Linux虚拟存储管理分析 摘 要：本文通过解剖Linux操作系统的虚拟存储管理机制，说明了Linux虚拟存储的特点、虚拟存储器的实现方法，并基于Linux Kernel Source 1.0，详细分析有关虚拟存诸管理的主要数据结构之间的关系...本文介绍了Linux虚拟存储技术的特点，并结合操作系统原理和Linux内核源码，通过分析虚拟存储管理所需的主要数据结构及其相互关系，来更深入地了解Linux虚拟存储管理机制。...Linux虚拟存储概述 虚拟存储器 在实存储器的管理模式中，要求作业在运行前全部装入内存，之后就一直驻留在内存中直到运行结束，其中某些程序并没有一直处于运行状态，却长期占用着内存资源，从而降低了内存的利用率...图 3 虚拟存储管理的数据结构关系 数据结构介绍 vm_area_struct Linux采用了虚拟存储区域的方式来管理虚拟存储空间，一个虚拟存储区域是某个进程的一段虚拟存储空间...限于篇幅，本文仅简单介绍Linux在虚拟存储管理上的技术特点与实现的数据结构之间的关系，作为深入探讨Linux虚拟存储管理源码细节的入门性文章，希望能起到抛砖引玉的作用。
虚拟存储技术（VIRTUAL MEMORY） 所谓的虚拟存储技术是指：当进程运行时，先将其一部分装入内存，另一部分暂留在磁盘，当要执行的指令或访问的数据不存在内存中时，由操作系统自动完成将它们从磁盘调入内存的工作...虚拟地址空间—–分配给进程的虚拟内存 虚拟地址—–在虚拟内存中指令或数据的位置，该位置可以被访问，仿佛它是内存的一部分。...---- 存储器的层次结构 ---- 虚存 与 存储体系 把内存和磁盘有机地结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内存”，即虚存。...，防止地址越界 注意： 上图中的基地址寄存器和界限寄存器操作系统通过特殊的特权指令加载 确保进程的操作合法 ---- 虚拟页式（PAGING） **虚拟存储技术 + 页式存储管理方案...－> 虚拟页式存储管理系统 主要包括：1.
覆盖和交换的特点： 3.虚拟存储： 1）局部性原理： 就是说 一段时间内 访问的数据是在一个小区域内的，且一个数据的一次访问和下次访问的间隔很短，对于跳转指令，两次跳转的内存地址很可能相同，这就算是局部性原理...因为局部性原理的存在，使得在内存中的数据的命中率较高，从而虚拟存储能获得较好的性能，所以虚拟存储才得以实现。 2）虚拟存储概念： 把目前用不到的进程快暂移到外存。...与交换不同的是，交换是把整个进程都移出内存，而虚拟存储是把进程的部分模块移出去，且在最开始加载的 时候也是把进程的部分模块加载进内存，而不是整个进程都加载进去。...3）虚拟页式存储管理： 就是在之前的非连续内存管理中的页式存储的基础上，可以根据需要把内存中的页帧移到外存，也可以把要外存上要运行的页帧移到内存中来。
不仅如此，还可采用虚拟存储管理技术，实现在较小的主存空间里运行较 大的作业。 虚拟存储管理：实现较小主存空间运行较大的作业。...二、虚拟存储器 什么是虚拟存储器呢？ 程序有些事互斥的，即把作业都装入主存中，作业的执行实际上没有同时执行这些 信息，有些在整个过程中甚至没有用到。...，这称为虚拟存储器。...三、页式 虚拟存储管理 1、页式管理如何改成虚拟存储器：将作业全信息作为副本存放磁盘上。 支持哪些页已经在主存器，指出每一页副本在磁盘上的位置。...小结： 首先了解什么是页式存储，再了解什么是虚拟存储，之后再结合起来页式虚拟存储 器，并且分别掌握他们对应的管理方式，调度方式和相应的计算就容易上手了。
虚拟存储技术： 由程序局部性原理可以发现，程序装入内存的时候，没必要一下子全部装入，所以作业提交给系统时，首先进入辅存，运行时，只将其有关部分信息装入内存，大部分仍然在外存中，当运行过程中需要用到不在内存的信息时...，再把它们调入，由外存和内存结合在一起，向用户提供一个其认为有的、但实际上不存在的大容量的内存，称为虚拟存储器。...这样虚拟存储器就成了一个将内、外存结合在一起，容量接近外存，速度接近内存的存储器。...实现虚拟存储技术的主要方法有，请求分页存储管理、请求分段存储管理和请求段页存储管理 关于具体实现看到了一篇比较好的文章，在此偷个懒直接将连接贴过来了http://blog.csdn.net/wang379275614
