空間時(shí)就可以直接從緩存中讀取相應(yīng)的地址[3]。在此過程中，由用戶態(tài)的AUI模塊新建一個(gè)專用線程負(fù)責(zé)指令的交互。虛擬磁盤中I/O的通信流程如圖2所示。

圖2 通信機(jī)制

當(dāng)用戶態(tài)發(fā)出I/O請(qǐng)求后，首先由AUI模塊負(fù)責(zé)接收，同時(shí)把請(qǐng)求的邏輯地址和相關(guān)配置信息寫入IRP緩存區(qū)，為保證數(shù)據(jù)正確性，此時(shí)會(huì)將這段邏輯地址置為等待狀態(tài)，類似于暫時(shí)凍結(jié)這段邏輯地址的所有屬性，鑒于現(xiàn)在CPU的運(yùn)算速度極快，這段時(shí)間可以忽略不計(jì)。然后MAGICDISK模塊從IRP緩存區(qū)中讀取請(qǐng)求的邏輯地址和映射表，完成邏輯地址到物理地址的映射關(guān)系。無論是數(shù)據(jù)更改還是映射表更改，都會(huì)先由AUI從MDS接收當(dāng)前的映射表，再更新IRP的緩存區(qū)，通過IOCTL機(jī)制向下發(fā)送給MAGICDISK模塊。讀取映射表后，還需要經(jīng)過校驗(yàn)，確保本次映射操作的準(zhǔn)確性，驗(yàn)證無誤后方可完成本次映射，再使用IOCTL將正確的結(jié)果發(fā)回MDS。

2.3 工作原理分析

傳統(tǒng)的邏輯卷普遍采用串行I/O的方式，線性劃分存儲(chǔ)空間，在容量和性能上都存在局限性。條帶化的邏輯卷采用并行I/O，如圖3所示，分段劃分磁盤空間，類似RAID 0。條帶化是指在存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)中，將一塊虛擬磁盤中所有數(shù)據(jù)所在的邏輯地址段分塊，以條帶的方式，按一定順序劃分到若干個(gè)物理磁盤上，實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)刻，從多個(gè)物理磁盤上并發(fā)讀寫數(shù)據(jù)。采用這種方法能夠明顯提高磁頭的尋道效率和I/O的吞吐率[4]。較之傳統(tǒng)邏輯卷的串行I/O，在大規(guī)模的數(shù)據(jù)運(yùn)算過程中，條帶卷的并行I/O能夠大幅地提高讀寫性能。

圖3 條帶卷與傳統(tǒng)的邏輯卷結(jié)構(gòu)對(duì)比

對(duì)于每一次地址映射，每當(dāng)用戶態(tài)的I/O請(qǐng)求傳遞到驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，首先將IRP以條帶化的形式進(jìn)行拆分[5]。在請(qǐng)求的首尾邏輯地址范圍內(nèi)，以條帶數(shù)為單位，先將主IRP拆分成幾個(gè)子IRP，這些子IRP由鏈表READ_SPLIT_LIST統(tǒng)一維護(hù)。在該結(jié)構(gòu)中，等待列表(pendinglist)負(fù)責(zé)訪問控制，將待處理的IRP掛起；環(huán)鎖開關(guān)(spinlock)負(fù)責(zé)維護(hù)數(shù)據(jù)一致性；完成列表(completelist)負(fù)責(zé)保存子IRP的計(jì)算結(jié)果。MAGICDISK從子IRP中獲取拆分后的邏輯起始地址和映射長度。在映射表中，用Area域表示底層物理磁盤信息，子IRP分別負(fù)責(zé)在各自的Area域完成邏輯地址向磁盤扇區(qū)的地址映射操作[6]。子IRP每完成一個(gè)映射，完成列表completlist就遞增，相應(yīng)的等待列表pendinglist就遞減。最后，所有子IRP都完成映射后，釋放READ_SPLIT_LIST鏈表，同時(shí)將計(jì)算結(jié)果返回父IRP，至此完成本次I/O請(qǐng)求。條帶卷的并行I/O處理流程如圖4所示。

圖4 條帶卷的并行I/O處理流程

2.4 在線擴(kuò)展技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)

存儲(chǔ)虛擬化本身具備靈活的空間擴(kuò)展功能，結(jié)合Windows系統(tǒng)的磁盤工具可以很方便地對(duì)盤符進(jìn)行擴(kuò)展。當(dāng)需要擴(kuò)充條帶卷的容量時(shí)，需要將部分?jǐn)?shù)據(jù)從原有的條帶遷移到新的條帶中去，在此過程中，由VA與MDS進(jìn)行數(shù)據(jù)交互來保證服務(wù)不中斷。通過“寫時(shí)請(qǐng)求”的方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移和I/O訪問同時(shí)完成[7]。條帶數(shù)增加后，虛擬磁盤在容量上得到了擴(kuò)展，I/O帶寬的增加提高了磁盤的性能，條帶上數(shù)據(jù)的重新分布也隨即完成[8]。

