文件系統實現虛擬存儲

1. 操作系統問題

操作系統可以使用虛擬技術來實現文件管理。

虛擬技術是指操作系統通過軟體來模擬硬體資源，從而使用戶可以感覺不到軟體和硬體的界限。操作系統使用虛擬技術可以實現文件管理的方法如下：

• 虛擬文件系統：操作系統可以使用虛擬文件系統來實現文件管理。虛擬文件系統可以將不同的存儲設備（如硬碟、快閃記憶體、光碟等）看作是一個整體，使用戶可以統一的方式來管理這些存儲設備中的文件。

• 虛擬內存：操作系統可以使用虛擬內存來實現文件管理。虛擬內存可以將內存和硬碟結合起來，使用戶可以在內存不足時自動將一部分內存內容轉移到硬碟中，從而節省內存空間。

• 虛擬機：操作系統可以使用虛擬機來實現文件管理。虛擬機可以在一台物理計算機上同時運行多個操作系統，使用戶可以將文件分別存儲在不同的虛擬機中，從而方便管理。

2. 什麼是虛擬存儲技術

1 虛擬存儲技術的產生
虛擬化技術並不是一件很新的技術，它的發展，應該說是隨著計算機技術的發展而發展起來的，最早是始於70年代。由於當時的存儲容量，特別是內存容量成本非常高、容量也很小，對於大型應用程序或多程序應用就受到了很大的限制。為了克服這樣的限制，人們就採用了虛擬存儲的技術，最典型的應用就是虛擬內存技術。隨著計算機技術以及相關信息處理技術的不斷發展，人們對存儲的需求越來越大。這樣的需求刺激了各種新技術的出現，比如磁碟性能越來越好、容量越來越大。但是在大量的大中型信息處理系統中，單個磁碟是不能滿足需要，這樣的情況下存儲虛擬化技術就發展起來了。在這個發展過程中也由幾個階段和幾種應用。首先是磁碟條帶集（RAID，可帶容錯）技術，將多個物理磁碟通過一定的邏輯關系集合起來，成為一個大容量的虛擬磁碟。而隨著數據量不斷增加和對數據可用性要求的不斷提高，又一種新的存儲技術應運而生，那就是存儲區域網路（SAN）技術。SAN的廣域化則旨在將存儲設備實現成為一種公用設施，任何人員、任何主機都可以隨時隨地獲取各自想要的數據。目前討論比較多的包括iSCSI、FC Over IP 等技術，由於一些相關的標准還沒有最終確定，但是存儲設備公用化、存儲網路廣域化是一個不可逆轉的潮流。

2 虛擬存儲的概念
所謂虛擬存儲，就是把多個存儲介質模塊（如硬碟、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲模塊在一個存儲池（Storage Pool）中得到統一管理，從主機和工作站的角度，看到就不是多個硬碟，而是一個分區或者卷，就好象是一個超大容量（如1T以上）的硬碟。這種可以將多種、多個存儲設備統一管理起來，為使用者提供大容量、高數據傳輸性能的存儲系統，就稱之為虛擬存儲。

3. 怎麼設置硬碟虛擬內存

怎麼設置硬碟虛擬內存

不少朋友新買了電腦都會設置硬碟虛擬內存的，那麼，怎麼設置硬碟虛擬內存？下面就由我給大家介紹介紹吧，希望對大家有幫助。

設置硬碟虛擬內存方法一：

打開任務管理器，點擊「系統」並進入。

進入系統界面後，點擊「高級系統設置」。

在系統屬性界面中的性能一欄中點擊「設置」。

在性能選項中的「高級」中，點擊箭頭所示的「更改」。

選擇「自定義大小」，然後在設置框中輸入你想要設置的內存大小，點擊確定就可以了。

設置硬碟虛擬內存方法二：

點擊開始菜單中的「控制面板」圖標。

在「控制面板」界面中雙擊「系統」。

在「系統屬性」窗口中點擊「性能」界面下的「設置」按鈕。

在「性能選項卡」窗口中點擊最下面的「虛擬內存」界面下的「更改」按鈕。

在「虛擬內存」界面中選擇「自定義大小」為初始大小和最大值分配內存空間。

或者選擇「無分頁文件」來自動分配。然後點擊「確定」按鈕

重新啟動計算機就可以了。

注意事項

內存大小在128MB到256MB之間的，建議將當前物理內存容量的1.5倍設置為頁面文件的最小值

使用128MB或者更少內存的，建議將當前物理內存容量的1.75倍設置為頁面文件的最小值

【拓展】關於內存虛擬硬碟的應用小知識

內存虛擬硬碟(ramdisk)是指通過軟體技術，將物理內存進行分割，將一部分內存通過虛擬技術轉變為硬碟以較大幅度提升計算機數據讀取速度和保護硬碟。和虛擬內存一樣，內存的速度要比硬碟快得多，利用這一點，在內存中虛擬出一個或多個硬碟就可以加快磁碟的數據交換速度，從而提高電腦的運行速度。

