VMware虛擬機(jī)存儲(chǔ)管理

1、VMware虛擬機(jī)存儲(chǔ)管理實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)共享存儲(chǔ)VMwarevSphere環(huán)境中對(duì)共享存儲(chǔ)的訪問是通過VMwarevStorageVMFS實(shí)現(xiàn)的，這是一種專為虛擬機(jī)設(shè)計(jì)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(jì)、構(gòu)造和優(yōu)化的，可讓多個(gè)虛擬機(jī)對(duì)由集群式存儲(chǔ)構(gòu)成的整合池進(jìn)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(jī)和虛擬磁盤文件實(shí)時(shí)遷移，以及分布式資源調(diào)度、整合備份和自動(dòng)災(zāi)難恢復(fù)。作為文件系統(tǒng)，VMwarevStorageVMFS將構(gòu)成虛擬機(jī)的所有文件存儲(chǔ)在一個(gè)目錄中。經(jīng)過優(yōu)化，可以支持大型文

2、件，同時(shí)也可以執(zhí)行許多小型的并發(fā)寫操作。通過自動(dòng)處理虛擬機(jī)文件，VMwarevStorageVMFS對(duì)整個(gè)虛擬機(jī)進(jìn)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(shí)上，VMwareInfrastructure3之所以被TechTarget評(píng)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(shí)現(xiàn)了一個(gè)存儲(chǔ)資源界面，使得多種類型的存儲(chǔ)(SAN、iSCSI和NAS)能夠以可承載虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的形式出現(xiàn)。通過以聚合存儲(chǔ)資源方式實(shí)現(xiàn)那些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)，VMwarevStorageVMFS可提供在最少停機(jī)或無停

3、機(jī)的情況下增加共享存儲(chǔ)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(shí)間只允許一臺(tái)服務(wù)器對(duì)同一文件進(jìn)行讀寫訪問。與之相對(duì)，VMwarevStorageVMFS使用共享存儲(chǔ)來允許多個(gè)VMwareESX實(shí)例對(duì)同一存儲(chǔ)資源進(jìn)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(jìn)行快速、彈性的恢復(fù)。此外，VMwarevStorageVMFS提供了進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)所必需的虛擬機(jī)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(xiàng)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(qiáng)了虛擬機(jī)與底層存儲(chǔ)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(dú)特功能使虛擬機(jī)可以無縫地加入集群，并且不會(huì)產(chǎn)生管理開銷。2）存儲(chǔ)連接選項(xiàng)VMware在VMwarevSphere軟件中內(nèi)置了一個(gè)功能強(qiáng)大的存儲(chǔ)界面，可為您提供廣泛的存儲(chǔ)虛擬化連接選項(xiàng)，同時(shí)為虛擬機(jī)提供一致的存儲(chǔ)表示形式。VMwarevStorageVMFS經(jīng)過了

5、優(yōu)化、嚴(yán)格測(cè)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(chǔ)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(duì)虛擬機(jī)顯示為裝載的SCSI設(shè)備。虛擬磁盤對(duì)操作系統(tǒng)隱藏了SAN的所有間歇性錯(cuò)誤。這樣，虛擬磁盤對(duì)虛擬機(jī)就顯示為本地SCSI目標(biāo)，獨(dú)立于所使用的具體存儲(chǔ)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(jī)中運(yùn)行。光纖通道SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）為VMwarevSphere環(huán)境提供了強(qiáng)大的功能，包括VMwareVMotion和VMwareDRS。在SAN中進(jìn)行存儲(chǔ)整合即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)

6、保護(hù)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(gè)服務(wù)器、交換機(jī)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(gè)共享存儲(chǔ)資源上整合許多虛擬機(jī)，從而簡(jiǎn)化管理，同時(shí)提高可擴(kuò)展性、可靠性和性能。iSCSISANiSCSI是一種提供可擴(kuò)展、高性價(jià)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(huì)非常耗時(shí)并且容易出錯(cuò)，因?yàn)樵O(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(dòng)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(jī)對(duì)iSCSI存儲(chǔ)進(jìn)行本機(jī)訪問。既可以使用硬件啟動(dòng)器，也可以使用軟件啟動(dòng)器。軟件啟動(dòng)器支持網(wǎng)卡綁定。硬件啟動(dòng)器支持多路徑功能和從SAN啟動(dòng)。NAS網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(NAS)設(shè)備可提供所有VMwarevSphere功能。網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)通過標(biāo)準(zhǔn)LAN或WAN網(wǎng)絡(luò)提供對(duì)存儲(chǔ)的文件級(jí)訪問。通常，NAS設(shè)備僅按照數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)訪問以及存儲(chǔ)和訪問管理進(jìn)行定制。NAS系統(tǒng)一般包含一個(gè)或多個(gè)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?yàn)镹AS以文件級(jí)訪問為基礎(chǔ)。3）虛擬機(jī)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)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(jī)磁盤文件實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)遷移虛擬數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，從而可以減少或消除計(jì)劃內(nèi)停機(jī)。VMwareStorageVMotion采用了VMwareVMotion（種經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)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(jī)）的相同原理，并應(yīng)用這些原理來將虛擬機(jī)磁盤文件從一個(gè)共享存儲(chǔ)位置遷移到另一個(gè)位置。該技術(shù)支持主動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)遷移，可簡(jiǎn)化陣列刷新和停用、提高存儲(chǔ)I/O性能，并提供高效的