條帶卷在線擴(kuò)展技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)過程如圖5所示。在數(shù)據(jù)遷移的過程中用模式切換的方法來保證數(shù)據(jù)的一致性。在擴(kuò)展指令發(fā)出以前，即平常狀態(tài)下，MAGICDISK模塊保存一份原始的虛擬磁盤總體映射表，用戶態(tài)的I/O訪問都通過該表完成地址映射，這里稱為CACHE模式。

圖5 在線擴(kuò)展技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)過程

當(dāng)條帶卷需要在線擴(kuò)展操作時(shí)，首先由MDS發(fā)出擴(kuò)展指令，由于涉及到數(shù)據(jù)的重新分布，當(dāng)新的I/O到來時(shí)，MAGICDISK中原有的映射表信息已不再準(zhǔn)確。此時(shí)，再次到達(dá)虛擬磁盤的IRP就需要?dú)w入特殊的隊(duì)列統(tǒng)一處理。采用“寫時(shí)請(qǐng)求”的方法，即對(duì)于每一個(gè)實(shí)時(shí)到達(dá)的I/O訪問，先從IRP中獲取邏輯起始地址，并封裝為請(qǐng)求映射信息包REQUEST，在AUI模塊中將請(qǐng)求包發(fā)送給MDS，MDS接收到請(qǐng)求包后，先查找當(dāng)前與之對(duì)應(yīng)的最新的映射表信息，并將其封裝為返回包RESPONSE，通過AUI發(fā)送回VA。隨后，MAGICIDISK模塊根據(jù)當(dāng)前獲得的最新映射表信息完成本次映射操作，這種方式稱為NOCACHE模式。與CACHE模式相比，NOCACHE模式時(shí)每一次I/O訪問都需要與MDS進(jìn)行通信。

存儲(chǔ)虛擬化的各項(xiàng)功能特性對(duì)用戶都是完全透明的，在擴(kuò)展時(shí)，數(shù)據(jù)遷移的過程對(duì)用戶必須是無感知的，因此映射表的準(zhǔn)確性和可用性就尤為關(guān)鍵。在NOCACHE模式下，為了保證每次映射都準(zhǔn)確無誤，即使當(dāng)前I/O訪問請(qǐng)求的邏輯地址與上一次完全相同，也必須重新向MDS端發(fā)送請(qǐng)求，這樣才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在此過程中，頻繁通信不可避免地會(huì)造成一定的性能損失。當(dāng)數(shù)據(jù)遷移完成后，MDS端完成了磁盤元數(shù)據(jù)信息的重新分布，這時(shí)再為擴(kuò)展后的條帶卷保存一份新的總體映射表，再重新切換回CACHE模式，至此所有I/O訪問就根據(jù)這份最新的映射表完成后續(xù)的地址映射。

3 性能指標(biāo)評(píng)價(jià)

測試系統(tǒng)采用Windows Server 2008 R2，先為用戶創(chuàng)建一個(gè)由2個(gè)條帶組成，容量為200 GB的條帶卷，即每個(gè)條帶100 GB。在操作系統(tǒng)中生成一個(gè)新的盤符并格式化為NTFS文件系統(tǒng)。在該盤符中寫入若干文件，或者安裝并實(shí)時(shí)運(yùn)行一個(gè)程序，并提取MD5校驗(yàn)碼。在正常使用時(shí)，進(jìn)行磁盤容量的擴(kuò)展，由MDS發(fā)出指令在原來基礎(chǔ)上再為其擴(kuò)展2個(gè)條帶，使總?cè)萘繑U(kuò)充到400 GB，磁盤運(yùn)行一段時(shí)間后，再增加4個(gè)條帶，并在磁盤管理器中做相應(yīng)容量調(diào)整，使總?cè)萘繑U(kuò)充到800 GB。為驗(yàn)證效果，使用測試工具IOMETER進(jìn)行擴(kuò)展期間的性能測試，測試數(shù)據(jù)塊的閾值為64 KB～16 MB。分別測試在該條帶卷上順序讀和順序?qū)懙男阅?，指?biāo)包括I/O讀寫帶寬(柱形圖)和I/O平均響應(yīng)時(shí)間(線形圖)。根據(jù)測試結(jié)果，對(duì)比條帶卷在進(jìn)行在線擴(kuò)展前后的性能差異，為了保證磁盤的可用性，最后還需要通過MD5對(duì)照文件是否正確。