存储虚拟化 随着存储的需求呈螺旋式向上增长，公司内的存储服务器和阵列都无一例外地随之成倍增长。对于这种存储管理困境的一种解决办法便是存储虚拟化。...根据在I/O路径中实现虚拟化的位置不同，虚拟化存储可以分为主机的虚拟存储、网络的虚拟存储、存储设备的虚拟存储。根据控制路径和数据路径的不同，虚拟化存储分为对称虚拟化与不对称虚拟化。...三层模型 根据云存储系统的构成和特点，可将虚拟化存储的模型分为三层：物理设备虚拟化层、存储节点虚拟化层、存储区域网络虚拟化层。...这个虚拟化层由存储节点虚拟模块在存储节点内部实现，对下管理按需分配的存储设备，对上支持存储区域网络虚拟化层。...这个虚拟化层由虚拟存储管理模块在虚拟存储管理服务器上实现，以带外虚拟化方式管理虚拟存储系统的资源分配，为虚拟磁盘管理提供地址映射、查询等服务。
虚拟存储实现思路 在实际运行过程，把有关作业的全部信息都装入主存储器后，作业执行时实际上不是同时使用全部信息的，有些部分运行一遍便再也不用,甚至有些部分在作业执行的整个过程中都不会被使用到(如错误处理部分...，待用到这些信息时，再由系统自动把它们装入到主存储器中,这就是虚拟存储器的基本思路。...虚拟存储器定义 具有部分装入和部分对换功能,能从逻辑上对内存容量进行大幅度扩充,使用方便的一种存储器系统。...虚拟存储器是基于程序局部性原理上的一种假想的而不是物理存在的存储器，允许用户程序以逻辑地址来寻址，而不必考虑物理上可获得的内存大小，这种将物理空间和逻辑空间分开编址但又统一管理和使用的技术为用户编程提供了极大方便...此时，用户作业空间称虚拟地址空间，其中的地址称虚地址 分页式虚拟存储系统 基本原理 分页式虚拟存储系统是将作业信息的副本存放在磁盘这一类辅助存储器中，当作业被调度投入运行时，并不把作业的程序和数据全部装入主存
虚拟存储器 1.借助于磁盘辅助存储器实现 2.以透明方式提供给用户 3.一个比实际主存空间大得多的程序地址空间 4.在主存-外存层次间 作用： 扩大主存容量，有效管理存储系统 物理地址（实地址）：（物理存储空间...）由CPU地址引脚送出，用于访问主存的地址 逻辑地址（虚地址）：（逻辑地址空间）用户编制程序时使用的地址，是程序的逻辑地址 存储管理部件（MMU）负责将虚拟地址转为物理地址
谈到虚拟化，在云计算中有计算、存储、网络、安全四大虚拟化，而在存储虚拟中一般提得比计算虚拟化少。今天我们就来谈谈在公有云、私有云中的存储虚拟化是怎么做的。...一、首先云中的服务器存储一般放置在共享存储中。因为计算服务器可能会因为死机、故障等原因中断，因此OpenStack会检测到该问题，将该虚拟机上的用户在另一台计算服务器中进行Reload。...因此，为保证虚拟机可以冷迁移，必须将客户的虚拟机文件（含操作系统、数据等）打包放入共享存储，该共享存储与计算服务器不在同一台服务器。 二、共享存储的载体很多，主要为NAS、SAN。如下图所示。...三、面对成低本的存储需求，现在一般趋向于采用Server SAN的存储方式。即，直接将服务器配上大硬盘，将多台服务器的硬盘虚拟化为存储资源池，并采用三副本的方式来保证数据的安全。...因此，综上所述，在云环境中，没有一种存储方式包打天下，应根据不同的适合场景灵活选择存储方式，甚至进行存储方式的组合。
一.实现内存扩充的技术： （1）覆盖技术： 在程序运行中，在不同时刻把同一个存储区分配给不同程序段和数据段，实现存储区共享。...（3）存储时间不同：文件区适合长久存储，交换区适合存放短期数据。 3.方式：对换作业 ， 对换进程。...(3）虚拟存储技术（对换页面/段面） 1.相关背景： 程序的局部性原理：在一个较短的时间内，程序执行中对内存地址的访问往往局限于一个较小的空间上。...2.虚拟存储的主要特点： （1）离散性 （装入虚拟存储的进程以离散形式存放） （2）多次性（任意进程或其中的一部分可以分多次装载到进程中） （3）对换性（根据需要进程可以换进换出） （4）虚拟性（虚拟出一个较大的逻辑空间...） 3.虚拟存储的实现： 一.请求分页存储管理： #1.数据结构： 位示图 页表 （结构） ： 页号 状态（存在位） 帧号 外存位置 访问标识 修改位 若状态位（存在位）为0，说明缺页，
