超融合技術(shù)白皮書

-.z.深信服超融合架構(gòu)技術(shù)白皮書深信服科技修訂記錄-.z.TOC\o"1-6"\h\z\u第1章、前言31.1IT時代的變革31.2白皮書總覽3第2章、深信服超融合技術(shù)架構(gòu)31.1超融合架構(gòu)概述3超融合架構(gòu)的定義31.2深信服超融合架構(gòu)組成模塊3系統(tǒng)總體架構(gòu)3計算虛擬化平臺3概述3技術(shù)原理3的Hypervisor架構(gòu)3虛擬化實現(xiàn)3的技術(shù)特性3存NUMA技術(shù)333虛擬機生命周期管理3虛擬交換機3動態(tài)資源調(diào)度3的特色技術(shù)3快虛3虛擬機熱遷移3虛擬磁盤加密3虛擬機的HA3多USB映射3存儲虛擬化3存儲虛擬化概述3虛擬后對存儲帶來的挑戰(zhàn)3分布式存儲技術(shù)的開展3深信服aSAN概述3技術(shù)原理3主機管理3文件副本3磁盤管理3讀緩存原理3寫緩存原理3磁盤故障處理機制3深信服aSAN功能特性3存儲精簡配置3私網(wǎng)鏈路聚合3數(shù)據(jù)一致性檢查3網(wǎng)絡(luò)虛擬化3網(wǎng)絡(luò)虛擬化概述3網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)原理333底層的實現(xiàn)3功能特性3分布式虛擬交換機3333深信服aNet的特色技術(shù)3網(wǎng)絡(luò)探測功能3全網(wǎng)流量可視3所畫即所得業(yè)務(wù)邏輯拓?fù)?深信服超融合架構(gòu)產(chǎn)品介紹3產(chǎn)品概述3產(chǎn)品定位3第3章、深信服超融合架構(gòu)帶來的核心價值31.1可靠性：31.2平安性31.3靈活彈性31.4易操作性3第4章、超融合架構(gòu)最正確實踐3IT時代的變革20世紀(jì)90年代，隨著Windows的廣泛使用及Linu*效勞器操作系統(tǒng)的出現(xiàn)奠定了*86效勞器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地位，然而*86效勞器部署的增長帶來了新的IT根底架構(gòu)和運作難題，包括：根底架構(gòu)利用率低、物理根底架構(gòu)本錢日益攀升、IT管理本錢不斷提高以及對關(guān)鍵應(yīng)用故障和災(zāi)難保護缺乏等問題。*86效勞器虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，通過將*86系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成通用的共享硬件根底架構(gòu)，充分挖掘硬件的潛力，提高硬件的利用效率，降低硬件和運營本錢，并且簡化運維降低管理本錢，最終幫助用戶把更多的時間和本錢轉(zhuǎn)移到對業(yè)務(wù)的投入上。隨著云計算和虛擬化技術(shù)向構(gòu)建新一代數(shù)據(jù)中心方向開展，關(guān)鍵以虛擬化為根底，實現(xiàn)管理以及業(yè)務(wù)的集中，對數(shù)據(jù)中心資源進展動態(tài)調(diào)整和分配，重點滿足企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用向*86系統(tǒng)遷移對于資源高性能、高可靠、平安性和高可適應(yīng)性上的要求，同時提高根底架構(gòu)的自動化管理水平，確保滿足根底設(shè)施快速適應(yīng)業(yè)務(wù)的商業(yè)訴求，支持企業(yè)應(yīng)用云化部署。云計算并不是一種新的技術(shù)，而是在一個新理念的驅(qū)動下產(chǎn)生的技術(shù)組合。在云計算之前，企業(yè)部署一套效勞，需要經(jīng)歷組網(wǎng)規(guī)劃，容量規(guī)劃，設(shè)備選型，下單，付款，發(fā)貨，運輸，安裝，部署，調(diào)試的整個完整過程。這個周期在大型工程中需要以周甚至月來計算。在引入云計算后，這整個周期縮短到以分鐘來計算。IT業(yè)有一條摩爾定律，芯片速度容量每18個月提升一倍。同時，IT行業(yè)還有一條反摩爾定律，所有無法追隨摩爾定律的廠家將被淘汰。IT行業(yè)是快魚吃慢魚的行業(yè)，使用云計算可以提升IT設(shè)施供應(yīng)效率，不使用則會拖慢產(chǎn)品或效勞的擴腳步，一步慢步步慢。云計算當(dāng)然還會帶來別的好處，比方提升復(fù)用率縮減本錢，降低能源消耗，縮減維護人力本錢等方面的優(yōu)勢，但在反摩爾定律面前，已經(jīng)顯得不是則重要。業(yè)界關(guān)于云計算技術(shù)的定義，是通過虛擬化技術(shù)，將不同的根底設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化為一樣的業(yè)務(wù)部件，然后利用這些業(yè)務(wù)部件，依據(jù)用戶需求自動化組合來滿足各種個性化的訴求。云著重于虛擬化，標(biāo)準(zhǔn)化，和自動化。深信服的超融合架構(gòu)是一款成熟的Iaas層的云計算解決方案，除滿足上面所述的虛擬化，標(biāo)準(zhǔn)化和自動化訴求外，秉承深信服公司產(chǎn)品的優(yōu)秀基因，向您提供簡單易用，平安可靠的產(chǎn)品。本文檔向您講述深信服超融合架構(gòu)解決方案中所用到的相關(guān)技術(shù)，通過閱讀本文檔，您能夠了解到：云的虛擬化，標(biāo)準(zhǔn)化，易用性，易管理這些關(guān)鍵技術(shù)是如何在深信服的超融合架構(gòu)解決方案中表達的；超融合架構(gòu)解決方案是如何做到簡單，平安可靠的；超融合解決方案所包含的部件，所涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域，使用的主要的一些技術(shù)；針對超融合架構(gòu)提供的各種技術(shù)選擇，您怎樣使用它們來滿足您的業(yè)務(wù)訴求。白皮書總覽本書介紹的容大致如下：第一章、在前言局部，給您對云計算，云平臺有一個概括性的認(rèn)識，并對本文檔的閱讀給出指導(dǎo)。第二章、講述超融合架構(gòu)中的主要功能模塊，各個功能模塊的技術(shù)細(xì)節(jié)介紹。第三章、向您介紹深信服超融合架構(gòu)中的技術(shù)在為客戶帶來的核心價值。第四章、分享超融合架構(gòu)在客戶中的實際應(yīng)用場景，并給出深信服超融合架構(gòu)產(chǎn)品的體驗途徑，非常歡送您來試用。超融合架構(gòu)概述超融合架構(gòu)的定義超融合根底架構(gòu)，這是一種將計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲等資源作為根本組成元素，根據(jù)系統(tǒng)需求進展選擇和預(yù)定義的一種技術(shù)架構(gòu)，具體實現(xiàn)方式上一般是指在同一套單元節(jié)點〔*86效勞器〕中融入軟件虛擬化技術(shù)〔包括計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲、平安等虛擬化〕，而每一套單元節(jié)點可以通過網(wǎng)絡(luò)聚合起來，實現(xiàn)模塊化的無縫橫向擴展〔scale-out〕，構(gòu)建統(tǒng)一的資源池。深信服超融合架構(gòu)組成模塊系統(tǒng)總體架構(gòu)深信服超融合架構(gòu)圖深信服超融合架構(gòu)在基于底層根底架構(gòu)〔標(biāo)準(zhǔn)的*86硬件〕上將計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、平安軟件化，通過這種軟件化的方式，即計算虛擬化aSV、存儲虛擬化aSAN、網(wǎng)絡(luò)虛擬化aNet，構(gòu)建了數(shù)據(jù)中心里所需的最小資源單元，通過資源池中的最小單元，提供了數(shù)據(jù)中心IT根底架構(gòu)中所需的全部資源。aSV計算虛擬化平臺概述計算資源虛擬化技術(shù)就是將通用的*86效勞器經(jīng)過虛擬化軟件，對最終用戶呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬機。這些虛擬機就像同一個廠家生產(chǎn)的系列化的產(chǎn)品一樣，具備系列化的硬件配置，使用一樣的驅(qū)動程序。虛擬化技術(shù)起源于大型機，最早可以追溯到上世紀(jì)六、七十年代大型機上的虛擬分區(qū)技術(shù)，即允許在一臺主機上運行多個操作系統(tǒng)，讓用戶盡可能充分地利用昂貴的大型機資源。隨著技術(shù)的開展和市場競爭的需要，虛擬化技術(shù)向小型機或UNI*效勞器上移植，只是由于真正使用大型機和小型機的用戶還是少數(shù)，加上各廠商產(chǎn)品和技術(shù)之間的不兼容，使得虛擬化技術(shù)不太被公眾所關(guān)注?！