存储和虚拟
虚拟存储产品作为一个独立的产品类别被提出已经有3年多的时间，虽然至今虚拟存储技术已经发展成为一个包罗万象的技术门类，但其最初产生时主要是针对存储管理的需求而发展的。简单的说，当初的虚拟存储技术应该归属存储管理范畴，是存储管理的一个子集。
随着技术的发展进步，存储系统已经成为IT系统中一个完全独立的层次，就像网络、应用和服务器一样，存储系统在IT系统的地位也越来越重要。然而，就像网络和应用系统一样，存储系统也面临着越来越复杂的管理问题。原有设备和新增设备往往属于不同产品系列，甚至来自若干不同的厂商。在用户面前，是一幅纷繁复杂、支离破碎的系统结构图。尽管如此，系统维护人员还是需要尽力分析每个设备的使用情况，包括每个设备的性能瓶颈以及空间使用率等等。这种复杂繁琐的管理机制不仅不利于存储系统的工作效率，更是企业IT系统稳定性的一大隐患。
虚拟存储就是在这种情况下产生的。虚拟存储技术将底层存储设备进行抽象化统一管理，向服务器层屏蔽存储设备硬件的特殊性，而只保留其统一的逻辑特性，从而实现了存储系统集中、统一而又方便的管理。对比一个计算机系统来说，整个存储系统中的虚拟存储部分就像计算机系统中的操作系统，对下层管理着各种特殊而具体的设备，而对上层则提供相对统一的运行环境和资源使用方式。
举个具体点的例子，在传统的磁盘阵列中，不同容量的磁盘是无法混和使用的，而用户的实际情况往往是前面买了18GB的磁盘，等到扩容的时候，只有73GB的磁盘可选了。面对这种尴尬，很多用户只好选择重新调整部属自己的应用，甚至干脆放弃先前的设备。而虚拟存储技术则可以把不同时期购买的不同容量的磁盘，甚至是不同设备上的磁盘，统一起来使用，而服务器就像使用一个设备一样的使用它们。这样，服务器就不需要再关心，哪个文件放在哪个磁盘阵列上这种问题了。管理问题在服务器上被大大的简化了！
虚拟存储的另外一层含义是设备使用方式的转化，这应该更接近“虚拟”这个词的本意。所谓“虚拟”就是假的，模拟的，而不是真实的。在网络游戏的虚拟世界中，人物身份是虚拟的，战斗武器是虚拟的，武功魔法是虚拟的，连交友联姻都是虚拟的！简直是虚得一塌糊涂。好在虚拟存储倒还没有那么虚，只是在设备的使用形式上做了些手脚而已：明明是磁带，却被当作磁盘使用；明明是磁盘，却被当作磁带；明明是TCP/IP的网络连接，却虚拟成了SCSI连接……如此种种的虚拟技术，其目的除了方便上层服务器简单统一的使用之外，还在于扩展现有设备和技术的应用范围和领域。
例如磁带设备，在传统的系统中，只能被当作顺序读写设备使用，这就注定磁带上无法形成类似磁盘的文件系统，也就无法摆脱其离线存储的宿命。而今经过虚拟存储技术这么一虚拟，磁带摇身一变成了可随机读写的块设备，也就堂而皇之的加入了在线存储的队伍。
实际上，早在虚拟存储这一概念还没有产生之前，一些虚拟技术就已经普遍应用了，甚至可以追溯到遥远的MS-DOS年代。接触过MS-DOS这一古老物种的人一定还记得，当时磁盘的访问速度非常低，而且磁盘的频繁读写会造成硬件的损伤（磁头阻尼悬浮技术当时还没有产生），于是MS-DOS系统提供了一种RAM-DISK技术，即将一部分内存模拟成磁盘，用户可以对这个本不存在的磁盘进行格式化和拷贝等操作，由于实际上是内存对内存的操作，RAM-DISK的访问速度明显比真实磁盘高很多，而且不会造成磁头的频繁移动。
另外一个典型的例子就是卷管理软件。许多操作系统平台上都有一种甚至多种卷管理软件层，常见的有AIX平台上的Volume Group，Solaris平台上的Volume Manager，Linux平台上的LVM等。这些卷管理软件的功能就是模拟物理磁盘的结构，把多个磁盘组或者多个磁盘条带组织起来，虚拟成一组统一的数据块集，这样操作系统就可以统一而方便的使用所有的磁盘了。这类软件的工作机制和管理思想，是现今虚拟存储技术的一个重要组成部分。
难以定义的概念
说了这么多，到底什么是虚拟存储的确切定义呢？这个问题真是很难回答。原本虚拟存储技术是作为存储管理的一个子集产生的，但是发展到现在，其目的方向已经扩散得非常广泛。有些部分是为了提高存储系统性能，有些部分是为了提高系统容量，有些部分是为了改变设备使用方式，有些部分甚至是针对存储安全发展出来的。如此内容庞杂，头绪众多的技术概念，一时间还真是无法精准的描述。
尽管如此，总结一些虚拟存储的共同特性还是可以做到的。总体上看，虽然虚拟存储的目标包罗万象，但是实现手段却相对集中。我们不妨可以将虚拟存储技术看作一门武术流派，虽然演练者的目的各不相同，有为强身健体，有为报仇雪恨，但是其基本套路却大致相同。虚拟存储的套路以“抽象”、“模拟”、“隐藏”和“整合”这四个方面为主。抽象就是提取各种存储技术和存储设备的共性，将多个资源抽象成为单一资源；模拟就是突破传统技术的限制，将一种资源模拟成为另外一种资源；隐藏就是将设备或服务等资源的无关特性细节屏蔽，从而隐藏资源的部分或全部特征；整合就是通过组织，将不同类型的资源整合成为一种资源。
现在，我们可以看一看国际存储工业协会对虚拟存储这一概念的定义。为了不带入笔者的误解和局限，这里引用的是原文。在定义之后，国际存储工业协会的技术委员会还补充了一个例子，用以进一步补充说明这个颇富诗意的定义，这里也一并引用了。
Storage Virtualization:
1 – The application of virtualization (q.v.) to storage services, devices or resources that results in storage services, devices or resources.