用內存製作虛擬硬碟主要是針對大內存的PC機，或者需要高速讀取的伺服器使用的一種特殊的高速硬碟替代品。

需要具備的條件有2個：

1，擁有較大的內存空間(建議4GB以上的機器使用)

2，如果是使用Windows系統的話，必須使用64位的操作系統。否則32位系統最大有效內存容量為3.25G，超出則無效。

至於用途和目的無非2種

1，用於訪問大量的文件的時候不會因為硬碟讀取速度慢而出現的等閑現象。(如，使用略縮圖瀏覽高達數千張圖片的文件夾;大量(大體積)的文件壓縮&解壓縮)

2，利用內存斷電數據全部清除的特性，可以用來存儲一些不需要保存的TMP文件。或者用於一些數據安全方面的.工作。當關機斷電的時候，存儲在虛擬硬碟裡面的數據就會利用內存的物理特性清除。(這種清除數據的結果不同於普通的刪除硬碟數據，是絕對不可逆的刪除)

3，用於伺服器高速緩存數據和減少硬碟的反復讀取(如，BT伺服器每秒鍾都會接受大量的數據的讀寫，這些數據需要反復的從硬碟上讀取再寫入。這樣的反復操作大大減少了硬碟的使用壽命)

實現的方法：

SuperSpeed Software公司出品的Ramdisk 套件就是一個專業RAMDisk軟體。

Ramdisk 的使用非常簡單，只需在安裝的過程中或在運行程序後，在Configure(配置)標簽頁面中選擇Enable RamDisk(啟用RAM驅動器)設置選項，並設置好Drive Letter(驅動器符號)、Size(驅動器大小)和File System(文件系統)。在File System(文件系統)中，可以選擇將要虛擬的磁碟為FAT、NTFS和RAW分區格式。

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4. 操作系統中,文件系統的主要目的是

您好：
本題答案是：B
文件系統是操作系統用來組織和管理存儲設備或磁碟分區上的文件的數據結構和方法；即在存儲設備上組織和管理文件的方法。操作系統中負責管理和存儲文件信息的軟體機構即為文件管理系統，簡稱為「文件系統」。文件系統主要由三部分組成：文件系統介面，對對象操縱還有管理的軟體集合，對象及屬性。

從操作系統的角度來看，文件系統是對文件存儲設備的空間進行組織、分配，負責文件存儲並且對存入的文件進行保護和檢索的系統。

對於你的問題，結合以上知識，這題應該選擇：B

5. 虛擬存儲方式都有哪些

目前虛擬存儲的發展尚無統一標准，從虛擬化存儲的拓撲結構來講主要有兩種方式：即對稱式與非對稱式。對稱式虛擬存儲技術是指虛擬存儲控制設備與存儲軟體系統、交換設備集成為一個整體，內嵌在網路數據傳輸路徑中；非對稱式虛擬存儲技術是指虛擬存儲控制設備獨立於數據傳輸路徑之外。從虛擬化存儲的實現原理來講也有兩種方式；即數據塊虛擬與虛擬文件系統。具體如下： 圖1對稱式虛擬存儲解決方案的示意圖
在圖1所示的對稱式虛擬存儲結構圖中，存儲控制設備 High Speed Traffic Directors（HSTD）與存儲池子系統Storage Pool集成在一起，組成SAN Appliance。可以看到在該方案中存儲控制設備HSTD在主機與存儲池數據交換的過程中起到核心作用。該方案的虛擬存儲過程是這樣的：由HSTD內嵌的存儲管理系統將存儲池中的物理硬碟虛擬為邏輯存儲單元（LUN），並進行埠映射（指定某一個LUN能被哪些埠所見），主機端將各可見的存儲單元映射為操作系統可識別的盤符。當主機向SAN Appliance寫入數據時，用戶只需要將數據寫入位置指定為自己映射的盤符（LUN），數據經過HSTD的高速並行埠，先寫入高速緩存，HSTD中的存儲管理系統自動完成目標位置由LUN到物理硬碟的轉換，在此過程中用戶見到的只是虛擬邏輯單元，而不關心每個LUN的具體物理組織結構。該方案具有以下主要特點：
（1）採用大容量高速緩存，顯著提高數據傳輸速度。
緩存是存儲系統中廣泛採用的位於主機與存儲設備之間的I/O路徑上的中間介質。當主機從存儲設備中讀取數據時，會把與當前數據存儲位置相連的數據讀到緩存中，並把多次調用的數據保留在緩存中；當主機讀數據時，在很大幾率上能夠從緩存中找到所需要的數據。直接從緩存上讀出。而從緩存讀取數據時的速度只受到電信號傳播速度的影響（等於光速），因此大大高於從硬碟讀數據時碟片機械轉動的速度。當主機向存儲設備寫入數據時，先把數據寫入緩存中，待主機端寫入動作停止，再從緩存中將數據寫入硬碟，同樣高於直接寫入硬碟的速度
（2）多埠並行技術，消除了I/O瓶頸。
傳統的FC存儲設備中控制埠與邏輯盤之間是固定關系，訪問一塊硬碟只能通過控制它的控制器埠。在對稱式虛擬存儲設備中，SAN Appliance的存儲埠與LUN的關系是虛擬的，也就是說多台主機可以通過多個存儲埠（最多8個）並發訪問同一個L