沧ⅲ河捎?86架構(gòu)在設(shè)計之初并沒有考慮支持虛擬化技術(shù)，它本身的構(gòu)造和復(fù)雜性使得在其之上進展虛擬化非常困難，早期的*86架構(gòu)并沒有成為虛擬化技術(shù)的受益者〕20世紀(jì)90年代，虛擬化軟件廠商采用一種軟件解決方案，以VMM(VirtualMachineMonitor,VMM虛擬機監(jiān)視器)為中心使*86效勞器平臺實現(xiàn)虛擬化。然而這種純軟件的"全虛擬化〞模式，每個GuestOS〔客戶操作系統(tǒng)〕獲得的關(guān)鍵平臺資源都要由VMM控制和分配，需要利用二進制轉(zhuǎn)換，而二進制轉(zhuǎn)換帶來的開銷使得"完全虛擬化〞的性能大打折扣。為解決性能問題，出現(xiàn)了一種新的虛擬化技術(shù)"半虛擬化〞，即不需要二進制轉(zhuǎn)換，而是通過對客戶操作系統(tǒng)進展代碼級修改，使定制的GuestOS獲得額外的性能和高擴展性，但是修改GuestOS也帶來了系統(tǒng)指令級的沖突及運行效率問題，需要投入大量優(yōu)化的工作。當(dāng)前，虛擬化技術(shù)已經(jīng)開展到了硬件支持的階段，"硬件虛擬化〞技術(shù)就是把純軟件虛擬化技術(shù)的各項功能用硬件電路來實現(xiàn)，可減少VMM運行的系統(tǒng)開銷，可同時滿足CPU半虛擬化和二進制轉(zhuǎn)換技術(shù)的需求，深信服的超融合架構(gòu)解決方案中的計算虛擬化采用aSV虛擬化系統(tǒng)，通過將效勞器資源虛擬化為多臺虛擬機。最終用戶可以在這些虛擬機上安裝各種軟件，掛載磁盤，調(diào)整配置，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，就像普通的*86效勞器一樣使用它。計算虛擬化是超融合的架構(gòu)中必不可少的關(guān)鍵因素，對于最終用戶，虛擬機比物理機的優(yōu)勢在于它可以很快速的發(fā)放，很方便的調(diào)整配置和組網(wǎng)。對于維護人員來講，虛擬機復(fù)用了硬件，這樣硬件更少，加上云平臺的自動維護能力，這樣整個IT系統(tǒng)的本錢顯著降低。aSV技術(shù)原理效勞器務(wù)器虛擬化前后的巨大差異，源于虛擬機與物理效勞器的本質(zhì)區(qū)別上：虛擬機的定義：虛擬機(VirtualMachine)是由虛擬化層提供的高效、獨立的虛擬計算機系統(tǒng)，每臺虛擬機都是一個完整的系統(tǒng)，它具有處理器、存、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備和BIOS，因此操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序在虛擬機中的運行方式與它們在物理效勞器上的運行方式?jīng)]有什么區(qū)別。虛擬機的本質(zhì)區(qū)別：與物理效勞器相比，虛擬機不是由真實的電子元件組成，而是由一組虛擬組件〔文件〕組成，這些虛擬組件與物理效勞器的硬件配置無關(guān)，關(guān)鍵與物理效勞器相比，虛擬機具有以下優(yōu)勢：抽象解耦：1.可在任何*86架構(gòu)的效勞器上運行；2.上層應(yīng)用操作系統(tǒng)不需修改即可運行；分區(qū)隔離：1.可與其他虛擬機同時運行；2.實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)存儲的平安隔離；封裝移動：1.可封裝于文件之中，通過簡單的文件復(fù)制實現(xiàn)快速部署、備份及復(fù)原；2.可便捷地將整個系統(tǒng)〔包括虛擬硬件、操作系統(tǒng)和配置好的應(yīng)用程序〕在不同的物理效勞器之間進展遷移，甚至可以在虛擬機正在運行的情況下進展遷移；aSV的Hypervisor架構(gòu)Hypervisor是一種運行在物理效勞器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層,可允許多個操作系統(tǒng)和應(yīng)用共享一套根底物理硬件，因此也可以看作是虛擬環(huán)境中的"元〞操作系統(tǒng)，它可以協(xié)調(diào)訪問效勞器上的所有物理設(shè)備和虛擬機，也叫虛擬機監(jiān)視器〔VirtualMachineMonitor〕。Hypervisor是所有虛擬化技術(shù)的核心。非中斷地支持多工作負(fù)載遷移的能力是Hypervisor的根本功能。當(dāng)效勞器啟動并執(zhí)行Hypervisor時，它會給每一臺虛擬機分配適量的存、CPU、網(wǎng)絡(luò)和磁盤，并加載所有虛擬機的客戶操作系統(tǒng)。虛擬化技術(shù)架構(gòu)Hypervisor，常見的Hypervisor分兩類：Type-I〔裸金屬型〕指VMM直接運作在裸機上,使用和管理底層的硬件資源，GuestOS對真實硬件資源的訪問都要通過VMM來完成，作為底層硬件的直接操作者，VMM擁有硬件的驅(qū)動程序。裸金屬虛擬化中Hypervisor直接收理調(diào)用硬件資源，不需要底層操作系統(tǒng)，也可以理解為Hypervisor被做成了一個很薄的操作系統(tǒng)。這種方案的性能處于主機虛擬化與操作系統(tǒng)虛擬化之間。代表是VMwareES*Server、Citri**enServer和MicrosoftHyper-V，Linu*KVM。Type-II型〔宿主型〕指VMM之下還有一層宿主操作系統(tǒng)，由于GuestOS對硬件的訪問必須經(jīng)過宿主操作系統(tǒng)，因而帶來了額外的性能開銷，但可充分利用宿主操作系統(tǒng)提供的設(shè)備驅(qū)動和底層效勞來進展存管理、進程調(diào)度和資源管理等。主機虛擬化中VM的應(yīng)用程序調(diào)用硬件資源時需要經(jīng)過:VM核->Hypervisor->主機核，導(dǎo)致性能是三種虛擬化技術(shù)中最差的。主機虛擬化技術(shù)代表是VMwareServer〔GS*〕、Workstation和MicrosoftVirtualPC、VirtualServer等。由于主機型Hypervisor的效率問題，深信服的aSV采用了裸機型Hypervisor中的Linu*KVM虛擬化，即為Type-I〔裸金屬型〕。KVM(Kenerl-basedVirtualMachine)是基于linu*核虛擬化技術(shù)，自之后就集成在linu*的各個主要發(fā)行版本中。它使用linu*自身的調(diào)度器進展管理，所以相對于*en，其核心源碼很少。KVM是基于硬件虛擬化擴展〔IntelVT-*和AMD-V〕和QEMU的修改版，KVM屬于Linu*kernel的一個模塊，可以用命令modprobe去加載KVM模塊。加載了該模塊后，才能進一步通過工具創(chuàng)立虛擬機。但是僅有KVM模塊是不夠的。因為用戶無法直接控制核去做事情，還必須有一個運行在用戶空間的工具才行。這個用戶空間的工具，我們選擇了已經(jīng)成型的開源虛擬化軟件QEMU。QEMU也是一個虛擬化軟件，它的特點是可虛擬不同的CPU，比方說在*86的CPU上可虛擬一個power的CPU，并可利用它編譯出可運行在power上的CPU，并可利用它編譯出可運行在power上的程序。KVM使用了QEMU的一局部，并稍加改造，就成了可控制KVM的用戶空間工具了。這就是KVM和QEMU的關(guān)系。如下列圖：KVM的實現(xiàn)模塊有兩個，分別是：kvm.ko是提供核心虛擬化的根底架構(gòu)；特定于處理器的模塊kvm-intel.ko和kvm-amd.ko。其設(shè)計目標(biāo)是在需要引導(dǎo)多個未改動的PC操作系統(tǒng)時支持完整的硬件模擬。一個普通的linu*進程有兩種運行模式：核和用戶。而KVM增加了第三種模式：客戶模式〔有自己的核和用戶模式〕。在kvm模型中，每一個虛擬機都是由linu*調(diào)度程序管理的標(biāo)準(zhǔn)進程?？傮w來說，kvm由兩個局部組成：一個是管理虛擬硬件的設(shè)備驅(qū)動，該驅(qū)動使用字符設(shè)備/dev/kvm作為管理接口；另一個是模擬PC硬件的用戶空間組件，這是一個稍作修改的qemu進程。同時，aSV采用KVM優(yōu)勢有：嵌入到Linu*正式Kernel(提高兼容性)代碼級資源調(diào)用〔提高性能〕虛擬機就是一個進程〔存易于管理〕直接支持NUMA技術(shù)〔提高擴展性〕保持開源開展模式〔強大的社區(qū)支持〕Hypervisor虛擬化實現(xiàn)VMM(VirtualMachineMonitor)對物理資源的虛擬可以劃分為三個局部：CPU虛擬化、存虛擬化和I/O設(shè)備虛擬化,其中以CPU的虛擬化最為關(guān)鍵。