VMware虛擬機存儲管理

1、VMware虛擬機存儲管理實現(xiàn)虛擬機共享存儲VMwarevSphere環(huán)境中對共享存儲的訪問是通過VMwarevStorageVMFS實現(xiàn)的，這是一種專為虛擬機設(shè)計的高性能集群文件系統(tǒng)。VMwarevStorageVMFS是專為虛擬服務(wù)器環(huán)境而設(shè)計、構(gòu)造和優(yōu)化的，可讓多個虛擬機對由集群式存儲構(gòu)成的整合池進行共享訪問，從而提高資源利用率。VMwarevStorageVMFS還為分布式基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)奠定了基礎(chǔ)，例如虛擬機和虛擬磁盤文件實時遷移，以及分布式資源調(diào)度、整合備份和自動災(zāi)難恢復(fù)。作為文件系統(tǒng)，VMwarevStorageVMFS將構(gòu)成虛擬機的所有文件存儲在一個目錄中。經(jīng)過優(yōu)化，可以支持大型文

2、件，同時也可以執(zhí)行許多小型的并發(fā)寫操作。通過自動處理虛擬機文件，VMwarevStorageVMFS對整個虛擬機進行封裝，使其很容易成為災(zāi)難恢復(fù)解決方案的一部分。事實上，VMwareInfrastructure3之所以被TechTarget評為“20年0度6災(zāi)難恢復(fù)產(chǎn)品”，VMwarevStorageVMFS是主要原因之一。作為邏輯卷管理器，VMwarevStorageVMFS實現(xiàn)了一個存儲資源界面，使得多種類型的存儲(SAN、iSCSI和NAS)能夠以可承載虛擬機的數(shù)據(jù)存儲的形式出現(xiàn)。通過以聚合存儲資源方式實現(xiàn)那些數(shù)據(jù)存儲的動態(tài)增長，VMwarevStorageVMFS可提供在最少停機或無停

3、機的情況下增加共享存儲資源池的能力。VMwarevStorageVMFS與傳統(tǒng)文件系統(tǒng)傳統(tǒng)文件系統(tǒng)在指定時間只允許一臺服務(wù)器對同一文件進行讀寫訪問。與之相對，VMwarevStorageVMFS使用共享存儲來允許多個VMwareESX實例對同一存儲資源進行并發(fā)讀寫訪問。VMwarevStorageVMFS利用分布式日志來允許跨這些多服務(wù)器資源池進行快速、彈性的恢復(fù)。此外，VMwarevStorageVMFS提供了進行災(zāi)難恢復(fù)所必需的虛擬機快照功能，并且是VMwareConsolidatedBackup(VCB)用來提供虛擬環(huán)境代理備份的界面。VMwarevStorageVMFS與CFS和CVM

4、VMwarevStorageVMFS并不包含當(dāng)今的其他集群文件系統(tǒng)(CFM)和集群卷管理(CVM)系統(tǒng)所提供的每一項功能。但是，沒有任何其他CFS/CVM可提供VMwarevStorageVMFS的功能。其分布式鎖定方法加強了虛擬機與底層存儲資源之間的聯(lián)系，這是所有其他CFS或CVM都無法企及的。VMwarevStorageVMFS的獨特功能使虛擬機可以無縫地加入集群，并且不會產(chǎn)生管理開銷。2）存儲連接選項VMware在VMwarevSphere軟件中內(nèi)置了一個功能強大的存儲界面，可為您提供廣泛的存儲虛擬化連接選項，同時為虛擬機提供一致的存儲表示形式。VMwarevStorageVMFS經(jīng)過了

5、優(yōu)化、嚴(yán)格測試和認(rèn)證，可用于廣泛的光纖通道和iSCSISAN設(shè)備，而且還與NAS設(shè)備兼容。這種廣泛的兼容性讓您可以將現(xiàn)有存儲資源輕松連接到虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)。使用VMwarevStorageVMFS，虛擬磁盤文件對虛擬機顯示為裝載的SCSI設(shè)備。虛擬磁盤對操作系統(tǒng)隱藏了SAN的所有間歇性錯誤。這樣，虛擬磁盤對虛擬機就顯示為本地SCSI目標(biāo)，獨立于所使用的具體存儲類型，因此即使操作系統(tǒng)沒有經(jīng)過SAN適用性認(rèn)證，也可以在虛擬機中運行。光纖通道SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）為VMwarevSphere環(huán)境提供了強大的功能，包括VMwareVMotion和VMwareDRS。在SAN中進行存儲整合即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)