測試結(jié)果如圖6和圖7所示，可以看出，條帶卷在經(jīng)過擴(kuò)展之后，I/O的讀寫性能顯著提高，I/O平均響應(yīng)時(shí)間明顯變小，并且，條帶擴(kuò)展得越多性能提升越明顯，并且文件校驗(yàn)無誤。實(shí)驗(yàn)證明，條帶化的虛擬磁盤經(jīng)過在線擴(kuò)展的過程后，首先能夠保證已有文件的正確性，并且程序能夠正常運(yùn)行；其次，條帶卷不僅能夠在容量上得到在線的擴(kuò)充，而且在性能上還得到了顯著提高。

圖6 條帶卷在線擴(kuò)展時(shí)順序?qū)懙男阅軠y試結(jié)果

圖7 條帶卷在線擴(kuò)展時(shí)順序讀的性能測試結(jié)果

4 結(jié) 語

面對(duì)科研工作中對(duì)存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)在多樣化平臺(tái)運(yùn)行的需求，給出了一種能夠應(yīng)用在Windows操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)虛擬化軟件VA。該軟件基于存儲(chǔ)虛擬化系統(tǒng)TH-MSNS，通過在Windows操作系統(tǒng)的內(nèi)核態(tài)開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序，可實(shí)現(xiàn)虛擬磁盤的基本服務(wù)和許多功能特性。經(jīng)過測試證明，該軟件可在Windows平臺(tái)下提供穩(wěn)定可靠的虛擬存儲(chǔ)服務(wù)。使用條帶化的虛擬磁盤，將數(shù)據(jù)平均分布在底層物理設(shè)備上，運(yùn)用在線擴(kuò)展技術(shù)可以保證虛擬磁盤中的正常業(yè)務(wù)不中斷，并實(shí)現(xiàn)虛擬磁盤從容量到性能的雙重?cái)U(kuò)展。

[1] 舒繼武，薛巍，李必剛，等. 一種高可擴(kuò)展存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)TH-MSNS的研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2005, 28(3)：326-333.

[2]ZhangGuangyan,ShuJi-wu,XueWei,etal.DesignandImplementationofanOut-of-bandvirtualizationsystemforlargeSANs[J].IEEETransonComputers, 2007, 56(12): 1654-1665.

[3] 陜光，凌玲，胡于進(jìn). 內(nèi)存映射文件在提取有限元模態(tài)結(jié)果中的應(yīng)用[J]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012, 32(5)：1429-1431,1435.

[4] 孫志卓，張全新，李元章，等. 連續(xù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中面向RAID5的寫操作優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2013, 50(8)：1604-1612.

[5] 雷立群.WDM在全軟件數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]. 機(jī)床與液壓，2014 (22)：158-160.

[6] 張美玲，張剛.Java調(diào)用DLL實(shí)現(xiàn)讀寫磁盤扇區(qū)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2013, 34(4)：1451-1461.

[7] 宋麗娜，戴華東，任怡. 基于海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)多級(jí)存儲(chǔ)介質(zhì)的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)區(qū)分方法[J]. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2012, 49(z1)：6-11.

[8] 黃冬梅，杜艷玲，賀琪. 混合云存儲(chǔ)中海洋大數(shù)據(jù)遷移算法的研究[J]. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2014, 51(1)：200-205.

AN ONLINE EXPANSION TECHNOLOGY OF STORAGE VIRTUALIZATION BASED ON WINDOWS OPERATING SYSTEM

Wang Dapeng1Liu Fei2*Wang Jian2

1(CollegeofComputerandInformationTechnology,LiaoningNormalUniversity,Dalian116081,Liaoning,China)2(ModernEducationalTechnologyCenter,DalianMedicalUniversity,Dalian116044,Liaoning,China)

Cloud computing, large data and other traditional applications in the storage system is often the form of virtualization to run on the open source Linux platform, as storage virtualization technology continues to mature and diversify, users also need Windows-based storage virtualization services. Aiming at these requirements, this paper presents a software based on Windows operating system platform to provide storage virtualized service, which can be used to create virtual local disk in Windows operating system. The data in the disk is evenly distributed across the underlying physical disks in striped form. The software is based on the mass storage network system TH-MSNS, in the storage area network SAN environment to provide users with virtual disk services and support online capacity expansion After testing, it proves that the striped volume can guarantee uninterrupted foreground application and carry out large-scale data migration quickly and accurately. When users need to expand the capacity of the virtual disk, the use of this technology can guarantee the reliability of the virtual disk can also improve the read and write performance after expansion.

Storage virtualization Storage area network Online-extension

2016-04-21。2015年度遼寧省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題(JG15DB104)。王大鵬，講師，主研領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。劉飛，助理工程師。王建，高級(jí)工程師。

TP333

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.05.004