經(jīng)典的虛擬化方法：現(xiàn)代計算機體系構(gòu)造一般至少有兩個特權(quán)級〔即用戶態(tài)和核心態(tài)，*86有四個特權(quán)級Ring0~Ring3〕用來分隔系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。那些只能在處理器的最高特權(quán)級〔核態(tài)〕執(zhí)行的指令稱之為特權(quán)指令，一般可讀寫系統(tǒng)關(guān)鍵資源的指令〔即敏感指令〕決大多數(shù)都是特權(quán)指令〔*86存在假設(shè)干敏感指令是非特權(quán)指令的情況〕。如果執(zhí)行特權(quán)指令時處理器的狀態(tài)不在核態(tài)，通常會引發(fā)一個異常而交由系統(tǒng)軟件來處理這個非法訪問〔陷入〕。經(jīng)典的虛擬化方法就是使用"特權(quán)解除〞和"陷入-模擬〞的方式，即將GuestOS運行在非特權(quán)級，而將VMM運行于最高特權(quán)級〔完全控制系統(tǒng)資源〕。解除了GuestOS的特權(quán)級后，GuestOS的大局部指令仍可以在硬件上直接運行，只有執(zhí)行到特權(quán)指令時，才會陷入到VMM模擬執(zhí)行〔陷入-模擬〕。"陷入-模擬〞的本質(zhì)是保證可能影響VMM正確運行的指令由VMM模擬執(zhí)行，大局部的非敏感指令還是照常運行。因為*86指令集中有假設(shè)干條指令是需要被VMM捕獲的敏感指令，但是卻不是特權(quán)指令〔稱為臨界指令〕，因此"特權(quán)解除〞并不能導(dǎo)致他們發(fā)生陷入模擬，執(zhí)行它們不會發(fā)生自動的"陷入〞而被VMM捕獲，從而阻礙了指令的虛擬化，這也稱之為*86的虛擬化漏洞。*86架構(gòu)虛擬化的實現(xiàn)方式可分為：1、*86"全虛擬化〞〔指所抽象的VM具有完全的物理機特性，OS在其上運行不需要任何修改〕Full派秉承無需修改直接運行的理念，對"運行時監(jiān)測，捕捉后模擬〞的過程進展優(yōu)化。該派部之實現(xiàn)又有些差異，其中以VMWare為代表的基于二進制翻譯(BT)的全虛擬化為代表,其主要思想是在執(zhí)行時將VM上執(zhí)行的GuestOS指令，翻譯成*86指令集的一個子集，其中的敏感指令被替換成陷入指令。翻譯過程與指令執(zhí)行穿插進展，不含敏感指令的用戶態(tài)程序可以不經(jīng)翻譯直接執(zhí)行。2、*86"半虛擬化〞〔指需OS協(xié)助的虛擬化，在其上運行的OS需要修改〕Para派的根本思想是通過修改GuestOS的代碼，將含有敏感指令的操作，替換為對VMM的超調(diào)用Hypercall，類似OS的系統(tǒng)調(diào)用，將控制權(quán)轉(zhuǎn)移到VMM，該技術(shù)因VMM工程而廣為人知。該技術(shù)的優(yōu)勢在于VM的性能能接近于物理機，缺點在于需要修改GuestOS〔如：Windows不支持修改〕及增加的維護本錢，關(guān)鍵修改GuestOS會導(dǎo)致操作系統(tǒng)對特定hypervisor的依賴性，因此很多虛擬化廠商基于VMM開發(fā)的虛擬化產(chǎn)品局部已經(jīng)放棄了Linu*半虛擬化，而專注基于硬件輔助的全虛擬化開發(fā)，來支持未經(jīng)修改的操作系統(tǒng)。3、*86"硬件輔助虛擬化〞：其根本思想就是引入新的處理器運行模式和新的指令，使得VMM和GuestOS運行于不同的模式下，GuestOS運行于受控模式，原來的一些敏感指令在受控模式下全部會陷入VMM，這樣就解決了局部非特權(quán)的敏感指令的"陷入-模擬〞難題，而且模式切換時上下文的保存恢復(fù)由硬件來完成，這樣就大大提高了"陷入-模擬〞時上下文切換的效率。以IntelVT-*硬件輔助虛擬化技術(shù)為例，該技術(shù)增加了在虛擬狀態(tài)下的兩種處理器工作模式：根〔Root〕操作模式和非根〔Non-root〕操作模式。VMM運作在Root操作模式下，而GuestOS運行在Non-root操作模式下。這兩個操作模式分別擁有自己的特權(quán)級環(huán)，VMM和虛擬機的GuestOS分別運行在這兩個操作模式的0環(huán)。這樣，既能使VMM運行在0環(huán)，也能使GuestOS運行在0環(huán)，防止了修改GuestOS。Root操作模式和Non-root操作模式的切換是通過新增的CPU指令〔VM*ON,VM*OFF等〕來完成。硬件輔助虛擬化技術(shù)消除了操作系統(tǒng)的ring轉(zhuǎn)換問題，降低了虛擬化門檻，支持任何操作系統(tǒng)的虛擬化而無須修改OS核，得到了虛擬化軟件廠商的支持。硬件輔助虛擬化技術(shù)已經(jīng)逐漸消除軟件虛擬化技術(shù)之間的差異，并成為未來的開展趨勢。vCPU機制vCPU調(diào)度機制對虛擬機來說，不直接感知物理CPU，虛擬機的計算單元通過vCPU對象來呈現(xiàn)。虛擬機只看到VMM呈現(xiàn)給它的vCPU。在VMM中，每個vCPU對應(yīng)一個VMCS〔Virtual-MachineControlStructure〕構(gòu)造，當(dāng)vcpu被從物理CPU上切換下來的時候，其運行上下文會被保存在其對應(yīng)的VMCS構(gòu)造中；當(dāng)vcpu被切換到pcpu上運行時，其運行上下文會從對應(yīng)的VMCS構(gòu)造中導(dǎo)入到物理CPU上。通過這種方式，實現(xiàn)各vCPU之間的獨立運行。從虛擬機系統(tǒng)的構(gòu)造與功能劃分可以看出，客戶操作系統(tǒng)與虛擬機監(jiān)視器共同構(gòu)成了虛擬機系統(tǒng)的兩級調(diào)度框架，如下圖是一個多核環(huán)境下虛擬機系統(tǒng)的兩級調(diào)度框架?？蛻舨僮飨到y(tǒng)負(fù)責(zé)第2級調(diào)度,即線程或進程在vCPU上的調(diào)度〔將核心線程映射到相應(yīng)的虛擬CPU上〕。虛擬機監(jiān)視器負(fù)責(zé)第1級調(diào)度,即vCPU在物理處理單元上的調(diào)度。兩級調(diào)度的調(diào)度策略和機制不存在依賴關(guān)系。vCPU調(diào)度器負(fù)責(zé)物理處理器資源在各個虛擬機之間的分配與調(diào)度,本質(zhì)上即把各個虛擬機中的vCPU按照一定的策略和機制調(diào)度在物理處理單元上可以采用任意的策略來分配物理資源,滿足虛擬機的不同需求。vCPU可以調(diào)度在一個或多個物理處理單元執(zhí)行〔分時復(fù)用或空間復(fù)用物理處理單元〕,也可以與物理處理單元建立一對一固定的映射關(guān)系〔限制訪問指定的物理處理單元〕。存虛擬化圖3-6存虛擬化三層模型因為VMM(VirtualMachineMonitor)掌控所有系統(tǒng)資源，因此VMM握有整個存資源，其負(fù)責(zé)頁式存管理，維護虛擬地址到機器地址的映射關(guān)系。因GuestOS本身亦有頁式存管理機制，則有VMM的整個系統(tǒng)就比正常系統(tǒng)多了一層映射：A.虛擬地址(VA)，指GuestOS提供應(yīng)其應(yīng)用程序使用的線性地址空間；B.物理地址(PA)，經(jīng)VMM抽象的、虛擬機看到的偽物理地址；C.機器地址(MA)，真實的機器地址，即地址總線上出現(xiàn)的地址信號；映射關(guān)系如下：GuestOS:PA=f(VA)、VMM:MA=g(PA)VMM維護一套頁表，負(fù)責(zé)PA到MA的映射。GuestOS維護一套頁表，負(fù)責(zé)VA到PA的映射。實際運行時，用戶程序訪問VA1，經(jīng)GuestOS的頁表轉(zhuǎn)換得到PA1，再由VMM介入，使用VMM的頁表將PA1轉(zhuǎn)換為MA1。頁表虛擬化技術(shù)普通MMU只能完成一次虛擬地址到物理地址的映射，在虛擬機環(huán)境下，經(jīng)過MMU轉(zhuǎn)換所得到的"物理地址〞并不是真正的機器地址。假設(shè)需得到真正的機器地址，必須由VMM介入，再經(jīng)過一次映射才能得到總線上使用的機器地址。如果虛擬機的每個存訪問都需要VMM介入，并由軟件模擬地址轉(zhuǎn)換的效率是很低下的，幾乎不具有實際可用性，為實現(xiàn)虛擬地址到機器地址的高效轉(zhuǎn)換，現(xiàn)普遍采用的思想是：由VMM根據(jù)映射f和g生成復(fù)合的映射fg，并直接將這個映射關(guān)系寫入MMU。當(dāng)前采用的頁表虛擬化方法主要是MMU類虛擬化〔MMUParavirtualization〕和影子頁表，后者已被存的硬件輔助虛擬化技術(shù)所替代。