VMware虛擬機器儲存管理

2022-06-28 01:36:02 字數 4980 閱讀 2284

1) 實現虛擬機器共享儲存

vmware vsphere環境中對共享儲存的訪問是通過vmware vstorage vmfs實現的,這是一種專為虛擬機器設計的高效能集群檔案系統。

vmware vstorage vmfs 是專為虛擬伺服器環境而設計、構造和優化的,可讓多個虛擬機器對由集群式儲存構成的整合池進行共享訪問,從而提高資源利用率。vmware vstorage vmfs 還為分布式基礎架構服務奠定了基礎,例如虛擬機器和虛擬磁碟檔案實時遷移,以及分布式資源排程、整合備份和自動災難恢復。

作為檔案系統,vmware vstorage vmfs 將構成虛擬機器的所有檔案儲存在乙個目錄中。經過優化,可以支援大型檔案,同時也可以執行許多小型的併發寫操作。通過自動處理虛擬機器檔案,vmware vstorage vmfs 對整個虛擬機器進行封裝,使其很容易成為災難恢復解決方案的一部分。

事實上,vmware infrastructure 3 之所以被 techtarget 評為「2006 年度災難恢復產品」,vmware vstorage vmfs 是主要原因之一。

作為邏輯卷管理器,vmware vstorage vmfs 實現了乙個儲存資源介面,使得多種型別的儲存(san、iscsi 和 nas)能夠以可承載虛擬機器的資料儲存的形式出現。通過以聚合儲存資源方式實現那些資料儲存的動態增長,vmware vstorage vmfs 可提供在最少停機或無停機的情況下增加共享儲存資源池的能力。

vmware vstorage vmfs 與傳統檔案系統

傳統檔案系統在指定時間只允許一台伺服器對同一檔案進行讀寫訪問。與之相對,vmware vstorage vmfs 使用共享儲存來允許多個 vmware esx 例項對同一儲存資源進行併發讀寫訪問。

vmware vstorage vmfs 利用分布式日誌來允許跨這些多伺服器資源池進行快速、彈性的恢復。此外,vmware vstorage vmfs 提供了進行災難恢復所必需的虛擬機器快照功能,並且是 vmware consolidated backup (vcb) 用來提供虛擬環境**備份的介面。

vmware vstorage vmfs 與 cfs 和 cvm

vmware vstorage vmfs 並不包含當今的其他集群檔案系統 (cfm) 和集群卷管理 (cvm) 系統所提供的每一項功能。但是,沒有任何其他 cfs/cvm 可提供 vmware vstorage vmfs 的功能。其分布式鎖定方法加強了虛擬機器與底層儲存資源之間的聯絡,這是所有其他 cfs 或 cvm 都無法企及的。

vmware vstorage vmfs 的獨特功能使虛擬機器可以無縫地加入集群,並且不會產生管理開銷。

2) 儲存連線選項

vmware 在vmware vsphere軟體中內建了乙個功能強大的儲存介面,可為您提供廣泛的儲存虛擬化連線選項,同時為虛擬機器提供一致的儲存表示形式。

vmware vstorage vmfs經過了優化、嚴格測試和認證,可用於廣泛的光纖通道和 iscsi san 裝置,而且還與 nas 裝置相容。這種廣泛的相容性讓您可以將現有儲存資源輕鬆連線到虛擬基礎架構。

使用 vmware vstorage vmfs,虛擬磁碟檔案對虛擬機器顯示為裝載的 scsi 裝置。虛擬磁碟對作業系統隱藏了 san 的所有間歇性錯誤。這樣,虛擬磁碟對虛擬機器就顯示為本地 scsi 目標,獨立於所使用的具體儲存型別,因此即使作業系統沒有經過 san 適用性認證,也可以在虛擬機器中執行。

光纖通道 san

儲存區域網路 (san) 為vmware vsphere環境提供了強大的功能,包括vmware vmotion和vmware drs。在 san 中進行儲存整合即可實現資料保護和災難恢復的一致應用。