一、请求分页式存储管理的基本思想 请求分页式存储管理是基于分页式存储管理的一种虚拟存储器 1. 相同点 a. 把内存空间划分成尺寸相同、位置固定的块 b....按照内存块大小，把作业的虚拟地址空间（相对地址空间）划分成页（划分过程对用户透明） c. 虚拟地址空间中的一页可以装入到内存中的任何一块中 2. 不同点 a....其他 用户的虚拟地址空间可以很大，不受内存尺寸约束 二、页表表目的扩充 在请求分页式存储管理中：通过“缺页中断位”判断所需要的页是否在内存中 页的表项包括：页号、块号、缺页中断位、辅存地址、引用位、改变位...根据当前执行指令中的虚拟地址，形成（页号，页内偏移），用页号查页表，判断该页是否在内存中 b....页面淘汰算法 七、虚拟存储的性能问题 在虚拟存储中，页面在内存和外存之间频繁的调度以至于系统中页面所需的时间比进程实际运行的时间还多，在这种情况下，系统效率急剧下降，甚至可能出现全面崩溃 在颠簸时，伴随着磁盘的剧烈抖动
一、传统存储管理方式的特征、缺点 ---- 二、虚拟存储器的定义 ---- 主存和辅存共同构成了虚拟存储器。对于应用程序员来说，虚拟存储器是透明的。...虚拟存储器即对磁盘存储器进行抽象，将磁盘存储器组织成一个连续的存储器，将主存看成是磁盘存储器的一个高速缓存。因此，虚拟存储器具有主存的速度和辅存的容量，提高了存储系统的性价比。...四、虚拟内存的特征 ---- 五、虚拟存储技术的实现 ---- （1）请求分页存储管理 ---- 虚拟空间与主存空间都被划分成同样大小的页，主存的页称为实页，虚存的页称为虚页。...，是硬件存储器，对所有程序员透明；而虚拟存储器由OS和硬件共同实现，是逻辑上的存储器，对系统程序员不透明，但对应用程序员透明。...八、虚拟存储器与覆盖技术的比较 （1）不同之处 覆盖程序段的最大长度要受内存容量大小的限制，而虚拟存储器中程序的最大长度不受内存容量的限制，只受计算机地址结构的限制。
页式存储的基本原理 将程序的逻辑地址空间划分为固定大小的页(page)，而物理内存划分为同样大小的页框(pageframe)。...页表 分页式存储器的逻辑地址由两部分组成：页号和业内地址页表和地址转换 系统为每个程序都建立一张页表，用于记录程序的逻辑页面与内存物理页面之间的对应关系。...地址映射 绝对地址=块号*块长 + 业内地址 虚拟存储器 根据程序执行的互斥性和局部性两个特点，我们允许作业装入的时候只装入一部分，另一部分放在磁盘上，当需要的时候再装入到主存，这样以来，在一个小的主存空间就可以运行一个比它大的作业...对用户来说，好象计算机系统具有一个容量很大的主存储器，称为“虚拟存储器”。 页式虚拟存储器的实现 把未执行的程序放在辅助存储器中。...本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 举报，一经查实，本站将立刻删除。
操作系统虚拟存储管理实验 开辟一块内存空间，作为模拟内存(malloc) 空间大小为2^14字节 假设系统的页面大小为256字节，每个页表项占4个字节(系统的物理页面数为2^6,每个页表正好占一个页面)...用位图刻画内存页面的分配状态，可以用一个辅助的变量来对空闲内存页面计数 每个进程的虚拟地址空间也是2^14字节 每个进程分配9个页面（连页表一共10个页面） 创建12个作业，并模拟作业的运行 –...创建12个文件，模拟磁盘上的代码和数据 – 可以在文件的第i*256字节处写入，以识别相应的页面 作业的模拟运行过程 用VMware虚拟机进行实验 版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献...本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 举报，一经查实，本站将立刻删除。
