我們知道，服務器擴展存儲的手段主要有直連存儲（DAS）、存儲區域網絡（SAN）和網絡附加存儲（NAS）這三種類型。那么哪種存儲類型可以用來實現虛擬磁盤呢？在虛擬化環境中，類似VMWare這樣的虛擬機管理程序hypervisor，要同時給很多VM分配存儲空間。這個過程中，我們需要先把物理存儲資源重新劃分成虛擬磁盤，然后再分配給VM。顯然我們不能用DAS方式把物理磁盤直連到VM上，如果這樣，需要的物理磁盤就太多了。SAN是以邏輯單元（LUN：Logic Unit）的形式提供存儲資源，但是虛擬環境中VM的數量是很大的，而且倫的數量不足以支持這么多虛擬磁盤。

更重要的是，虛擬磁盤是為大量VM共享的，由于VM需要隨時創建、刪除或遷移，所以需要在遷移VM時共享存儲空間，只有原始數據不會丟失。DAS還是SAN，都不適合共享存儲。考慮到資源分配以及共享的問題，虛擬機管理程序以NAS的方式實現虛擬磁盤。VMware通常使用VMFS（虛擬機文件系統）或NFS協議實現虛擬磁盤，VMFS文件系統是專門針對虛擬機環境協議。

每一個虛擬機的數據實際上是一堆文件，及最重要的文件的虛擬磁盤文件（VMDK文件），也有交換分區文件（VSWP文件，等價交換），非易失性存儲器（NVRAM的文件相當于BIOS），等等。每個VM對虛擬磁盤的IO操作實際上是對虛擬磁盤文件的讀寫操作。

設計、施工、和虛擬服務器環境和優化，允許多個虛擬機訪問集成的集群存儲池，從而大大提高了資源的利用率。使用和實現資源共享，管理員可以直接從更高的效率和存儲利用率中獲益。最主要的一種使用虛擬磁盤的方式就是實例存儲，每個VM都是虛擬機的一個實例，虛擬機管理程序在每個實例中提供一個仿真硬件環境，它包括CPU、內存和磁盤。這樣，虛擬磁盤就是虛擬機實例的一部分，就像物質世界。刪除VM后，虛擬磁盤也將被刪除。

在這個實例存儲模型中，虛擬磁盤與虛擬機之間的存儲關系，事實上，它是DAS存儲。但是虛擬磁盤的底層實現，我們說，它是以NAS的方式實現的。虛擬機管理程序的作用是存儲VM層的存儲模型，這是從實施協議分離（VMFS或NFS）的虛擬機的低層。

實例存儲有它的限制，開發人員通常希望分離實例數據，例如OS和安裝的一些服務器應用程序和用戶數據，這樣重建VM的時候可以保留用戶的數據。這個需求衍生出另外一種存儲模型：卷存儲。卷是存儲的主要單元，相當于虛擬磁盤分區。它不是虛擬機實例的一部分，它可以被認為是虛擬機的外部存儲設備。

該卷可以從一個VM卸載，然后附加到另一個VM。通過這種方式，我們實現了實例數據與用戶數據的分離。OpenStack的煤渣是一個體積存儲的實現。除了實例存儲和卷存儲之外，最后我們還提到另一種特殊的虛擬存儲：對象存儲。很多云應用需要在不同的VM之間共享數據，它常常需要跨越多個數據中心，而對象存儲可以解決這個問題。在前一篇文章中的云計算IaaS管理平臺的基本功能是什么？》中曾經提到過對象存儲。

在對象存儲模型中，數據存儲在存儲段（bucket）中，桶也可以被稱為“水桶”，因為它字面意思。我們可以用硬盤來類推，對象像一個文件，而存儲段就像一個文件夾（或目錄）。可以通過統一資源標識符（URI：統一資源標識符）找到對象和存儲段。

對象存儲的核心設計思想實際上是虛擬化，它是文件的物理存儲位置，如卷、目錄、磁盤等，虛擬化是木桶，它將文件虛擬化為對象。對于應用層，簡化了對數據訪問的訪問，屏蔽了底層存儲技術的異構性和復雜性。

當然你也許會問，NAS存儲技術也是一個可以解決數據共享的問題嗎？由于對象存儲的大小和成本優勢，許多云環境使用對象存儲而不是NAS。因為對象存儲將跨多個節點傳播，最新數據并不總是可用的 因此，對象存儲的數據一致性不強。如果有強一致性的要求，然后你可以使用NAS。目前，在云計算環境中，NAS和對象存儲是共存的。

和NAS一樣，對象存儲也是軟件體系結構，而不是硬件體系結構。應用程序通過REST API直接訪問對象存儲。公共對象存儲包括：Amazon S3和OpenStack的Swift。