1、MMUParavirtualization其根本原理是：當(dāng)GuestOS創(chuàng)立一個新的頁表時，會從它所維護的空閑存中分配一個頁面，并向VMM注冊該頁面，VMM會剝奪GuestOS對該頁表的寫權(quán)限，之后GuestOS對該頁表的寫操作都會陷入到VMM加以驗證和轉(zhuǎn)換。VMM會檢查頁表中的每一項，確保他們只映射了屬于該虛擬機的機器頁面，而且不得包含對頁表頁面的可寫映射。后VMM會根據(jù)自己所維護的映射關(guān)系，將頁表項中的物理地址替換為相應(yīng)的機器地址，最后再把修改正的頁表載入MMU。如此，MMU就可以根據(jù)修改正頁表直接完成虛擬地址到機器地址的轉(zhuǎn)換。2、存硬件輔助虛擬化存硬件輔助虛擬化技術(shù)原理圖存的硬件輔助虛擬化技術(shù)是用于替代虛擬化技術(shù)中軟件實現(xiàn)的"影子頁表〞的一種硬件輔助虛擬化技術(shù)，其根本原理是：GVA〔客戶操作系統(tǒng)的虛擬地址〕->GPA〔客戶操作系統(tǒng)的物理地址〕->HPA〔宿主操作系統(tǒng)的物理地址〕兩次地址轉(zhuǎn)換都由CPU硬件自動完成〔軟件實現(xiàn)存開銷大、性能差〕。以VT-*技術(shù)的頁表擴大技術(shù)E*tendedPageTable〔EPT〕為例，首先VMM預(yù)先把客戶機物理地址轉(zhuǎn)換到機器地址的EPT頁表設(shè)置到CPU中；其次客戶機修改客戶機頁表無需VMM干預(yù)；最后，地址轉(zhuǎn)換時，CPU自動查找兩頁表完成客戶機虛擬地址到機器地址的轉(zhuǎn)換。使用存的硬件輔助虛擬化技術(shù)，客戶機運行過程中無需VMM干預(yù)，去除了大量軟件開銷，存訪問性能接近物理機。I/O設(shè)備虛擬化VMM通過I/O虛擬化來復(fù)用有限的外設(shè)資源，其通過截獲GuestOS對I/O設(shè)備的訪問請求，然后通過軟件模擬真實的硬件，目前I/O設(shè)備的虛擬化方式主要有三種：設(shè)備接口完全模擬、前端／后端模擬、直接劃分。1、設(shè)備接口完全模擬：即軟件準(zhǔn)確模擬與物理設(shè)備完全一樣的接口，GuestOS驅(qū)動無須修改就能驅(qū)動這個虛擬設(shè)備，Vmware即使用該方法。優(yōu)點：沒有額外的硬件開銷，可重用現(xiàn)有驅(qū)動程序；缺點：為完成一次操作要涉及到多個存放器的操作，使得VMM要截獲每個存放器訪問并進展相應(yīng)的模擬，這就導(dǎo)致屢次上下文切換；由于是軟件模擬，性能較低。2、前端／后端模擬：VMM提供一個簡化的驅(qū)動程序〔后端,Back-End〕，GuestOS中的驅(qū)動程序為前端(Front-End,FE)，前端驅(qū)動將來自其他模塊的請求通過與GuestOS間的特殊通信機制直接發(fā)送給GuestOS的后端驅(qū)動，后端驅(qū)動在處理完請求后再發(fā)回通知給前端，VMM即采用該方法。優(yōu)點：基于事務(wù)的通信機制，能在很大程度上減少上下文切換開銷，沒有額外的硬件開銷；缺點：需要GuestOS實現(xiàn)前端驅(qū)動，后端驅(qū)動可能成為瓶頸。3、直接劃分：即直接將物理設(shè)備分配給*個GuestOS，由GuestOS直接訪問I/O設(shè)備〔不經(jīng)VMM〕，目前與此相關(guān)的技術(shù)有IOMMU〔IntelVT-d,PCI-SIG之SR-IOV等〕，旨在建立高效的I/O虛擬化直通道。優(yōu)點：可重用已有驅(qū)動，直接訪問減少了虛擬化開銷；缺點：需要購置較多額外的硬件。aSV的技術(shù)特性存NUMA技術(shù)功能描述非統(tǒng)一存訪問〔NUMA〕是效勞器CPU和存設(shè)計的新架構(gòu)。傳統(tǒng)的效勞器架構(gòu)下把存放到單一的存儲池中，這對于單處理器或單核心的系統(tǒng)工作良好。但是這種傳統(tǒng)的統(tǒng)一訪問方式，在多核心同時訪問存空間時會導(dǎo)致資源爭用和性能問題。畢竟，CPU應(yīng)該可以訪問所有的效勞器存，但是不需要總是保持占用。實際上，CPU僅需要訪問工作負(fù)載實際運行時所需的存空間就可以了。因此NUMA改變了存對CPU的呈現(xiàn)方式。這是通過對效勞器每個CPU的存進展分區(qū)來實現(xiàn)的。每個分區(qū)〔或存塊〕稱為NUMA節(jié)點，而和該分區(qū)相關(guān)的處理器可以更快地訪問NUMA存，而且不需要和其它的NUMA節(jié)點爭用效勞器上的資源〔其它的存分區(qū)分配給其它處理器〕。NUMA的概念跟緩存相關(guān)。處理器的速度要比存快得多，因此數(shù)據(jù)總是被移動到更快的本地緩存，這里處理器訪問的速度要比通用存快得多。NUMA本質(zhì)上為每個處理器配置了獨有的整體系統(tǒng)緩存，減少了多處理器試圖訪問統(tǒng)一存空間時的爭用和延遲。NUMA與效勞器虛擬化完全兼容，而且NUMA也可以支持任意一個處理器訪問效勞器上的任何一塊存區(qū)域。*個處理器當(dāng)然可以訪問位于不同區(qū)域上的存數(shù)據(jù)，但是需要更多本地NUMA節(jié)點之外的傳輸，并且需要目標(biāo)NUMA節(jié)點確實認(rèn)。這增加了整體開銷，影響了CPU和存子系統(tǒng)的性能。NUMA對虛擬機負(fù)載不存在任何兼容性問題，但是理論上虛擬機最完美的方式應(yīng)該是在*個NUMA節(jié)點。這可以防止處理器需要跟其它的NUMA節(jié)點交互，從而導(dǎo)致工作負(fù)載性能下降。深信服的aSV支持NUMA技術(shù)，使得hypervisor和上層OS存互連，這樣OS不會在CPU和NUMA節(jié)點之間遷移工作負(fù)載。SR-IOV功能描述：通常針對虛擬化效勞器的技術(shù)是通過軟件模擬共享和虛擬化網(wǎng)絡(luò)適配器的一個物理端口，以滿足虛擬機的I/O需求，模擬軟件的多個層為虛擬機作了I/O決策，因此導(dǎo)致環(huán)境中出現(xiàn)瓶頸并影響I/O性能。aSV虛擬化平臺提供的SR-IOV是一種不需要軟件模擬就可以共享I/O設(shè)備I/O端口的物理功能的方法，主要利用iNIC實現(xiàn)網(wǎng)橋卸載虛擬網(wǎng)卡，允許將物理網(wǎng)絡(luò)適配器的SR-IOV虛擬功能直接分配給虛擬機，可以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，并縮短網(wǎng)絡(luò)延遲，同時減少處理網(wǎng)絡(luò)流量所需的主機CPU開銷。技術(shù)原理：SR-IOV〔SingleRootI/OVirtualization〕是PCI-SIG推出的一項標(biāo)準(zhǔn)，是虛擬通道〔在物理網(wǎng)卡上對上層軟件系統(tǒng)虛擬出多個物理通道，每個通道具備獨立的I/O功能〕的一個技術(shù)實現(xiàn)，用于將一個PCIe設(shè)備虛擬成多個PCIe設(shè)備，每個虛擬PCIe設(shè)備如同物理PCIe設(shè)備一樣向上層軟件提供效勞。通過SR-IOV一個PCIe設(shè)備不僅可以導(dǎo)出多個PCI物理功能，還可以導(dǎo)出共享該I/O設(shè)備上的資源的一組虛擬功能，每個虛擬功能都可以被直接分配到一個虛擬機，能夠讓網(wǎng)絡(luò)傳輸繞過軟件模擬層，直接分配到虛擬機，實現(xiàn)了將PCI功能分配到多個虛擬接口以在虛擬化環(huán)境中共享一個PCI設(shè)備的目的，并且降低了軟加模擬層中的I/O開銷，因此實現(xiàn)了接近本機的性能。如下圖，在這個模型中，不需要任何透傳，因為虛擬化在終端設(shè)備上發(fā)生，允許管理程序簡單地將虛擬功能映射到VM上以實現(xiàn)本機設(shè)備性能和隔離平安。SR-IOV虛擬出的通道分為兩個類型：1、PF(PhysicalFunction)是完整的PCIe設(shè)備，包含了全面的管理、配置功能，Hypervisor通過PF來管理和配置網(wǎng)卡的所有I/O資源。2、VF(VirtualFunciton)是一個簡化的PCIe設(shè)備，僅僅包含了I/O功能，通過PF衍生而來好象物理網(wǎng)卡硬件資源的一個切片，對于Hypervisor來說，這個VF同一塊普通的PCIe網(wǎng)卡一模一樣?？蛻魞r值：可滿足高網(wǎng)絡(luò)IO應(yīng)用要求，無需特別安裝驅(qū)動，且無損熱遷移、存復(fù)用、虛擬機網(wǎng)絡(luò)管控等虛擬化特性。Faik-raid一般情況下，當(dāng)主機系統(tǒng)有多塊硬盤時，通過組建Raid以提升磁盤性能或提供磁盤冗余，往往成為人們的首選考量。當(dāng)今主流raid實現(xiàn)方案大致可分為三種：硬件raid(hardwareraid)：通過購置昂貴的raid卡實現(xiàn)。