最近筆者在同行網站看到了一篇應該是編譯自國外的“不遜Win8 Win Server 8必火的十大理由”,從中獲取一些信息并受到啟發。本文我們將里面的部分內容重新整理并加入點評,重點關注存儲部分,特別是在Hyper-V 3.0服務器虛擬化方面的改進。
Windows Server 8卸載數據傳輸功能
為利用存儲硬件中提供幾乎瞬間復制大量數據的創新功能,Windows Server 8 Beta 中的 Hyper-V 引入了卸載數據傳輸。借助這個新功能,Hyper-V 工作負荷使用主機硬件的卸載語義以及虛擬存儲堆棧在需要復制大量數據的虛擬硬盤上執行某些內部操作。Hyper-V 執行這些操作的速度超乎尋常的快。
由上圖:虛擬機之間傳統的數據復制方式,是先將存儲陣列中的數據讀到虛擬服務器內存,再經過網絡傳輸后寫入到陣列上的另一個位置(比如卷)。而Hyper-V的卸載數據傳輸(Offloaded Data Transfer,ODX)功能,可以將實際的數據傳輸直接在智能存儲陣列(Intelligent Storage Array)的內部硬盤間完成。相當于卸載了虛擬服務器的讀和寫,以及網絡傳輸操作,這個功能與VMware VAAI(vStorage APIs for Array Integration)中的Full Copy(或稱Copy Offload)特性是十分類似的。
Hyper-V 卸載數據傳輸是一項新的硬件功能,它允許將大量數據從一個位置復制到另一個位置。通過在 Hyper-V 存儲堆棧中提供對卸載數據傳輸的支持,該功能可以用很少的時間完成這些操作(與沒有該支持時所花費的時間相比)。通過將工作負荷傳遞給主機硬件允許虛擬化 工作負荷使用卸載數據傳輸的語義,從而幫助虛擬化的工作負荷像在非虛擬化環境中那樣高效運行。
Hyper-V 卸載數據傳輸需要以下內容:
支持卸載數據傳輸的硬件,用于托管虛擬硬盤文件。硬件需要作為虛擬 SCSI 設備或直接連接物理磁盤(有時稱為傳遞磁盤)連接到虛擬機。
本機連接的基于 VHDX 的虛擬磁盤也支持此優化。
連接到 IDE 控制器的基于 VHD 或基于 VHDX 的虛擬磁盤不支持此優化,因為集成開發環境 (IDE) 設備缺少對卸載數據傳輸的支持。
存儲區域網絡 (SAN) 供應商正在努力提供對大量數據的幾乎瞬間復制操作。該存儲設計為允許磁盤上的系統指定特定數據集從一個位置到另一個位置的移動(“卸載數據傳輸”)。
虛擬硬盤的重要維護任務(如合并、移動以及壓縮)都依賴于復制大量數據。當前復制數據的方法需要向其他位置進行讀寫操作,這是一個非常耗時的過程。
Windows Server "8" Beta 中 Hyper-V 的存儲堆棧支持卸載數據傳輸操作,因此這些操作可以從來賓操作系統傳遞到主機硬件。這確保了工作負荷可以使用支持卸載數據傳輸的存儲,就好像在非虛擬化環境中運行一樣。Hyper-V 存儲堆棧也在虛擬硬盤的維護操作期間發出卸載數據傳輸操作,如移動大量數據的合并磁盤和存儲遷移元數據操作。
根據上文,實現Hyper-V的ODX功能也需要支持卸載數據傳輸的硬件,就像支持VAAI的陣列那樣。
Windows Server 8的ReFS(彈性文件系統)
最新消息稱,新文件系統ReFS會被用在Windows Server 8服務器版本中。在Windows Server 8中,微軟將會使用新技術來提高硬件和軟件的兼容性,但是這種技術僅僅是為了計算機管理員設計的,所以在Windows 8的客戶端版本中不會看到ReFS。
微軟由底層向上設計的ReFS文件系統,主要是為了滿足今后Windows存儲的需求:處理大容量存儲的能力,彈性處理機制,以及跨機器共享存儲池。
ReFS如今只會提供給Windows Server 8,巨大的Win8客戶端用戶群將暫時無法受益,微軟計劃在提供給客戶端用戶之前,先進行充分的測試。
ReFS只需像目前存在的文件系統一樣插入存儲棧中,然后在NTFS的基礎上保持兼容性。ReF和微軟曾詳細介紹的新功能Storage Spaces(存儲空間),在Windows8的完整存儲系統中可以相互補充。
最主要的優點在于,新的文件系統包括Windows8檢測磁盤損壞的功能、數據分隔的性能、以及類似于寫入時復制技術的分配形式的功能。微軟已經在 SQL Server產品和Volume Shadow Copy服務中使用寫入時復制技術,確保大型數據集的快速快照。
ReFS現在只是支持存儲功能,還不能在移動媒體和引導操作系統上使用。微軟解釋說新的文件系統現在只能被應用在Windows Server 8,但是在將來Windows 8客戶端版本也可以獲得這一支持。
Windows Server 8災難恢復功能
可以使用在Windows Server 8的Hyper-V的副本作為備用服務器,在服務器崩潰或其他災難事件。Windows服務器將繼續與Hyper-V的副本同步的原始服務器,所以總是有一個虛擬服務器的備份,并且可以配置自動故障轉移和故障恢復。
Windows Server 8中針對Hyper-V的災難恢復功能,是否有些像VMware vCenter Site Recovery Manager(SRM,站點恢復管理器)呢?