Citrix在今年收购了专注于下一代存储的存储虚拟化公司Sanbolic，并在今年的Synergy 2015大会上介绍了了其收购的存储虚拟化平台Melio 产品概述页http://www.citrix.com...Citrix Melio是一个与工作负载、Hypervisor和存储无关的企业存储和数据虚拟化平台，可以运行在物理、虚拟机云端和分布式数据中心中。...Citrix Melio将虚拟化扩展到了存储层，通过将数据与物理存储解耦合就像服务器虚拟化实现操作系统与物理服务器解耦合一样来实现存储虚拟化。...Meliode 的软件定义存储功可以显著改善企业现有的存储、服务器基础架构、超融合基础架构和行业标准硬件的成本和弹性，从而为XenApp和XenDesktop提供更加完美的环境 Citrix Melio...Citrix终于要对存储方面发力了，早就讨厌够了XenServer那种对块存储的处理方式了。
虚拟内存提供了三个重要的能力： 它将主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，并根据需要在主存之间来回传送数据，通过这种方式，它高效地使用了主存。...内存空间的分配与回收 内存空间的扩充 覆盖技术 交换技术 虚拟存储 地址转换：逻辑 => 物理 存储保护：保证各进程只在自己的内存空间访问，不会越界 上下界寄存器 重定位寄存器 + 界地址寄存器...实现对页表本身的虚拟存储。 注意： 各级页表的大小不能超过一个页面。...在物理地址与虚拟地址间加个地址翻译就构成了虚拟寻址。 地址空间 地址空间是一个非负整数地址的有序集合。 地址空间的概念是很重要的，因为它清楚地区分了数据对象（字节）和他们的属性（地址）。...缓存 内存成了对硬盘的缓存，虚拟页面可划分为未分配的、未缓存的和已缓存的。 地址翻译 逻辑地址到物理地址 内存映射 回到本章前言，“虚拟内存是强大的”。
座右铭：低头赶路，敬事如仪 个人主页：网络豆的主页 ---- 前言 本章将会讲解云计算中存储虚拟化功能 ---- 一.存储虚拟化功能 存储虚拟化可以提高硬件资源的使用效率，简化系统管理的复杂度...，增强云存储平台的可靠性。...主要通过以下功能来实现： 精简磁盘和空间回收 快照和快照链 链接克隆 虚拟磁盘文件迁移 ---- 1.精简磁盘和空间回收 精简磁盘和空间回收用于提高存储资源的使用效率、减小虚拟机未使用空间在主机上占用率过大的问题...特性： 记录了虚拟机在某一时间点的内容和状态。 恢复虚拟机快照可以使虚拟机多次快速恢复到某一时间点。 快照包含磁盘内容、虚拟机配置信息、内存数据。 多次快照之间保存差量数据，节约存储空间。...通过链接克隆，可以轻松的为不同的任务创建一个独立的虚拟机。 ---- 5.虚拟磁盘文件迁移 将虚拟机的磁盘从一个数据存储迁移到另一个数据存储。
二、存储虚拟化技术实现 按虚拟化对象划分，虚拟化存储实现方式主要有三种： 1....从这个意义上看，基于主机的存储虚拟化是一种性价比不错的方法。 2. 基于存储设备的虚拟化 基于存储设备的存储虚拟化方法依赖于提供相关功能的存储模块。...如果没有第三方的虚拟软件，基于存储的虚拟化经常只能提供一种不完全的存储虚拟化解决方案。对于包含多厂商存储设备的SAN存储系统，这种方法的运行效果并不是很好。...基于互联设备的虚拟化方法能够在专用服务器上运行，使用标准操作系统，例如Windows、SunSolaris、Linux或供应商提供的操作系统。...基于存储设备的虚拟存储 基于存储设备的存储虚拟化方法依赖于提供相关功能的存储模块。如果没有第三方的虚拟软件，基于存储的虚拟化经常只能提供一种不完全的存储虚拟化解决方案。
存储结构与管理硬盘一、添加硬盘设备一、添加硬盘设备添加硬盘设备的操作思路：首先需要在虚拟机中模拟添加入一块新的硬盘存储设备，然后再进行分区、格式化、挂载等操作，最后通过检查系统的挂载状态并真实地使用硬盘来验证硬盘设备是否成功添加...fdisk命令用于新建、修改及删除磁盘的分区表信息分区 [root@rhel ~]# fdisk /dev/sdb 依次输入 p n p 1 +1024G 回车 p w Linux...3 active sync set-B /dev/sde创建RAID5 + 备份盘部署RAID 5磁盘阵列时，至少需要用到3块硬盘，还需要再加一块备份硬盘（也叫热备盘），所以总计需要在虚拟机中模拟
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