6、保護和災(zāi)難恢復(fù)的一致應(yīng)用。光纖通道SAN是許多組織中最常見的基礎(chǔ)架構(gòu)。光纖通道SAN的采購和部署成本非常昂貴，在具有多個服務(wù)器、交換機和陣列的大型環(huán)境中尤其是如此。但是，在光纖通道SAN中使用VMware技術(shù)，可以在SAN中的單個共享存儲資源上整合許多虛擬機，從而簡化管理，同時提高可擴展性、可靠性和性能。iSCSISANiSCSI是一種提供可擴展、高性價比、高性能虛擬化SAN環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖通道SAN中，基礎(chǔ)架構(gòu)方面的更改會非常耗時并且容易出錯，因為設(shè)備通過物理端口地址連接到網(wǎng)絡(luò)，而這些地址是明確分配的并編碼在設(shè)備的硬件中。通過消除光纖通道SAN的高昂成本和復(fù)雜性，iSCSI支持增加了在

7、中小型企業(yè)中全面部署VMware的可能性。利用VMware技術(shù)，iSCSI啟動器與VMwareESX內(nèi)核集成在一起，從而允許直接從VMwareESX服務(wù)器主機對iSCSI存儲進行本機訪問。既可以使用硬件啟動器，也可以使用軟件啟動器。軟件啟動器支持網(wǎng)卡綁定。硬件啟動器支持多路徑功能和從SAN啟動。NAS網(wǎng)絡(luò)連接存儲(NAS)設(shè)備可提供所有VMwarevSphere功能。網(wǎng)絡(luò)連接存儲通過標(biāo)準(zhǔn)LAN或WAN網(wǎng)絡(luò)提供對存儲的文件級訪問。通常，NAS設(shè)備僅按照數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)訪問以及存儲和訪問管理進行定制。NAS系統(tǒng)一般包含一個或多個硬盤，并提供某種程度的冗余(RAID)。通常，NAS系統(tǒng)也稱為文件服務(wù)器

8、，因為NAS以文件級訪問為基礎(chǔ)。3）虛擬機實時存儲遷移作為虛擬化的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，VMware提供執(zhí)行虛擬機磁盤文件實時遷移的能力，并且是具備此能力的唯一提供商。使用新的VMwareStorageVMotion功能，您可以在不中斷服務(wù)的情況下跨異構(gòu)陣列實時遷移虛擬數(shù)據(jù)存儲，從而可以減少或消除計劃內(nèi)停機。VMwareStorageVMotion采用了VMwareVMotion（種經(jīng)過生產(chǎn)驗證的技術(shù)，可用于無中斷地在物理服務(wù)器之間遷移虛擬機）的相同原理，并應(yīng)用這些原理來將虛擬機磁盤文件從一個共享存儲位置遷移到另一個位置。該技術(shù)支持主動進行存儲遷移，可簡化陣列刷新和停用、提高存儲I/O性能，并提供高效的

9、存儲容量管理功能。VMwareStorageVMotion實際應(yīng)用StorageVMotion通過磁盤快照、REDOlog、父/子磁盤關(guān)系和快照整合等核心VMware技術(shù)，支持在虛擬機運行時進行獨立于LUN的虛擬機磁盤文件遷移。下面是其工作原理：移動磁盤文件之前，StorageVMotion會在目標(biāo)數(shù)據(jù)存儲中為虛擬機創(chuàng)建一個新的虛擬機主目錄。接著，將會創(chuàng)建一個新的虛擬機實例。其配置保留在新的數(shù)據(jù)存儲中。然后，StorageVMotion會為每個所移動的虛擬機磁盤創(chuàng)建一個子磁盤，用于在父磁盤處于只讀模式的同時捕獲寫活動的副本。將原始父磁盤復(fù)制到新的存儲位置。子磁盤重新成為新位置中新復(fù)制的父磁盤的

