文件系统实现虚拟存储

1. 操作系统问题

操作系统可以使用虚拟技术来实现文件管理。

虚拟技术是指操作系统通过软件来模拟硬件资源，从而使用户可以感觉不到软件和硬件的界限。操作系统使用虚拟技术可以实现文件管理的方法如下：

• 虚拟文件系统：操作系统可以使用虚拟文件系统来实现文件管理。虚拟文件系统可以将不同的存储设备（如硬盘、闪存、光盘等）看作是一个整体，使用户可以统一的方式来管理这些存储设备中的文件。

• 虚拟内存：操作系统可以使用虚拟内存来实现文件管理。虚拟内存可以将内存和硬盘结合起来，使用户可以在内存不足时自动将一部分内存内容转移到硬盘中，从而节省内存空间。

• 虚拟机：操作系统可以使用虚拟机来实现文件管理。虚拟机可以在一台物理计算机上同时运行多个操作系统，使用户可以将文件分别存储在不同的虚拟机中，从而方便管理。

2. 什么是虚拟存储技术

1 虚拟存储技术的产生
虚拟化技术并不是一件很新的技术，它的发展，应该说是随着计算机技术的发展而发展起来的，最早是始于70年代。由于当时的存储容量，特别是内存容量成本非常高、容量也很小，对于大型应用程序或多程序应用就受到了很大的限制。为了克服这样的限制，人们就采用了虚拟存储的技术，最典型的应用就是虚拟内存技术。随着计算机技术以及相关信息处理技术的不断发展，人们对存储的需求越来越大。这样的需求刺激了各种新技术的出现，比如磁盘性能越来越好、容量越来越大。但是在大量的大中型信息处理系统中，单个磁盘是不能满足需要，这样的情况下存储虚拟化技术就发展起来了。在这个发展过程中也由几个阶段和几种应用。首先是磁盘条带集（RAID，可带容错）技术，将多个物理磁盘通过一定的逻辑关系集合起来，成为一个大容量的虚拟磁盘。而随着数据量不断增加和对数据可用性要求的不断提高，又一种新的存储技术应运而生，那就是存储区域网络（SAN）技术。SAN的广域化则旨在将存储设备实现成为一种公用设施，任何人员、任何主机都可以随时随地获取各自想要的数据。目前讨论比较多的包括iSCSI、FC Over IP 等技术，由于一些相关的标准还没有最终确定，但是存储设备公用化、存储网络广域化是一个不可逆转的潮流。

2 虚拟存储的概念
所谓虚拟存储，就是把多个存储介质模块（如硬盘、RAID）通过一定的手段集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池（Storage Pool）中得到统一管理，从主机和工作站的角度，看到就不是多个硬盘，而是一个分区或者卷，就好象是一个超大容量（如1T以上）的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟存储。

3. 怎么设置硬盘虚拟内存

怎么设置硬盘虚拟内存

不少朋友新买了电脑都会设置硬盘虚拟内存的，那么，怎么设置硬盘虚拟内存？下面就由我给大家介绍介绍吧，希望对大家有帮助。

设置硬盘虚拟内存方法一：

打开任务管理器，点击“系统”并进入。

进入系统界面后，点击“高级系统设置”。

在系统属性界面中的性能一栏中点击“设置”。

在性能选项中的“高级”中，点击箭头所示的“更改”。

选择“自定义大小”，然后在设置框中输入你想要设置的内存大小，点击确定就可以了。

设置硬盘虚拟内存方法二：

点击开始菜单中的“控制面板”图标。

在“控制面板”界面中双击“系统”。

在“系统属性”窗口中点击“性能”界面下的“设置”按钮。

在“性能选项卡”窗口中点击最下面的“虚拟内存”界面下的“更改”按钮。

在“虚拟内存”界面中选择“自定义大小”为初始大小和最大值分配内存空间。

或者选择“无分页文件”来自动分配。然后点击“确定”按钮

重新启动计算机就可以了。

注意事项

内存大小在128MB到256MB之间的，建议将当前物理内存容量的1.5倍设置为页面文件的最小值

使用128MB或者更少内存的，建议将当前物理内存容量的1.75倍设置为页面文件的最小值

【拓展】关于内存虚拟硬盘的应用小知识

内存虚拟硬盘(ramdisk)是指通过软件技术，将物理内存进行分割，将一部分内存通过虚拟技术转变为硬盘以较大幅度提升计算机数据读取速度和保护硬盘。和虚拟内存一样，内存的速度要比硬盘快得多，利用这一点，在内存中虚拟出一个或多个硬盘就可以加快磁盘的数据交换速度，从而提高电脑的运行速度。