9、存儲(chǔ)容量管理功能。VMwareStorageVMotion實(shí)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(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行獨(dú)立于LUN的虛擬機(jī)磁盤文件遷移。下面是其工作原理：移動(dòng)磁盤文件之前，StorageVMotion會(huì)在目標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中為虛擬機(jī)創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬機(jī)主目錄。接著，將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬機(jī)實(shí)例。其配置保留在新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。然后，StorageVMotion會(huì)為每個(gè)所移動(dòng)的虛擬機(jī)磁盤創(chuàng)建一個(gè)子磁盤，用于在父磁盤處于只讀模式的同時(shí)捕獲寫活動(dòng)的副本。將原始父磁盤復(fù)制到新的存儲(chǔ)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(jī)副本的轉(zhuǎn)移后，原始實(shí)例將關(guān)閉。然后，從VMwarevStorageVMFS中刪除源位置的原始虛擬機(jī)主目錄。整個(gè)過程所花費(fèi)的時(shí)間與冷遷移大致相同，并且與虛擬機(jī)磁盤的大小有關(guān)。從原始虛擬機(jī)到新實(shí)例的最終切換可在兩秒內(nèi)完成，并且對(duì)應(yīng)用程序用戶是透明的。StorageVMotion使用獨(dú)立于特定存儲(chǔ)類型的高級(jí)拷貝引擎技術(shù)。這意味著它適用于您已有的任何存儲(chǔ)類型。虛擬化性能基礎(chǔ)知識(shí)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(yùn)行單個(gè)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(duì)，虛擬化技術(shù)使用虛擬機(jī)逐個(gè)承載這些應(yīng)用程序

11、，從而可以在單個(gè)物理服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序。通過同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，可以促使物理服務(wù)器達(dá)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(gè)虛擬機(jī)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(gè)虛擬機(jī)遇到可用性問題，它不會(huì)影響運(yùn)行在該服務(wù)器上的其他虛擬機(jī)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(shí)，VMware能夠在不中斷服務(wù)的情況下，自動(dòng)將應(yīng)用程序從一臺(tái)物理服務(wù)器實(shí)時(shí)遷移到另一臺(tái)。此功能在備份和恢復(fù)方面具有許多相對(duì)于物理基礎(chǔ)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，但是VMware還利用實(shí)時(shí)遷移來實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)功能，例如基于策略的硬件資源動(dòng)態(tài)分配。資

12、源分配VMware解決方案可對(duì)四類主要硬件資源進(jìn)行虛擬化：處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)，并使用一流的虛擬機(jī)管理程序動(dòng)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(gè)部分將介紹每種資源類型對(duì)性能的影響。對(duì)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(duì)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(jī)能夠充分利用多核和多處理器配置，從而支持運(yùn)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(huì)對(duì)應(yīng)用程序性能造成負(fù)面影響。對(duì)內(nèi)存(RAM)的性能影響虛擬化不會(huì)

13、減少運(yùn)行應(yīng)用程序及其主機(jī)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(gè)限制因素，決定了總共可在單個(gè)物理服務(wù)器上整合多少個(gè)虛擬機(jī)。VMware技術(shù)僅添加了非常小的內(nèi)存開銷，并提供了高級(jí)內(nèi)存管理機(jī)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(dòng)地?cái)U(kuò)充和縮減為每個(gè)虛擬機(jī)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(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的服務(wù)器整合。對(duì)存儲(chǔ)的性能影響虛擬機(jī)運(yùn)行未經(jīng)修改的完整操作系統(tǒng)，因此需要幾個(gè)GB的存儲(chǔ)空間來保存應(yīng)用程序、文檔、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序及其他數(shù)據(jù)。在單個(gè)物理服務(wù)器上整合多個(gè)虛擬機(jī)時(shí)，它們組合起來的文件大小和同時(shí)快速訪問所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的需要會(huì)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(jī)提供對(duì)共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的并發(fā)訪問。集中式的存儲(chǔ)有助于減少延遲和提高吞吐量，并為實(shí)時(shí)遷移和整合備份等獨(dú)特功能奠定了基礎(chǔ)。對(duì)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