10、父磁盤。完成到新虛擬機副本的轉(zhuǎn)移后，原始實例將關(guān)閉。然后，從VMwarevStorageVMFS中刪除源位置的原始虛擬機主目錄。整個過程所花費的時間與冷遷移大致相同，并且與虛擬機磁盤的大小有關(guān)。從原始虛擬機到新實例的最終切換可在兩秒內(nèi)完成，并且對應(yīng)用程序用戶是透明的。StorageVMotion使用獨立于特定存儲類型的高級拷貝引擎技術(shù)。這意味著它適用于您已有的任何存儲類型。虛擬化性能基礎(chǔ)知識虛擬化性能與傳統(tǒng)IT性能當(dāng)今生產(chǎn)環(huán)境中的大多數(shù)服務(wù)器都僅運行單個應(yīng)用程序。雖然這種方法可以確保應(yīng)用程序平穩(wěn)操作，但只利用了底層硬件上可用IT資源的一小部分。與之相對，虛擬化技術(shù)使用虛擬機逐個承載這些應(yīng)用程序

11、，從而可以在單個物理服務(wù)器上同時運行多個應(yīng)用程序。通過同時運行多個虛擬機，可以促使物理服務(wù)器達到更高的利用率，不過具有一定的性能開銷。可用性駐留在同一物理服務(wù)器上的各個虛擬機共享底層硬件資源，但是彼此完全隔離，就像是從物理上分離的一樣。這意味著，如果一個虛擬機遇到可用性問題，它不會影響運行在該服務(wù)器上的其他虛擬機中的應(yīng)用程序的可用性。當(dāng)?shù)讓佑布旧碛龅叫阅芑蚩捎眯詥栴}時，VMware能夠在不中斷服務(wù)的情況下，自動將應(yīng)用程序從一臺物理服務(wù)器實時遷移到另一臺。此功能在備份和恢復(fù)方面具有許多相對于物理基礎(chǔ)架構(gòu)的優(yōu)勢，但是VMware還利用實時遷移來實現(xiàn)一些高級功能，例如基于策略的硬件資源動態(tài)分配。資

12、源分配VMware解決方案可對四類主要硬件資源進行虛擬化：處理器、內(nèi)存、存儲和網(wǎng)絡(luò)，并使用一流的虛擬機管理程序動態(tài)分配這些資源以平衡不斷變化的應(yīng)用程序需求。下面這幾個部分將介紹每種資源類型對性能的影響。對CPU的性能影響CPU虛擬化增加了不同程度的開銷，具體取決于許多不同的因素。對于大量使用處理器的應(yīng)用程序，任何CPU虛擬化開銷都可能造成總體性能降低。VMware解決方案能夠以高度有效的方式平衡處理器負(fù)載，并且VMware虛擬機能夠充分利用多核和多處理器配置，從而支持運行大量使用處理器的工作負(fù)載(如數(shù)據(jù)庫和電子郵件服務(wù)器)，而不會對應(yīng)用程序性能造成負(fù)面影響。對內(nèi)存(RAM)的性能影響虛擬化不會

13、減少運行應(yīng)用程序及其主機操作系統(tǒng)所需的RAM量，與任何軟件一樣，虛擬化層自身需要使用一部分RAM。因此，內(nèi)存通常是一個限制因素，決定了總共可在單個物理服務(wù)器上整合多少個虛擬機。VMware技術(shù)僅添加了非常小的內(nèi)存開銷，并提供了高級內(nèi)存管理機制，如RAM過量使用和透明頁共享(可隨應(yīng)用程序負(fù)載的增加和減少自動地擴充和縮減為每個虛擬機分配的RAM量)。與使用傳統(tǒng)靜態(tài)虛擬內(nèi)存相比，此功能讓您可以實現(xiàn)更高級別的服務(wù)器整合。對存儲的性能影響虛擬機運行未經(jīng)修改的完整操作系統(tǒng)，因此需要幾個GB的存儲空間來保存應(yīng)用程序、文檔、設(shè)備驅(qū)動程序及其他數(shù)據(jù)。在單個物理服務(wù)器上整合多個虛擬機時，它們組合起來的文件大小和同時快速訪問所存儲數(shù)據(jù)的需要會影響I/O性能。VMware解決方案通過VMwarevStorageVMFS幫助改善I/O性能，VMwarevStorageVMFS可為虛擬機提供對共享數(shù)據(jù)存儲的并發(fā)訪問。集中式的存儲有助于減少延遲和提高吞吐量，并為實時遷移和整合備份等獨特功能奠定了基礎(chǔ)。對網(wǎng)絡(luò)連接的性能影響虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)連接