用内存制作虚拟硬盘主要是针对大内存的PC机，或者需要高速读取的服务器使用的一种特殊的高速硬盘替代品。

需要具备的条件有2个：

1，拥有较大的内存空间(建议4GB以上的机器使用)

2，如果是使用Windows系统的话，必须使用64位的操作系统。否则32位系统最大有效内存容量为3.25G，超出则无效。

至于用途和目的无非2种

1，用于访问大量的文件的时候不会因为硬盘读取速度慢而出现的等闲现象。(如，使用略缩图浏览高达数千张图片的文件夹;大量(大体积)的文件压缩&解压缩)

2，利用内存断电数据全部清除的特性，可以用来存储一些不需要保存的TMP文件。或者用于一些数据安全方面的.工作。当关机断电的时候，存储在虚拟硬盘里面的数据就会利用内存的物理特性清除。(这种清除数据的结果不同于普通的删除硬盘数据，是绝对不可逆的删除)

3，用于服务器高速缓存数据和减少硬盘的反复读取(如，BT服务器每秒钟都会接受大量的数据的读写，这些数据需要反复的从硬盘上读取再写入。这样的反复操作大大减少了硬盘的使用寿命)

实现的方法：

SuperSpeed Software公司出品的Ramdisk 套件就是一个专业RAMDisk软件。

Ramdisk 的使用非常简单，只需在安装的过程中或在运行程序后，在Configure(配置)标签页面中选择Enable RamDisk(启用RAM驱动器)设置选项，并设置好Drive Letter(驱动器符号)、Size(驱动器大小)和File System(文件系统)。在File System(文件系统)中，可以选择将要虚拟的磁盘为FAT、NTFS和RAW分区格式。

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4. 操作系统中,文件系统的主要目的是

您好：
本题答案是：B
文件系统是操作系统用来组织和管理存储设备或磁盘分区上的文件的数据结构和方法；即在存储设备上组织和管理文件的方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构即为文件管理系统，简称为“文件系统”。文件系统主要由三部分组成：文件系统接口，对对象操纵还有管理的软件集合，对象及属性。

从操作系统的角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织、分配，负责文件存储并且对存入的文件进行保护和检索的系统。

对于你的问题，结合以上知识，这题应该选择：B

5. 虚拟存储方式都有哪些

目前虚拟存储的发展尚无统一标准，从虚拟化存储的拓扑结构来讲主要有两种方式：即对称式与非对称式。对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统、交换设备集成为一个整体，内嵌在网络数据传输路径中；非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。从虚拟化存储的实现原理来讲也有两种方式；即数据块虚拟与虚拟文件系统。具体如下： 图1对称式虚拟存储解决方案的示意图
在图1所示的对称式虚拟存储结构图中，存储控制设备 High Speed Traffic Directors（HSTD）与存储池子系统Storage Pool集成在一起，组成SAN Appliance。可以看到在该方案中存储控制设备HSTD在主机与存储池数据交换的过程中起到核心作用。该方案的虚拟存储过程是这样的：由HSTD内嵌的存储管理系统将存储池中的物理硬盘虚拟为逻辑存储单元（LUN），并进行端口映射（指定某一个LUN能被哪些端口所见），主机端将各可见的存储单元映射为操作系统可识别的盘符。当主机向SAN Appliance写入数据时，用户只需要将数据写入位置指定为自己映射的盘符（LUN），数据经过HSTD的高速并行端口，先写入高速缓存，HSTD中的存储管理系统自动完成目标位置由LUN到物理硬盘的转换，在此过程中用户见到的只是虚拟逻辑单元，而不关心每个LUN的具体物理组织结构。该方案具有以下主要特点：
（1）采用大容量高速缓存，显着提高数据传输速度。
缓存是存储系统中广泛采用的位于主机与存储设备之间的I/O路径上的中间介质。当主机从存储设备中读取数据时，会把与当前数据存储位置相连的数据读到缓存中，并把多次调用的数据保留在缓存中；当主机读数据时，在很大几率上能够从缓存中找到所需要的数据。直接从缓存上读出。而从缓存读取数据时的速度只受到电信号传播速度的影响（等于光速），因此大大高于从硬盘读数据时盘片机械转动的速度。当主机向存储设备写入数据时，先把数据写入缓存中，待主机端写入动作停止，再从缓存中将数据写入硬盘，同样高于直接写入硬盘的速度
（2）多端口并行技术，消除了I/O瓶颈。
传统的FC存储设备中控制端口与逻辑盘之间是固定关系，访问一块硬盘只能通过控制它的控制器端口。在对称式虚拟存储设备中，SAN Appliance的存储端口与LUN的关系是虚拟的，也就是说多台主机可以通过多个存储端口（最多8个）并发访问同一个L

