在云计算服务模型中，基础设施即服务（IaaS）提供了虚拟化的计算资源，其中虚拟机服务是IaaS的核心内容。云计算环境下的虚拟机存储服务对容量、性能和可用性有着极高的要求，同时成本控制亦非常重要。传统的存储解决方案如直连存储（DAS）、网络附加存储（NAS）、存储区域网络（SAN）以及分布式文件系统在处理虚拟机存储需求时存在局限性，无法同时满足容量、性能、可用性和成本的综合要求。
针对上述问题，本文提出了面向虚拟机的分布式块存储系统的设计与实现。分布式块存储系统通过结合本地数据卷、远程数据卷和日志卷，不仅提供了接近传统三副本技术的高可用性，同时减少了存储容量的需求。系统采用了并发写日志和本地数据卷的方式，并通过后台更新远程数据卷来提高性能，这一策略也减少了网络带宽的开销。测试表明，该分布式块存储系统能够提供底层设备支持的全部IOPS（Input/Output Operations Per Second）和大部分带宽，并且在出现故障时具备容错和恢复能力，恢复过程中的性能表现是可接受的。
在引言部分，文章阐述了IaaS模型下的虚拟机服务的重要性。IaaS云运营商通过提供托管的物理机、虚拟机及其他设施来满足不同用户的需求。文章将虚拟机定义为狭义的系统虚拟机，这些虚拟机的实现包括了Hyper-V、Xen、KVM、VMware等不同的虚拟化技术。虚拟机存储服务的传统类型包括DAS、NAS、SAN以及分布式文件系统，每种类型有其特定的优缺点和应用场景。
传统的DAS是将存储设备直接连接到服务器，这种方式简单直接，但扩展性和共享能力有限。NAS通过网络提供文件级的存储服务，虽然易于共享，但在性能和可管理性上存在限制。SAN则提供块级存储，通过光纤通道等技术连接，性能优越但成本较高。分布式文件系统虽然可以扩展到多个服务器上，但其性能和管理复杂性也较高。这些传统存储方案难以满足IaaS场景下虚拟机存储的综合需求，尤其是在成本控制方面。
分布式块存储系统的提出，针对上述传统存储方案的不足，通过创新性的设计来满足虚拟化环境下对存储服务的新要求。系统设计利用了本地数据卷、远程数据卷和日志卷的结合，通过创新的数据管理策略来提升系统性能和可用性。本地数据卷主要存储虚拟机运行所需的热数据，而远程数据卷则用于存储非频繁访问的冷数据。日志卷的引入则是在写入操作中起到了缓冲作用，确保了写入操作的高性能和数据的一致性。
在实现上，分布式块存储系统通常采用集群化架构，可支持动态扩展，既满足了存储需求的快速增长，又保持了良好的性能和高可用性。系统在处理故障时，能够迅速恢复，保证了数据的持久性和业务连续性。此外，系统通常通过冗余设计，如三副本、纠删码等技术，来提供数据保护和防止数据丢失。
测试与验证部分表明，分布式块存储系统能够提供高性能的I/O服务，即使在出现故障和进行恢复的过程中，系统仍能维持业务运行，不会因为存储系统的故障而导致服务中断。系统整体的IOPS和带宽都得到了充分利用，满足了云计算服务对存储性能的要求。
关键词部分提到了IaaS云、虚拟机、分布式系统、块设备、存储、高性能和高可用性，这些词汇涵盖了文章的核心内容和所要解决的问题。分布式块存储系统的设计与实现，不仅推动了云计算存储技术的发展，也为云服务提供商和租户提供了更加灵活、可靠、高效、低成本的存储解决方案。
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