6. Linux 文件系統管理

3.1Linux 文件系統類型

不同的操作系統使用不同類型的文件系統，為了與其他的操作系統兼容，以相互交換數據，

通常，每種操作系統都支持多種類型的文件系統。

Linux 中保存數據的磁碟分區通常採用EXT2/EXT3 文件系統，而實現虛擬存儲的swap 分區

採用swap 文件系統，同時Linux 內核支持十多種不同的文件系統。

1. EXT2 和EXT3 文件系統

EXT（Extended File System，擴展文件系統）是專為Linux 設計的文件系統。在Linux 發展

早起，起到重要中用，但在穩定性、速度和兼容性方面存在缺陷。

EXT2 是為解決EXT 系統存在的缺陷而設計的可擴展、高性能的文件系統。

EXT3 是EXT2 的增強版本，在EXT2 的基礎上，增加了文件系統的日誌管理功能。

EXT3 文件系統具有的特點：

（1） 高效性：當系統因為異常斷電或系統崩潰，重新啟動時不需要檢查文件系統的一致

性，只需要根據文件系統的日誌，快速檢測並恢復文件系統到正常狀態。

（2） 數據的完整性：可以保持數據域文件系統狀態的高度一致性，避免意外關機對文件

系統造成的破壞。

（3） 數據的存取速度更快：EXT3 文件系統的日誌功能對磁碟驅動器的讀/寫進行優化，

使讀/寫系統的速度更快。

（4） 數據易於轉換

2. swap 文件系統

用於Linux 的交換分區。在Linux 中，使用整個交換分區來提供虛擬內存。

3. VFAT 文件系統

VFAT 是Linux 對DOS、Windows 系統下的FAT 文件系統的統稱。

4. NFS 文件系統

NFS 即網路文件系統，用在UNIX 或Linux 系統間通過網路進行文件共享。

5. SMB 文件系統

SMB 是Samba 的縮寫，是另一種網路文件系統，用於在Windows 和Linux 系統之間共享文

件和列印機。

6. ISO9660 文件系統

CD-ROM使用的標准文件系統。

此外，Linux 支持的文件系統還有minix、msdos、ncpfs、hpfs、umsdos 等。

3.2 Linux 的目錄和文件

1.Linux 系統的目錄結構

Linux 文件系統由文件和目錄組成，文件是專門用來存儲數據的對象，目錄是一種用來組織

文件和其他目錄的容器。Linux 和DOS、Windows 系統一樣，使用樹形目錄結構來組織和管

理文件。

1. / 文件系統的入口，最高一級目錄；

2. /bin 基礎系統所需要的命令位於此目錄，是最小系統所需要的命令，如：ls, cp, mkdir等。

這個目錄中的文件都是可執行的，一般的用戶都可以使用。

3. /boot 包含Linux內核及系統引導程序所需要的文件，比如vmlinuz initrd.img文件都位於這個目錄中。在一般情況下，GRUB或LILO系統引導管理器也位於這個目錄；

4. /dev 設備驅動程序文件存儲目錄，比如音效卡、磁碟等，是Linux文件系統的一個閃亮的特性-所有對象都是文件或目錄。仔細觀察這個目錄你會發現hda1, hda2等,它們代表系統主硬碟的不同分區。