軟件raid(softwareraid)：通過操作系統(tǒng)軟件創(chuàng)立陣列，raid處理開銷由CPU負(fù)責(zé)。主板raid(fakeraid)：通過主板建raid控制器創(chuàng)立陣列，由操作系統(tǒng)驅(qū)動識別。相對于昂貴的硬件，主板raid(fakeraid)就成了我們不錯的選擇。Fakeraid僅提供廉價的控制器，raid處理開銷仍由CPU負(fù)責(zé)，因此性能與CPU占用根本與softwareraid持平。如果只有單個linu*系統(tǒng)，使用softwareraid一般比fakeraid更強健，但是，在多啟動環(huán)境中(例如windows與linu*雙系統(tǒng))，為了使各個系統(tǒng)都能正確操作一樣的raid分區(qū)，就必須使用fakeraid了。Linu*下最重要的raid管理程序為MDRAID。MDRAID是過濾不同文件系統(tǒng)〔比方說e*t2〕和比擬低級的磁盤驅(qū)動〔比方說AHCI驅(qū)動和SAS驅(qū)動〕之間數(shù)據(jù)的塊設(shè)備驅(qū)動程序。以Intel的主板為例，在BIOS中有一塊可選的只讀存儲器元件〔或者光學(xué)只讀存儲器〕可以創(chuàng)立Intel快速存儲RAID卷并且在啟動之前的環(huán)境中提供管理Intel快速存儲RAID卷的界面。在BIOS把控制權(quán)交給系統(tǒng)啟動引導(dǎo)程序之前，這個只讀存儲在系統(tǒng)存中留下自己支持的RAID類型，比方RAID5。RAID管理程序MDRAID會讀到這份數(shù)據(jù)，并決定當(dāng)創(chuàng)立Intel快速存儲RAID卷時該使用哪種RAID類型。aSV3.7融入了對Fake-RAID的支持，現(xiàn)可支持Fake-RAID安裝與使用Fake-RAID存儲，目前可以使用intel模式的raid0，raid1，raid5，raid10，LSI模式的raid0虛擬機生命周期管理aSV提供了虛擬機從創(chuàng)立至刪除整個過程中的全面管理，就像人類的生命周期一樣，虛擬機最根本的生命周期就是創(chuàng)立、使用和刪除這三個狀態(tài)。當(dāng)然還包含如下幾個狀態(tài)：創(chuàng)立虛擬機在虛擬機中安裝操作系統(tǒng)創(chuàng)立模板更新虛擬機硬件遷移虛擬機及/或虛擬機的存儲資源分析虛擬機的資源利用情況為虛擬機選擇數(shù)量適宜的存或磁盤資源/調(diào)整資源數(shù)量虛擬機備份虛擬機恢復(fù)刪除虛擬機在虛擬機生命周期，虛擬機可能會在*一個時間點經(jīng)歷上述這些狀態(tài)。aSV提供了完善的虛擬機生命周期管理工具，我們可以通過對虛擬機生命周期的規(guī)劃，想要最大化的發(fā)揮虛擬機的作用。虛擬交換機虛擬交換機是虛擬網(wǎng)絡(luò)和物理網(wǎng)絡(luò)的紐帶，虛擬交換機運行在虛擬效勞器的Hypervisor部，虛擬機之間的流量、虛擬機到物理網(wǎng)絡(luò)之間的流量均通過vSwitch轉(zhuǎn)發(fā)。如圖：aSV提供了完善的虛擬交換機功能，包括：虛擬交換機端口Vlan的劃分，二層端口的類型切換，播送風(fēng)暴的抑制，端口流量的統(tǒng)計，端口的狀態(tài)監(jiān)控。動態(tài)資源調(diào)度在虛擬化環(huán)境中，如果生產(chǎn)環(huán)境的應(yīng)用整合到硬件資源相對匱乏的物理主機上，虛擬機的資源需求往往會成為瓶頸，全部資源需求很有可能超過主機的可用資源，這樣業(yè)務(wù)系統(tǒng)的性能也無法保障。aSV虛擬化管理平臺提供的動態(tài)資源調(diào)度特性引入一個自動化機制，通過持續(xù)地動態(tài)平衡資源能力，將虛擬機遷移到有更多可用資源的主機上，確保每個虛擬機在任何節(jié)點都能及時地調(diào)用相應(yīng)的資源。即便大量運行對CPU和存占用較高的虛擬機〔比方數(shù)據(jù)庫虛擬機〕，只要開啟了動態(tài)資源調(diào)度功能，就可實現(xiàn)全自動化的資源分配和負(fù)載平衡功能，也可以顯著地降低數(shù)據(jù)中心的本錢與運營費用。aSV的動態(tài)資源調(diào)度功能通過跨越集群之間的心跳機制，定時監(jiān)測集群主機的CPU和存等計算資源的利用率，并根據(jù)用戶自定義的規(guī)則來判斷是否需要為該主機在集群尋找有更多可用資源的主機，以將該主機上的虛擬機遷移到另外一臺具有更多適宜資源的效勞器上，或者將該效勞器上其它的虛擬機遷移出去，從而保證*個關(guān)鍵虛擬機的資源需求。aSV的特色技術(shù)快虛在實際的IT應(yīng)用系統(tǒng)在部署虛擬化的時候，會存在虛擬化遷移的需求，為了實現(xiàn)將windows主機系統(tǒng)下的應(yīng)用系統(tǒng)平滑的遷移至VM環(huán)境中，除了傳統(tǒng)的P2V、V2V工具，深信服采用技術(shù)創(chuàng)新，基于Windows環(huán)境中，推出了獨有的快虛技術(shù)。快虛技術(shù)實現(xiàn)原理為：在Windows環(huán)境下，先創(chuàng)立一個虛擬磁盤文件,并使用Windows驅(qū)動程序?qū)μ摂M磁盤進展保護，保證虛擬磁盤文件占用的物理扇區(qū)不會被移動.獲取虛擬磁盤文件所占的物理簇信息，并保存到當(dāng)前系統(tǒng)盤下的配置文件中,安裝aSV的引導(dǎo)程序以及核到當(dāng)前Windows系統(tǒng)盤下，安裝系統(tǒng)引導(dǎo)程序，并向系統(tǒng)引導(dǎo)中添加aSV的引導(dǎo)項，默認(rèn)引導(dǎo)到aSV系統(tǒng).當(dāng)在aSV中向虛擬磁盤讀寫數(shù)據(jù)時，虛擬磁盤驅(qū)動根據(jù)讀寫的扇區(qū)位置重新定位到虛擬磁盤文件所對應(yīng)的物理扇區(qū)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存取，下次進入aSV系統(tǒng)后仍然可以讀寫已有數(shù)據(jù)。通過快虛技術(shù)，既實現(xiàn)了將應(yīng)用環(huán)境遷移到了虛擬機環(huán)境中，同時在現(xiàn)有的物理主機效勞器之上，快速的構(gòu)建了虛擬化底層的hypervisor。虛擬機熱遷移虛擬化環(huán)境中，物理效勞器和存儲上承載更多的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)，設(shè)備故障時造成的影響更大。aSV虛擬化平臺提供虛擬機熱遷移技術(shù)，降低宕機帶來的風(fēng)險、減少業(yè)務(wù)中斷的時間。aSV虛擬機熱遷移技術(shù)是指把一個虛擬機從一臺物理效勞器遷移到另一臺物理效勞器上，即虛擬機保存/恢復(fù)(Save/Restore)。首先將整個虛擬機的運行狀態(tài)完整保存下來，同時可以快速的恢復(fù)到目標(biāo)硬件平臺上，恢復(fù)以后虛擬機仍舊平滑運行，用戶不會發(fā)覺到任何差異。虛擬機的熱遷移技術(shù)主要被用于雙機容錯、負(fù)載均衡和節(jié)能降耗等應(yīng)用場景。aSV虛擬化平臺熱遷移提供存壓縮技術(shù)，使熱遷移效率提升一倍，可支持并發(fā)8臺虛擬機同時遷移。功能價值：1.在設(shè)備維護過程中，通過熱遷移手動將應(yīng)用遷移至另一臺效勞器，維護完畢后再遷回來，中間應(yīng)用不停機，減少方案宕機時間。2.可結(jié)合資源動態(tài)調(diào)度策略，例如在夜晚虛擬機負(fù)荷減少時，通過預(yù)先配置自動將虛擬機遷移集中至局部效勞器，減少效勞器的運行數(shù)量，從而降低設(shè)備運營能耗上的支出。虛擬磁盤加密在虛擬化環(huán)境中，虛擬機的磁盤文件是沒有加密的，磁盤中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)會存在泄漏的威脅。而對于數(shù)據(jù)程度要求較高的場景，可采用磁盤加密技術(shù)，保證即使磁盤文件被竊取了，也無法獲取其中的數(shù)據(jù)。aSV提供了磁盤加密技術(shù)，保障用戶業(yè)務(wù)的磁盤數(shù)據(jù)的平安防泄漏。aSV環(huán)境中，虛擬機鏡像是Qcow2格式的，Qcow2自身就支持用戶數(shù)據(jù)加密功能，VMP在其加密功能的根底上進展了修改，使其更加強健。Qcow2只支持AES加密算法，VMP為其添加了RC4加密算法。VMP環(huán)境中僅支持對Qcow2格式的鏡像文件進展加密，加密算法選用RC4，且不可以更換。虛擬機鏡像文件的密鑰〔以下簡稱密碼〕由VDC管理，當(dāng)VDC通過VMP接口操作虛擬機時，可以指定磁盤是否需要加密及對應(yīng)的密碼。