光纖通道 san 是許多組織中最常見的基礎架構。光纖通道 san 的採購和部署成本非常昂貴,在具有多個伺服器、交換機和陣列的大型環境中尤其是如此。但是,在光纖通道 san 中使用 vmware 技術,可以在 san 中的單個共享儲存資源上整合許多虛擬機器,從而簡化管理,同時提高可擴充套件性、可靠性和效能。

iscsi san

iscsi 是一種提供可擴充套件、高價效比、高效能虛擬化 san 環境的關鍵技術。在光纖通道 san 中,基礎架構方面的更改會非常耗時並且容易出錯,因為裝置通過物理埠位址連線到網路,而這些位址是明確分配的並編碼在裝置的硬體中。通過消除光纖通道 san 的高昂成本和複雜性,iscsi 支援增加了在中小型企業中全面部署 vmware 的可能性。

利用 vmware 技術,iscsi 啟動器與 vmware esx 核心整合在一起,從而允許直接從vmware esx伺服器主機對 iscsi 儲存進行本機訪問。既可以使用硬體啟動器,也可以使用軟體啟動器。軟體啟動器支援網絡卡繫結。

硬體啟動器支援多路徑功能和從 san 啟動。

nas網路連線儲存 (nas) 裝置可提供所有vmware vsphere功能。網路連線儲存通過標準 lan 或 wan 網路提供對儲存的檔案級訪問。通常,nas 裝置僅按照資料儲存、資料訪問以及儲存和訪問管理進行定製。

nas 系統一般包含乙個或多個硬碟,並提供某種程度的冗餘 (raid)。通常,nas 系統也稱為檔案伺服器,因為 nas 以檔案級訪問為基礎。

3) 虛擬機器實時儲存遷移

作為虛擬化的技術領導者,vmware 提供執行虛擬機器磁碟檔案實時遷移的能力,並且是具備此能力的唯一提供商。使用新的vmware storage vmotion功能,您可以在不中斷服務的情況下跨異構陣列實時遷移虛擬資料儲存,從而可以減少或消除計畫內停機。

vmware storage vmotion 採用了vmware vmotion(一種經過生產驗證的技術,可用於無中斷地在物理伺服器之間遷移虛擬機器)的相同原理,並應用這些原理來將虛擬機器磁碟檔案從乙個共享儲存位置遷移到另乙個位置。該技術支援主動進行儲存遷移,可簡化陣列重新整理和停用、提高儲存 i/o 效能,並提供高效的儲存容量管理功能。

vmware storage vmotion 實際應用

storage vmotion 通過磁碟快照、redo log、父/子磁碟關係和快照整合等核心 vmware 技術,支援在虛擬機器執行時進行獨立於 lun 的虛擬機器磁碟檔案遷移。下面是其工作原理:

1. 移動磁碟檔案之前,storage vmotion 會在目標資料儲存中為虛擬機器建立乙個新的虛擬機器主目錄。

2. 接著,將會建立乙個新的虛擬機器例項。其配置保留在新的資料儲存中。

3. 然後,storage vmotion 會為每個所移動的虛擬機器磁碟建立乙個子磁碟,用於在父磁碟處於唯讀模式的同時捕獲寫活動的副本。

4. 將原始父磁碟複製到新的儲存位置。

5. 子磁碟重新成為新位置中新複製的父磁碟的父磁碟。

6. 完成到新虛擬機器副本的轉移後,原始例項將關閉。然後,從 vmware vstorage vmfs 中刪除源位置的原始虛擬機器主目錄。

整個過程所花費的時間與冷遷移大致相同,並且與虛擬機器磁碟的大小有關。從原始虛擬機器到新例項的最終切換可在兩秒內完成,並且對應用程式使用者是透明的。storage vmotion 使用獨立於特定儲存型別的高階拷貝引擎技術。