5. /etc 存放系統程序或者一般工具的配置文件。

如安裝了apache2之後，配置文件在/etc/apache2/目錄下。

/etc/init.d這個目錄是用來存放系統或伺服器以System V模式啟動的腳本，這在以System V模式啟動或初始化的系統中常見。

6. /home 普通用戶默認存放目錄Linux是多用戶環境，所以每一個用戶都有一個只有自己可以訪問的目錄（當然管理員也可以訪問）。它們以/home/username的方式存在。這個目錄也保存一些應用對於這個用戶的配置，比如IRC, X等。

7. /lib 庫文件存放目錄這里包含了系統程序所需要的所有共享庫文件，類似於Windows的共享庫DLL文件。

8. /var 這個目錄的內容是經常變動，因為存儲的文件，如資料庫，數據文件大小是在不斷的增大。

/var/log這是用來存放系統日誌的目錄。

/var/www目錄是定義Apache伺服器站點存放目錄；/var/lib用來存放一些庫文件，比如MySQL的，以及MySQL資料庫的的存放地；

/var/log系統日誌存放，分析日誌要看這個目錄的東西；

/var/spool列印機、郵件、代理伺服器等假離線目錄；

9. /lost+found 在ext2或ext3文件系統中，當系統意外崩潰或機器意外關機，而產生一些文件碎片放在這里。當系統啟動的過程中fsck工具會檢查這里，並修復已經損壞的文件系統。 有時系統發生問題，有很多的文件被移到這個目錄中，可能會用手工的方式來修復，或移到文件到原來的位置上。

Linux應該正確的關機。但有時你的系統也可能崩潰掉或突然斷電使系統意外關機。那麼啟動的時候fsck將會進行長時間的文件系統檢查。Fsck會檢測並試圖恢復所發現的'不正確的文件。被恢復的文件會放置在這個目錄中。所恢復的文件也許並不完整或並不合理，但畢竟提供了一些恢復數據的機會。

10. /media 即插即用型存儲設備的掛載點自動在這個目錄下創建，比如USB盤系統自動掛載後，會在這個目錄下產生一個目錄 ；CDROM/DVD自動掛載後，也會在這個目錄中創建一個目錄，類似cdrom的目錄。這個只有在最新的發行套件上才有. 10. /mnt /mnt這個目錄一般是用於存放掛載儲存設備的掛載目錄的，比如有cdrom等目錄。有時我們可以把讓系統開機自動掛載文件系統，把掛載點放在這里也是可以的。比如光碟機可以掛載到/mnt/cdrom。

11. /opt 表示的是可選擇的意思，有些軟體包也會被安裝在這里，也就是自定義軟體包，比如在Fedora Core 5.0中，OpenOffice就是安裝在這里。有些我們自己編譯的軟體包，就可以安裝在這個目錄中；通過源碼包安裝的軟體，可以通過./configure --prefix=/opt/，將軟體安裝到opt目錄。

這個目錄包含所有默認系統安裝之外的軟體和添加的包。

12. /proc 操作系統運行時，進程（正在運行中的程序）信息及內核信息（比如cpu、硬碟分區、內存信息等）存放在這里。/proc目錄是偽裝的文件系統proc的掛載目錄，proc並不是真正的文件系統。

這是系統中極為特殊的一個目錄，實際上任何分區上都不存在這個目錄。它實際是個實時的、駐留在內存中的文件系統。

13. /root Linux超級許可權用戶root的家目錄；

14. /sbin 大多是涉及系統管理的命令的存放，是超級許可權用戶root的可執行命令存放地，普通用戶無許可權執行這個目錄下的命令；

這個目錄和

/usr/sbin;/usr/X11R6/sbin或/usr/local/sbin目錄是相似的； 我們記住就行了，凡是目錄sbin中包含的都是root許可權才能執行的。

15. /tmp 臨時文件目錄，有時用戶運行程序的時候，會產生臨時文件。/tmp就用來存放臨時文件的。/var/tmp目錄和這個目錄相似。

許多程序在這里建立lock文件和存儲臨時數據。有些系統會在啟動或關機時清空此目錄。

16. /usr 這個是系統存放程序的目錄，比如命令、幫助文件等。

這個目錄下有很多的文件和目錄。

當我們安裝一個Linux發行版官方提供的軟體包時，大多安裝在這里。

如果有涉及伺服器配置文件的，會把配置文件安裝在/etc目錄中。