6. Linux 文件系统管理

3.1Linux 文件系统类型

不同的操作系统使用不同类型的文件系统，为了与其他的操作系统兼容，以相互交换数据，

通常，每种操作系统都支持多种类型的文件系统。

Linux 中保存数据的磁盘分区通常采用EXT2/EXT3 文件系统，而实现虚拟存储的swap 分区

采用swap 文件系统，同时Linux 内核支持十多种不同的文件系统。

1. EXT2 和EXT3 文件系统

EXT（Extended File System，扩展文件系统）是专为Linux 设计的文件系统。在Linux 发展

早起，起到重要中用，但在稳定性、速度和兼容性方面存在缺陷。

EXT2 是为解决EXT 系统存在的缺陷而设计的可扩展、高性能的文件系统。

EXT3 是EXT2 的增强版本，在EXT2 的基础上，增加了文件系统的日志管理功能。

EXT3 文件系统具有的特点：

（1） 高效性：当系统因为异常断电或系统崩溃，重新启动时不需要检查文件系统的一致

性，只需要根据文件系统的日志，快速检测并恢复文件系统到正常状态。

（2） 数据的完整性：可以保持数据域文件系统状态的高度一致性，避免意外关机对文件

系统造成的破坏。

（3） 数据的存取速度更快：EXT3 文件系统的日志功能对磁盘驱动器的读/写进行优化，

使读/写系统的速度更快。

（4） 数据易于转换

2. swap 文件系统

用于Linux 的交换分区。在Linux 中，使用整个交换分区来提供虚拟内存。

3. VFAT 文件系统

VFAT 是Linux 对DOS、Windows 系统下的FAT 文件系统的统称。

4. NFS 文件系统

NFS 即网络文件系统，用在UNIX 或Linux 系统间通过网络进行文件共享。

5. SMB 文件系统

SMB 是Samba 的缩写，是另一种网络文件系统，用于在Windows 和Linux 系统之间共享文

件和打印机。

6. ISO9660 文件系统

CD-ROM使用的标准文件系统。

此外，Linux 支持的文件系统还有minix、msdos、ncpfs、hpfs、umsdos 等。

3.2 Linux 的目录和文件

1.Linux 系统的目录结构

Linux 文件系统由文件和目录组成，文件是专门用来存储数据的对象，目录是一种用来组织

文件和其他目录的容器。Linux 和DOS、Windows 系统一样，使用树形目录结构来组织和管

理文件。

1. / 文件系统的入口，最高一级目录；

2. /bin 基础系统所需要的命令位于此目录，是最小系统所需要的命令，如：ls, cp, mkdir等。

这个目录中的文件都是可执行的，一般的用户都可以使用。

3. /boot 包含Linux内核及系统引导程序所需要的文件，比如vmlinuz initrd.img文件都位于这个目录中。在一般情况下，GRUB或LILO系统引导管理器也位于这个目录；

4. /dev 设备驱动程序文件存储目录，比如声卡、磁盘等，是Linux文件系统的一个闪亮的特性-所有对象都是文件或目录。仔细观察这个目录你会发现hda1, hda2等,它们代表系统主硬盘的不同分区。