這意味著它適用於您已有的任何儲存型別。

4) 虛擬化效能基礎知識

虛擬化效能與傳統 it 效能

當今生產環境中的大多數伺服器都僅執行單個應用程式。雖然這種方法可以確保應用程式平穩操作,但只利用了底層硬體上可用 it 資源的一小部分。

與之相對,虛擬化技術使用虛擬機器逐個承載這些應用程式,從而可以在單個物理伺服器上同時執行多個應用程式。通過同時執行多個虛擬機器,可以促使物理伺服器達到更高的利用率,不過具有一定的效能開銷。

可用性駐留在同一物理伺服器上的各個虛擬機器共享底層硬體資源,但是彼此完全隔離,就像是從物理上分離的一樣。這意味著,如果乙個虛擬機器遇到可用性問題,它不會影響執行在該伺服器上的其他虛擬機器中的應用程式的可用性。

當底層硬體本身遇到效能或可用性問題時,vmware 能夠在不中斷服務的情況下,自動將應用程式從一台物理伺服器實時遷移到另一台。此功能在備份和恢復方面具有許多相對於物理基礎架構的優勢,但是 vmware 還利用實時遷移來實現一些高階功能,例如基於策略的硬體資源動態分配。

資源分配

vmware 解決方案可對四類主要硬體資源進行虛擬化:處理器、記憶體、儲存和網路,並使用一流的虛擬機器管理程式動態分配這些資源以平衡不斷變化的應用程式需求。下面這幾個部分將介紹每種資源型別對效能的影響。

對 cpu 的效能影響

cpu 虛擬化增加了不同程度的開銷,具體取決於許多不同的因素。對於大量使用處理器的應用程式,任何 cpu 虛擬化開銷都可能造成總體效能降低。

vmware 解決方案能夠以高度有效的方式平衡處理器負載,並且 vmware 虛擬機器能夠充分利用多核和多處理器配置,從而支援執行大量使用處理器的工作負載(如資料庫和電子郵件伺服器),而不會對應用程式效能造成負面影響。

對記憶體 (ram) 的效能影響

虛擬化不會減少執行應用程式及其主機作業系統所需的 ram 量,與任何軟體一樣,虛擬化層自身需要使用一部分 ram。因此,記憶體通常是乙個限制因素,決定了總共可在單個物理伺服器上整合多少個虛擬機器。

vmware 技術僅新增了非常小的記憶體開銷,並提供了高階記憶體管理機制,如 ram 過量使用和透明頁共享(可隨應用程式負載的增加和減少自動地擴充和縮減為每個虛擬機器分配的 ram 量)。與使用傳統靜態虛擬記憶體相比,此功能讓您可以實現更高階別的伺服器整合。

對儲存的效能影響

虛擬機器執行未經修改的完整作業系統,因此需要幾個 gb 的儲存空間來儲存應用程式、文件、裝置驅動程式及其他資料。在單個物理伺服器上整合多個虛擬機器時,它們組合起來的檔案大小和同時快速訪問所儲存資料的需要會影響 i/o 效能。

vmware 解決方案通過vmware vstorage vmfs幫助改善 i/o 效能,vmware vstorage vmfs 可為虛擬機器提供對共享資料儲存的併發訪問。集中式的儲存有助於減少延遲和提高吞吐量,並為實時遷移和整合備份等獨特功能奠定了基礎。

對網路連線的效能影響

虛擬基礎架構中的網路連線規模調整和效能注意事項與物理 it 環境中的網路連線注意事項非常相似。在大多數情況下,虛擬化工作負載的網路吞吐量與物理工作負載的網路吞吐量相當。

vmware 提供了乙個理想的平台,可在單個物理伺服器上的虛擬機器之間實現安全的高速網路連線,並支援在物理環境中要依賴使用附加硬體才能提供安全性和隔離的網路拓撲。您還可以跨物理伺服器透明地建立具有高吞吐量的虛擬機器網路,因為每個虛擬機器具有各自的 ip 位址,並且最多可以利用四個虛擬網絡卡 (nic)。

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