2 – The act of abstracting, hiding, or isolating the internal function of a storage (sub) system or service from applications, host computers or general network resources.
Example: Using virtualization to provide storage and data management that is transparent to users, applications or network; Using virtualization to group different block storage systems into one or more virtual storage pools.
说实话，这个定义并没有对虚拟存储的概念，给出清晰而精准的描述。依照这个定义，许多现有的技术，仍然难以确定是否属于虚拟存储领域。这个定义更主要的意义是在于，它为虚拟存储概念设定了一个相对固定的范围。但愿各个厂商能够遵守这一规定范围，不会将虚拟存储的概念进一步扩大。
虚拟存储三大问题
在一个模糊的定义下进一步讨论虚拟存储显然是十分困难的。为了言之有物，我们主要讨论三个基础性的问题：
虚拟的对象是什么？
在什么位置进行虚拟？
如何虚拟？
第一个问题比较容易回答。虚拟存储所虚拟的对象就是一些存储资源，磁盘、磁带、文件、文件系统、数据块等等，这些统统包括在内。其虚拟的结果就是虚拟磁盘、虚拟磁带、虚拟文件、虚拟文件系统、虚拟数据块等等。可以看出，虚拟存储的对象并不一定是物理的设备，而可能是一些纯逻辑的对象。实际上，虚拟存储即可以将物理设备虚拟成物理设备，也可以将物理设备虚拟成逻辑对象。
随着技术的发展，甚至出现了将逻辑对象虚拟成物理设备的技术，例如将一个逻辑分区虚拟成一个物理磁盘。当然，从逻辑对象到逻辑对象的虚拟技术也在发展中，但相对而言，这部分的技术难度较大，而且目前的需求并不十分迫切，所以类似把一个文件系统虚拟成另外一个文件系统之类的技术，进展还非常缓慢。
第二个问题的回答也不困难。虚拟是一个处理过程，这个处理过程一定是在主机和存储设备之间完成的。那就只可能有三个位置：主机、存储设备和存储网络。事实上是，在三个位置上都有相应的虚拟存储技术存在，根据处理所在的位置，虚拟存储技术被分为“基于主机端的虚拟存储”、“基于存储设备的虚拟存储”以及“基于存储网络的虚拟存储”这三种类型。
其中基于主机端的虚拟存储，几乎都是通过纯软件的方式实现的。这种实现机制不需要引入新设备，也不影响现有存储系统的基本架构，所以实现成本很低。但是其难以克服的困难是平台依赖性太重，开发商要为每一种操作系统平台甚至每一个版本，开发一套软件产品，其劳动量是可想而知的。而基于存储设备的虚拟技术虽然有效率高，性能好等特点，但是在现实中，几乎所有的厂商都只提供对自身产品的支持，其开发性大打折扣。基于存储网络的虚拟技术目前还处于起步阶段，一些独立厂商已经涌现出来，这些厂商即不生产主机，也不提供磁盘阵列或磁带库等存储设备，专门提供面对开放存储网络的虚拟存储产品。虽然在现阶段这些产品或在性能方面，或在安全性方面，存在一些问题，但是其开放性的优势是这一类产品得以发展的强大动力所在。
第三个问题看起来也不深奥，但是当我们试图回答时，却发现无从说起。实际上这个问题的提出，是为了引出对虚拟存储的一个分类标准。根据实现的机制，虚拟存储可分为“带内”和“带外”两种基本类型。这两种类型的区别就在于，实现虚拟的过程是否与正常的数据读写过程同时进行。更具体的说，带内虚拟技术，是在数据读写的过程中，在主机到存储设备的路径上实现虚拟存储；而带外虚拟技术，是在数据读写之前，就已经做好了虚拟工作，而且实现虚拟的部分并不在主机到存储设备的访问路径上。因此，带内虚拟技术也称为“同步虚拟”，而带外虚拟技术自然就称为“异步虚拟”。
打个比方说，如果我们把虚拟过程看作汽车上路的缴费过程，那么带内虚拟就相当于在公路上设置收费站，司机不上路就不需要缴费，而一旦上路，就必然要通过收费站，也就是在上路的同时缴费。而带外虚拟技术像交管所，司机在上路之前就已经在交管所办理了缴费手续，然后才可以上路，但是并不一定在缴费之后就马上上路，而且在公路上飞奔的汽车也不需要穿过交管所。明白了这个蹩脚的比喻，又看了图示的说明，下面这个结论就很容易得出了：带内虚拟技术，可能是基于主机实现的，可能是基于存储设备实现的，当然也可能是基于存储网络实现的，而带外虚拟技术则只能是基于存储网络实现的。
蓬勃发展的虚拟存储
虚拟存储技术在3年的时间里已经取得了堪称辉煌的成就。其中的磁带虚拟、磁盘资源管理、跨卷多级管理等技术，已经发展出了一大批相当成熟的产品和解决方案，并逐步完善和丰富着今天的存储系统。随着厂商、用户和技术标准机构各方面，对这一技术方向与日俱增的关注，相信这一领域一定会长出累累的硕果。