5. /etc 存放系统程序或者一般工具的配置文件。

如安装了apache2之后，配置文件在/etc/apache2/目录下。

/etc/init.d这个目录是用来存放系统或服务器以System V模式启动的脚本，这在以System V模式启动或初始化的系统中常见。

6. /home 普通用户默认存放目录Linux是多用户环境，所以每一个用户都有一个只有自己可以访问的目录（当然管理员也可以访问）。它们以/home/username的方式存在。这个目录也保存一些应用对于这个用户的配置，比如IRC, X等。

7. /lib 库文件存放目录这里包含了系统程序所需要的所有共享库文件，类似于Windows的共享库DLL文件。

8. /var 这个目录的内容是经常变动，因为存储的文件，如数据库，数据文件大小是在不断的增大。

/var/log这是用来存放系统日志的目录。

/var/www目录是定义Apache服务器站点存放目录；/var/lib用来存放一些库文件，比如MySQL的，以及MySQL数据库的的存放地；

/var/log系统日志存放，分析日志要看这个目录的东西；

/var/spool打印机、邮件、代理服务器等假脱机目录；

9. /lost+found 在ext2或ext3文件系统中，当系统意外崩溃或机器意外关机，而产生一些文件碎片放在这里。当系统启动的过程中fsck工具会检查这里，并修复已经损坏的文件系统。 有时系统发生问题，有很多的文件被移到这个目录中，可能会用手工的方式来修复，或移到文件到原来的位置上。

Linux应该正确的关机。但有时你的系统也可能崩溃掉或突然断电使系统意外关机。那么启动的时候fsck将会进行长时间的文件系统检查。Fsck会检测并试图恢复所发现的'不正确的文件。被恢复的文件会放置在这个目录中。所恢复的文件也许并不完整或并不合理，但毕竟提供了一些恢复数据的机会。

10. /media 即插即用型存储设备的挂载点自动在这个目录下创建，比如USB盘系统自动挂载后，会在这个目录下产生一个目录 ；CDROM/DVD自动挂载后，也会在这个目录中创建一个目录，类似cdrom的目录。这个只有在最新的发行套件上才有. 10. /mnt /mnt这个目录一般是用于存放挂载储存设备的挂载目录的，比如有cdrom等目录。有时我们可以把让系统开机自动挂载文件系统，把挂载点放在这里也是可以的。比如光驱可以挂载到/mnt/cdrom。

11. /opt 表示的是可选择的意思，有些软件包也会被安装在这里，也就是自定义软件包，比如在Fedora Core 5.0中，OpenOffice就是安装在这里。有些我们自己编译的软件包，就可以安装在这个目录中；通过源码包安装的软件，可以通过./configure --prefix=/opt/，将软件安装到opt目录。

这个目录包含所有默认系统安装之外的软件和添加的包。

12. /proc 操作系统运行时，进程（正在运行中的程序）信息及内核信息（比如cpu、硬盘分区、内存信息等）存放在这里。/proc目录是伪装的文件系统proc的挂载目录，proc并不是真正的文件系统。

这是系统中极为特殊的一个目录，实际上任何分区上都不存在这个目录。它实际是个实时的、驻留在内存中的文件系统。

13. /root Linux超级权限用户root的家目录；

14. /sbin 大多是涉及系统管理的命令的存放，是超级权限用户root的可执行命令存放地，普通用户无权限执行这个目录下的命令；

这个目录和

/usr/sbin;/usr/X11R6/sbin或/usr/local/sbin目录是相似的； 我们记住就行了，凡是目录sbin中包含的都是root权限才能执行的。

15. /tmp 临时文件目录，有时用户运行程序的时候，会产生临时文件。/tmp就用来存放临时文件的。/var/tmp目录和这个目录相似。

许多程序在这里建立lock文件和存储临时数据。有些系统会在启动或关机时清空此目录。

16. /usr 这个是系统存放程序的目录，比如命令、帮助文件等。

这个目录下有很多的文件和目录。

当我们安装一个Linux发行版官方提供的软件包时，大多安装在这里。

如果有涉及服务器配置文件的，会把配置文件安装在/etc目录中。