如果一個虛擬機有多個磁盤需要加密，各磁盤可以分別指定密碼。虛擬機一旦創(chuàng)立成功，密碼不允許修改。VMP環(huán)境中使用密碼時，會修改命令行參數(shù)中的密碼字符串為"*〞，防止管理員通過ps命令查看到密碼。前面提到的保存在鏡像文件中的經(jīng)過加密的密鑰，為了防止使用密碼字典或窮舉等方式暴力破解加密的鏡像文件，要求加密函數(shù)的執(zhí)行時間不能太短，可以使用重復(fù)加密的方式來到達這個目的。虛擬機的HAHA全稱是HighAvailability(高可用性)。在aSV環(huán)境中，HA虛擬機所連接的物理口網(wǎng)線被拔出、或存儲不能訪問時，會將此虛擬機切換到其他的主機運行，保障虛擬機上的業(yè)務(wù)正常使用。aSV存在后臺進程，通過輪詢的機制，每隔5s檢測一次虛擬機狀態(tài)是否異常，發(fā)現(xiàn)異常時，切換HA虛擬機到其他主機運行。下面任意一種情況發(fā)生，都會觸發(fā)HA虛擬機切換主機，1、連續(xù)三次檢測到，虛擬機所連接的物理網(wǎng)卡被拔出〔不包括網(wǎng)卡被禁用情況〕2、連續(xù)兩次檢測到，虛擬機當(dāng)前主機無法訪問虛擬機的存儲通過aSV的HA技術(shù)，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了高可用性，極大縮短了由于各種故障引起的業(yè)務(wù)中斷時間。多USB映射當(dāng)物理效勞器部署虛擬化之后。其中類似金蝶等需要通過usbkey進展應(yīng)用加密的效勞器，轉(zhuǎn)化到虛擬化后，需要將插在虛擬化平臺上的硬件key，映射給虛擬機，而且需要滿足虛擬機熱遷移、跨主機映射的需求。業(yè)界給出的方案有三種：一、采用主機映射：直接采用主機映射的方式來完成，缺點是不支持網(wǎng)絡(luò)映射,無法支持熱遷移、網(wǎng)絡(luò)映射的需求。二、采用UsbAnywhere：通過使用中間設(shè)備，將中間設(shè)備IP化，然后在虛擬機上安裝驅(qū)動并配置對端設(shè)備的方式進展的。缺點是需要guest虛擬機部進展修改安裝特定軟件，與第三方應(yīng)用進展配合才能完成。三、采用底層硬件虛擬化加網(wǎng)絡(luò)代理：支持熱遷移、網(wǎng)絡(luò)映射、無需修改guest機部。最終實現(xiàn)，物理設(shè)備遷移到虛擬化平臺后，可以直接無縫的操作讀取原usb硬件設(shè)備。同時解決上述兩種方案中的缺陷，破除了在虛擬化推廣中外設(shè)映射造成的阻礙。熱遷移功能的實現(xiàn)機制：由于整體方案是基于網(wǎng)絡(luò)代理處理，所以在遷移到對端設(shè)備，進展虛擬機切換時，發(fā)送消息，觸發(fā)usb效勞程序修改連接的目的端ip，然后發(fā)起網(wǎng)絡(luò)重連。隧道一旦重連成功，usb設(shè)備通信隨即恢復(fù)，對于guest上層來說，是無感知的。aSV采用上述的第三種方案，融入了對多USB的支持，帶來的優(yōu)勢有：1、usb設(shè)備動態(tài)插入提示2、guest虛擬機無需安裝插件；3、能支持熱遷移，跨主機映射，適應(yīng)VMP集群環(huán)境；4、虛擬機遷移完成可以自動掛載上原usb設(shè)備；5、可以簡化集成為類似usbhub的小設(shè)備，與VMP配套，搭建usb映射環(huán)境；6、虛擬機故障重啟、目標(biāo)端usb設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中斷等異常情況恢復(fù)后自動重映射。aSAN存儲虛擬化存儲虛擬化概述虛擬后對存儲帶來的挑戰(zhàn)虛擬機技術(shù)給效勞器帶來更高的利用率、給業(yè)務(wù)帶來更便捷的部署，降低了TCO，與此同時，虛擬機應(yīng)用給存儲帶來以下挑戰(zhàn)：第一，相比傳統(tǒng)的物理效勞器方式，單個存儲系統(tǒng)承載了更多的業(yè)務(wù)，存儲系統(tǒng)需要更強勁的性能來支撐；第二，采用共享存儲方式部署虛擬機，單個卷上可能承載幾十或上百的虛擬機，導(dǎo)致卷IO呈現(xiàn)更多的隨機特征，這對傳統(tǒng)的Cache技術(shù)提出挑戰(zhàn)；第三，單個卷承載多個虛擬機業(yè)務(wù)，要求存儲系統(tǒng)具備協(xié)調(diào)虛擬機訪問競爭，保證對QoS要求高的虛擬機獲取到資源實現(xiàn)性能目標(biāo)；第四，單個卷上承載較多的虛擬機，需要卷具有很高的IO性能，這對傳統(tǒng)受限于固定硬盤的RAID技術(shù)提出挑戰(zhàn)；第五，虛擬機的廣泛使用，需要更加高效的技術(shù)來提高虛擬機的部署效率，加快新業(yè)務(wù)的上線時間。分布式存儲技術(shù)的開展業(yè)界典型的分布式存儲技術(shù)主要有分布式文件系統(tǒng)存儲、分布式對象存儲和分布式塊設(shè)備存儲等幾種形式。分布式存儲技術(shù)及其軟件產(chǎn)品已經(jīng)日趨成熟，并在IT行業(yè)得到了廣泛的使用和驗證，例如互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎中使用的分布式文件存儲，商業(yè)化公有云中使用的分布式塊存儲等。分布式存儲軟件系統(tǒng)具有以下特點：第一，高性能：數(shù)據(jù)分散存放，實現(xiàn)全局負(fù)載均衡，不存在集中的數(shù)據(jù)熱點，大容量分布式緩存；第二，高可靠：采用集群管理方式，不存在單點故障，靈活配置多數(shù)據(jù)副本，不同數(shù)據(jù)副本存放在不同的機架、效勞器和硬盤上，單個物理設(shè)備故障不影響業(yè)務(wù)的使用，系統(tǒng)檢測到設(shè)備故障后可以自動重建數(shù)據(jù)副本；第三，高擴展：沒有集中式機頭，支持平滑擴容，容量幾乎不受限制；第四，易管理：存儲軟件直接部署在效勞器上，沒有單獨的存儲專用硬件設(shè)備，通過WebUI的方式進展軟件管理，配置簡單。深信服aSAN概述在充分掌握了用戶需求的根底上，深信服的超融合架構(gòu)中，推出以aSAN分布式存儲軟件為核心的解決方案，深信服虛擬存儲〔簡稱aSAN〕是基于分布式文件系統(tǒng)開發(fā)的面對存儲虛擬化趨勢的一款產(chǎn)品。當(dāng)前aSAN集成在虛擬化管理平臺上面，通過網(wǎng)絡(luò)整合管理集群所有效勞器的硬盤〔系統(tǒng)盤除外〕。aSAN屬于超融合解決方案中專門為云計算環(huán)境而設(shè)計、面向一體化市場應(yīng)用的新一代產(chǎn)品，融合分布式緩存、SSD緩存加速、全局負(fù)載均衡、及多重數(shù)據(jù)保護等諸多存儲技術(shù)，能夠滿足關(guān)鍵業(yè)務(wù)的需求，保證客戶業(yè)務(wù)高效穩(wěn)定運行。aSAN技術(shù)原理aSAN通過主機管理、磁盤管理、緩存技術(shù)、存儲網(wǎng)絡(luò)、冗余副本等技術(shù)，管理集群所有硬盤，"池化〞集群所有硬盤存儲的空間，通過向VMP提供訪問接口，使得虛擬機可以進展業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的保存、管理和讀寫等整個存儲過程中的操作。主機管理aSAN需要基于VMP集群獲取集群主機信息，因此在構(gòu)建aSAN時，首先會要求建立VMP集群，所以在aSAN的環(huán)境中，至少需要2臺節(jié)點來構(gòu)建aSAN主機。文件副本由于下一節(jié)磁盤管理的策略與副本設(shè)置有直接收理，因此在講解磁盤管理前，我們要先介紹文件副本技術(shù)。所謂文件副本，即將文件數(shù)據(jù)保存多份的一種冗余技術(shù)。aSAN副本顆粒度是文件級別。例如2副本，即把文件A同時保存到磁盤1和磁盤2上。并且保證在無故障情況下，2個副本始終保持一致。技術(shù)特點：存儲池可用空間=集群全部機械磁盤空間/副本數(shù)〔同構(gòu)情況〕，因此副本是會降低實際可用容量的。效勞層是提供應(yīng)上層效勞的訪問入口，以目錄掛載點的方式提供。效勞層看到的文件A實際是個被底層管理轉(zhuǎn)化后的邏輯視圖。底層管理的副本對上層效勞是透明的，上層無法感知副本的存在。磁盤管理、副本分布由底層效勞負(fù)責(zé)，副本顆粒度是文件級。在沒有故障等異常情況下，文件副本數(shù)據(jù)是始終一致的，不存在所謂主副本和備副本之分。如果對文件A進展修改，如寫入一段數(shù)據(jù)，這段數(shù)據(jù)會被同時寫到2個副本文件。如果是從文件A讀取一段數(shù)據(jù)，則只會從其中一個副本讀取。磁盤管理aSAN磁盤管理效勞根據(jù)集群主機數(shù)和aSAN初始化時所選擇的副本數(shù)決定集群所有受管磁盤的組織策略。在多主機集群下，采用2副本或3副本組建aSAN的磁盤管理，為了支持主機故障而不影響數(shù)據(jù)完整性的目標(biāo)，復(fù)制卷的磁盤組的每個磁盤都必須是在不同主機上。即需要做到跨主機副本?？缰鳈C副本的關(guān)鍵在于復(fù)制卷磁盤分組算法。注意：下面的例子討論的主機都屬于同構(gòu)情況，即可每臺主機的磁盤個數(shù)、磁盤容量是一樣的情況，主機磁盤數(shù)異構(gòu)場景后文再另外表達。我們先從簡單的場景開場，當(dāng)主機數(shù)、集群磁盤數(shù)都可以被副本數(shù)整除時。如2主機，每主機3個磁盤〔共6個〕組建2副本aSAN為例：2副本下，2主機，主機磁盤數(shù)一樣時。主機間的磁盤會一一對應(yīng)組成復(fù)制卷。邏輯視圖如下：從邏輯視圖上，可以看出來和前文的單主機邏輯視圖并沒有本質(zhì)上的區(qū)別，只是最底層的磁盤分組時，保證了復(fù)制卷下面的磁盤不在同一主機，從而到達了文件跨主機副本的目標(biāo)。如果采用3主機建立3副本，分組方式也是類似的。SSD讀緩存原理在aSAN里面，會默認(rèn)把系統(tǒng)的SSD磁盤作為緩存盤使用。在aSAN1.*版本，SSD磁盤只作為讀緩存使用，aSAN2.0開場支持SSD寫緩存。下面介紹aSANSSD讀緩存原理。首先需要區(qū)分aSAN客戶端和效勞端概念。在aSAN里面，負(fù)責(zé)處理底層磁盤IO稱為效勞端；負(fù)責(zé)向上層提供存儲接口〔如訪問的掛載點〕稱為客戶端。aSANSSD讀緩存工作在客戶端,而aSAN2.0的SSD寫緩存則工作在效勞端。邏輯視圖如下：下面拋開底層的分布卷、復(fù)制卷、磁盤分組等概念，僅在客戶端上理解SSD讀緩存的原理。簡單地看，SSD讀緩存模塊工作在文件訪問入口和效勞端通信層之間。所有對文件的IO動作都會經(jīng)過SSD讀緩存模塊進展處理。下面分別針對首次文件讀取、二次文件讀取、文件寫入3個過程說明工作流程。SSD讀緩存的緩存顆粒度是按文件數(shù)據(jù)塊緩存，不是文件整體。例如，A、B、C3個文件，可以分別各緩存讀過的一局部數(shù)據(jù)，沒讀過的局部不緩存。首次文件讀取未緩存數(shù)據(jù)塊的首次讀操作步驟說明：從上層下來一個針對A文件的區(qū)間塊[A1，A2]的讀操作，由于該數(shù)據(jù)塊是首次讀取，沒命中SSD讀緩存。該讀操作會直接傳遞到下去，進入流程2。[A1，A2]的讀操作繼續(xù)傳遞到效勞端，進展具體的讀操作，完成后返回，進入流程3數(shù)據(jù)塊[A1，A2]在流程3里面返回到SSD讀緩存模塊，進入流程4SSD讀緩存模塊會把數(shù)據(jù)塊[A1，A2]復(fù)制一份保存到SSD磁盤并建立相關(guān)索引，對應(yīng)4.1。原數(shù)據(jù)塊[A1，A2]繼續(xù)往上返回到上層響應(yīng)讀操作，對應(yīng)4.2。注意4.1、4.2是并發(fā)進展，因此這個緩存動作不會對原操作造成延時。至此，數(shù)據(jù)塊[A1，A2]就被保存到SSD磁盤，以備下次讀取直接從SSD磁盤讀取。二次文件讀取針對已緩存數(shù)據(jù)塊的二次讀取步驟說明：假設(shè)數(shù)據(jù)塊[A1，A2]已經(jīng)緩存到SSD磁盤。從上層下來一個同樣是針對A文件的區(qū)間塊[A1，A2]的讀操作由于該數(shù)據(jù)塊[A1，A2]已經(jīng)有緩存，在SSD讀緩存模塊里面命中索引，從而直接向SSD磁盤發(fā)起讀出緩存數(shù)據(jù)塊[A1，A2]的操作。緩存數(shù)據(jù)塊[A1，A2]從SSD磁盤返回到SSD讀緩存模塊，進入流程4SSD讀緩存模塊把緩存數(shù)據(jù)塊[A1，A2]返回給上層至此，對緩存數(shù)據(jù)塊[A1，A2]的重復(fù)讀取直接在客戶端返回，防止了效勞端通信的流程，從而減少了延時和減輕了底層磁盤的IO壓力。文件寫入雖然當(dāng)前aSAN實現(xiàn)的讀緩存，但對于文件寫入操作，也需要做相應(yīng)的處理，以保證緩存的容始終和底層磁盤一致，并且是最新的。但這個針對文件寫入的處理并不是寫緩存。aSAN讀緩存模塊對寫操作進展處理實質(zhì)是基于最近訪問原則，即最近寫入的數(shù)據(jù)在不久的將來被讀出的概率會比擬高，例如文件共享效勞器，*人傳到文件效勞器的文件，很快會其他人讀出來下載。aSAN讀緩存對寫操作的處理從實現(xiàn)上分為首次寫預(yù)緩存、二次寫更新緩存。文件塊首次寫預(yù)緩存流程說明：假設(shè)數(shù)據(jù)塊[A1,A2]是首次寫入。寫操作寫來經(jīng)過SSD讀緩存模塊。由于是寫操作，SSD讀緩存會直接PASS到下層寫操作一直傳遞到效勞端，寫入到底層磁盤，操作完成后會返回結(jié)果，進入流程3返回結(jié)果經(jīng)過SSD讀緩存模塊，如果返回結(jié)果是成功的，表示底層數(shù)據(jù)已經(jīng)成功寫入，則進入流程4。如果返回結(jié)果是失敗，則不會進入流程4，而是直接返回結(jié)果到上層。SSD讀緩存模塊會把數(shù)據(jù)塊[A1，A2]復(fù)制一份保存到SSD磁盤并建立相關(guān)索引，對應(yīng)4.1。原返回結(jié)果繼續(xù)往上返回到上層響應(yīng)讀操作，對應(yīng)4.2。注意4.1、4.2是并發(fā)進展，因此這個緩存動作不會對原操作造成延時。至此，數(shù)據(jù)塊[A1,A2]的寫入也會保存到SSD磁盤上，以備下次訪問。下次訪問的流程與二次文件讀取流程一樣。文件塊二次寫更新緩存SSD讀緩存文件塊寫更新是指對SSD讀緩存已緩存的數(shù)據(jù)塊進展更新的動作。假設(shè)數(shù)據(jù)塊[A1,A2]原來已經(jīng)有緩存了，現(xiàn)在上層再次對[A1,A2]來一次寫操作〔例如更新容〕。寫操作寫來經(jīng)過SSD讀緩存模塊，由于是寫操作，SSD讀緩存會直接PASS到下層寫操作一直傳遞到效勞端，寫入到底層磁盤，操作完成后會返回結(jié)果，進入流程3返回結(jié)果經(jīng)過SSD讀緩存模塊，如果返回結(jié)果是成功的，表示底層數(shù)據(jù)已經(jīng)成功寫入，可以更新SSD讀緩存數(shù)據(jù)，進入流程4。如果返回結(jié)果是失敗，則不會進入更新流程。SSD讀緩存模塊會把數(shù)據(jù)塊[A1，A2]復(fù)制一份更新到SSD磁盤并建立相關(guān)索引，對應(yīng)4.1。原返回結(jié)果繼續(xù)往上返回到上層響應(yīng)讀操作，對應(yīng)4.2。注意4.1、4.2是并發(fā)進展，因此這個緩存動作不會對原操作造成延時。SSD寫緩存原理SSD寫緩存功能在aSAN2.0開場支持。如前文所說，SSD寫緩存工作在效勞端。由于寫緩存工作在效勞端，也就是說在每個副本上都有寫緩存，即SSD寫緩存也是多副本的。即使有SSD磁盤突然損壞，也能在副本數(shù)圍保證數(shù)據(jù)的平安。SSD寫緩存模塊構(gòu)造SSD寫緩存原理是在機械硬盤上增加一層SSD寫緩存層，見下列圖：SSD寫緩存數(shù)據(jù)流分成藍色和紅色兩局部。這兩局部是同時在運行的，沒有先后關(guān)系。藍色局部是虛擬機有數(shù)據(jù)寫入SSD緩存，紅色局部是從SSD緩存讀出數(shù)據(jù)回寫到機械磁盤。流程如下：上層寫入數(shù)據(jù)請求到達SSD寫緩存模塊SSD寫緩存模塊把數(shù)據(jù)寫入到SSD磁盤，并獲得返回值。SSD寫緩存模塊在確定數(shù)據(jù)寫入SSD磁盤后，即立即返回上層模塊寫入成功SSD寫緩存模塊在緩存數(shù)據(jù)累計到一定量后，從SSD磁盤讀出數(shù)據(jù)SSD寫緩存把從SSD磁盤讀出的數(shù)據(jù)回寫到機械磁盤。其中，第4、5步是在后臺自動進展的，不會干擾第1、2、3步的邏輯。SSD寫緩存數(shù)據(jù)讀命中從SSD磁盤回寫到機械磁盤是需要累積一定數(shù)據(jù)量后才會進展觸發(fā)的。這時如果來了一個讀數(shù)據(jù)的請求，SSD寫緩存模塊會先確認(rèn)該讀請否在SSD寫緩存數(shù)據(jù)，如果有則從SSD緩存返回；如果沒有則透到機械硬盤去讀取。流程說明：上層下發(fā)讀請求SSD寫緩存模塊先檢查數(shù)據(jù)是否還在緩存未回寫命中緩存，返回數(shù)據(jù)〔如果不命中緩存，則會返回從底層數(shù)據(jù)盤讀取〕向上層返回數(shù)據(jù)SSD寫緩存寫滿后處理如果上層持續(xù)對SSD寫緩存進展大量不連續(xù)的數(shù)據(jù)寫入，直到SSD寫緩存空間用完。這時的上次繼續(xù)寫入數(shù)據(jù)的速度就會下降至約等于寫緩存回寫機械盤的速度。當(dāng)SSD磁盤用滿時會出現(xiàn)寫入數(shù)據(jù)流速度<=回寫數(shù)據(jù)流速度。在虛擬機層面看，就是寫入數(shù)據(jù)下降到機械盤速度。如果持續(xù)出現(xiàn)這種情況，說明SSD磁盤容量缺乏以應(yīng)對業(yè)務(wù)IO寫性能，需要增加SSD緩存盤解決。當(dāng)SSD磁盤故障或離線時的處理如前文所說，SSD寫緩存工作于brick效勞端，有多副本機制。在多主機多副本場景下，如果一個SSD磁盤損壞后，其他副本的SSD還正常情況下，對數(shù)據(jù)平安不會造成影響。但對寫入性能會有影響。一旦SSD離線超過10分鐘，緩存數(shù)據(jù)就視作失效，進入副本修復(fù)流程。由于所有數(shù)據(jù)都是被SSD接收的，這時的數(shù)據(jù)修復(fù)量會非常大。因此如果是誤拔出SSD硬盤，需要在10分鐘插回來，否則會認(rèn)為該副本數(shù)據(jù)全部需要重建磁盤故障處理機制人工介入替換故障磁盤當(dāng)磁盤出現(xiàn)故障后，在WEBUI上可以看到如下提示：〔或顯示為磁盤損壞〕這時拔出故障磁盤，插入容量不低于故障磁盤的新磁盤，點擊"更新磁盤〞按步驟操作即可。更換故障磁盤的部過程：故障磁盤在出現(xiàn)故障時，對應(yīng)磁盤的效勞會先停頓完成新磁盤替換后，效勞會重新啟動新磁盤對應(yīng)的效勞啟動后，發(fā)現(xiàn)其所在復(fù)制卷1上的另一個磁盤是A1，會根據(jù)A1的數(shù)據(jù)重建副本，即復(fù)制所有文件建立新副本。整個重建過程在線進展，無需關(guān)停機，副本重建過程不中斷業(yè)務(wù)。比照RAID系統(tǒng)，需要關(guān)機中斷業(yè)務(wù)重建數(shù)據(jù)是一大優(yōu)勢。磁盤故障超時后aSAN自動重建如果在磁盤故障后，超過了設(shè)置的超時時間依然沒有人工介入處理，aSAN將會自動進展數(shù)據(jù)重建，以保證數(shù)據(jù)副本數(shù)完備，確保數(shù)據(jù)可靠性。同時采用了熱備盤的保障機制。在aSAN1.2版本里面，在初始化階段會自動配置至少把集群里副本數(shù)個磁盤作為熱備盤。注意不是每個主機一個熱備盤，而是一個集群里面全局使用。熱備盤在初始化時不會納入aSAN復(fù)制卷，只是作為一個不使用的磁盤帶電存在，因此熱備盤的空間不會反映到aSAN的空間里面。例如2副本時會至少保存2個熱備盤，3副本時會至少保存3個熱備盤。這些熱備盤不會集中在一個主機上面，而是分布在不同主機上〔符合副本跨主機原則〕。下面以3主機2副本，每主機4個硬盤為例子。上圖是3主機2副本，每主機4磁盤的分組例子。其中磁盤A4、磁盤C3是作為熱備盤保存的，并沒有組成復(fù)制卷參加到aSAN存儲池。當(dāng)任何一個主機的任意一個硬盤發(fā)生故障時，都可以按照跨主機副本原則自動使用A4或者C3來替換。例1：C2損壞〔C3或者A4均可以用作替換〕例2：A3損壞〔C3或者A4均可以用作替換〕例3：B4損壞〔注意：這時只能用A4替換，原因是C3和C4同主機〕在aSAN自動使用熱備盤替換故障磁盤后，再去UI替換故障硬盤〔或顯示為磁盤損壞〕在aSAN自動使用熱備盤替換故障磁盤后，UI上依然會顯示原來的故障磁盤損壞，可以進展更換磁盤。這時新替換的硬盤會作為新熱備盤使用，不需要執(zhí)行數(shù)據(jù)回遷。這一點與前文沒有熱備盤會做數(shù)據(jù)回遷是不一樣的。以上面例子3為例，B4損壞后，熱備盤A4自動替換B4和C4建成新復(fù)制卷5。然后人工介入，把損壞的B4用新磁盤替換，這時新B4會直接做熱備盤使用，不再由數(shù)據(jù)回遷。故障磁盤替換所有過程都可以帶業(yè)務(wù)進展，不需要停機停頓業(yè)務(wù)，就可以完成故障磁盤的替換，數(shù)據(jù)重建，相比RAID系統(tǒng)停業(yè)務(wù)重建有更大的可用性。主機故障處理aSAN在多主機集群下，復(fù)制卷有個最高原則：跨主機建立復(fù)制卷。該原則的目的是為了到達在主機出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)依然可用。最簡單例子如下：主機主機A磁盤A1磁盤A2磁盤A3主機B磁盤B1磁盤B2磁盤B3復(fù)制卷1復(fù)制卷2復(fù)制卷3在2主機2副本模式下，當(dāng)主機B整個離線或，可以看到任何一個復(fù)制卷都依然有一個副本存在主機A上，數(shù)據(jù)依然可用，影響只是少了個副本。略為復(fù)雜的例子〔先不考慮有熱備盤〕：主機C離線后，剩余在線的復(fù)制卷任何一個都依然保持至少一個副本在線，因此這時全局?jǐn)?shù)據(jù)依然可用。在主機故障后，在aSAN高級設(shè)備里面有這樣一個故障時間策略執(zhí)行相應(yīng)的處理：主機故障未超時人工介入處理當(dāng)主機故障未超時時，人工介入處理是通過替換主機功能解決主機故障的。UI操作例子，點擊后按步驟進展即可〔詳見部署配置文件〕。替換主機的硬件配置要新主機配置不可以低于故障主機，包括CPU、存、磁盤個數(shù)、磁盤容量、網(wǎng)口個數(shù)。替換主機的部原理：主機C主機主機C主機B主機A磁盤A1磁盤B1磁盤A1磁盤B1磁盤C1復(fù)制卷1磁盤A2磁盤B2磁盤磁盤A2磁盤B2磁盤C2復(fù)制卷2復(fù)制卷3復(fù)制卷3磁盤A3磁盤B3磁盤磁盤A3磁盤B3磁盤C3在aSAN層面，主機替換和磁盤替換并無差異，區(qū)別是主機替換是同時執(zhí)行多個磁盤替換。因為前面有新主機的硬件配置不低于故障主機，因此磁盤數(shù)和容量是可以保證替換后足夠的。主機替換完成后，會根據(jù)新復(fù)制卷，在新主機的磁盤上重建文件副本。主機故障超時后aSAN自動處理假設(shè)入主機故障后直到超過設(shè)定的故障時間依然沒有人工介入處理，則aSAN會采取自動替換動作在其他主機上重建副本。例子：3主機2副本，主機C出現(xiàn)故障。比照上面2圖，可以看出在主機C故障并超時后，aSAN會在集群圍尋找最正確借用磁盤組建復(fù)制卷，從而重建副本。這里的主機副本自動重建機制和單個故障硬盤的自動重建機制并沒有本質(zhì)差異，只是同時做了多個故障盤的重建。如果其中有熱備盤，這是會自動使用熱備盤。注意，主機自動重建是有代價的，會復(fù)用其他磁盤的空間和性能。因此在條件允許情況下，應(yīng)盡快替換主機。如果不想aSAN才超時自動重建，可以到高級設(shè)置關(guān)閉主機自動重建功能。副本修復(fù)副本修復(fù)是指當(dāng)*個磁盤出現(xiàn)離線再上線后，保存在上面的文件副本可能是舊數(shù)據(jù)，需要按照其他在線的文件副本進展修復(fù)的一個行為。典型的情況是主機短暫斷網(wǎng)，導(dǎo)致副本不一致。在aSAN1.0、aSAN1.1版本，副本修復(fù)是整個文件進展比照修復(fù)，會占用比擬大的IO。因此保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性在aSAN里面是核心要求之一。在aSAN1.2版本里面，支持副本快速修復(fù)，對于短暫離線的副本，可以做到只修復(fù)少量差異數(shù)據(jù)，到達快速修改的目的。文件文件A磁盤2不一定是本地磁盤，也可以是其他主機的磁盤，由管理效勞通過網(wǎng)絡(luò)訪問磁盤2不一定是本地磁盤，也可以是其他主機的磁盤，由管理效勞通過網(wǎng)絡(luò)訪問磁盤2磁盤1文件A文件A(副本2)文件A(副本1)例如，上圖磁盤2和磁盤1不在一個主機上。由于網(wǎng)絡(luò)原因離線了1分鐘。這一分鐘，虛擬鏡像文件A有修改，這時修改只會寫入到副本1上。一分鐘后，磁盤2上線，aSAN會感知到副本1和副本2有差異并且副本1是在用副本，即啟動副本修復(fù)流程，以副本1為源修復(fù)到副本2上。在修復(fù)過程中，任何讀動作都是從副本1去讀取的，寫動作依然同時寫到2個副本修復(fù)完成后，副本1、副本2會到達完全一致的狀態(tài)。在aSAN1.2以上版本，副本修復(fù)支持快速修復(fù)。aSAN會記錄副本離線時的數(shù)據(jù)更改記錄，短時間的副本離線，當(dāng)離線副本上線時，直接修復(fù)差異局部數(shù)據(jù)。同時，aSAN對業(yè)務(wù)IO和修復(fù)IO做了優(yōu)先級控制，副本修復(fù)IO對業(yè)務(wù)IO的降低影響平均不超過20%。當(dāng)然，即使有快速修復(fù)，數(shù)據(jù)校驗和傳輸依然會占用CPU和網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此建議盡量保證aSAN存儲網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，減少副本修復(fù)的產(chǎn)生。深信服aSAN功能特性存儲精簡配置自動精簡配置〔ThinProvision