任何的惡意攻擊、自然災害、甚至簡單的配置錯誤,都有可能使應用程序受損,之后需要由管理員解決問題、并還原所需的備份數據。所以備份和恢復對企業公司是極具意義的。
Win Server 8的群集功能很棒,不過我覺得Hyper-V可以對災難恢復提供支持更加重要,不僅可以在IT環境內部實現,而且可以通過在地理上分散的群集能力,跨越數據中心實現。
快速可靠的災難和業務恢復可幫助確保最少的數據丟失,而且它的配置相當簡單。在 Hyper-V 上當配置了外部網絡后,系統則自動添加一塊虛擬網卡用于Host OS的通訊,而物理網卡則用于物理連接及虛擬交換機。
Hyper-V中包含了新的虛擬交換功能,這意味著虛擬機可用簡單的方法配置運行Windows網絡負載均衡,可以對不同服務器上的多個虛擬機的負載進行均衡;包含的基于標準的WMI接口以及API使得軟件供應商和開發人員可以快速創建自定義的工具、程序,并對虛擬化的平臺進行改善,所以它的擴展性不可小覷。
Windows Server 8實時遷移
Windows Server 8將取代Windows Server 2008中,也將采用實時遷移這個工具,允許管理員將虛擬機存儲的虛擬機副本從一個存儲服務器到另一個。
微軟高管稱Windows Server 8是最集中存儲操作系統,新的操作系統將支持Hyper-V和SQL Server運行超過Samba文件共享協議的服務器消息塊(SMB)V2.2,包括遠程直接內存訪問(RDMA),以太網和InfiniBand。
新的文件共享功能,允許一個虛擬服務器基礎設施利用共享JBOD存儲通過使用的RDMA功能的網絡接口卡(RNICs)的。
RDMA允許服務器,通過特殊的網卡,使用的操作系統的情況下訪問其他服務器的內存,提供非常高的吞吐量,低延遲的網絡服務器集群。相比要使用通過以太網或InfiniBand的RDMA高速存儲協議的光纖通道,在這一個網絡接口卡是從服務器的CPU用于卸載網絡協議流量。
SMB 2.2有一個多通道的功能,使多個物理網絡接口中使用的SMB 2.2客戶端和服務器。例如,微軟已經測試SQL數據庫,跨4個10GbE通道中運行。平克頓說,他的團隊一個SQL數據庫運行達到6.5GB/sec的 總吞吐量28萬每秒使用8K的I/O寫入與SMB 2.2。
遷移功能,可以讓要移動的數據,而一個壞的硬盤或陣列被替換,它可用于SAN的升級,或者只是從一個存儲平臺遷移到另一個數據。此外,Windows操作如檢查磁盤或檢查總和,可用于預填充在數據庫中的數據錯誤,例如無需服務器或應用程序脫機中。
Windows8服務器允許管理員采取了快照的數據創建一個列表,然后可以用來卷脫機,只有足夠長的時間來糾正數據問題的錯誤。
Windows Server 8的實時遷移功能,讓我們想起了VMware vSphere Storage Appliance(VSA)和LSI針對Windows Server 8的高可用解決方案。前者是通過將虛擬機上的存儲卷以NFS方式互相共享給不同物理機上的虛擬機,替代傳統磁盤陣列實現服務器HA;而后者則是建立在2臺服務器上的RAID卡同時連接JBOD硬盤的基礎上,通過MegaRAID firmware和HA firmware提供的Failover(故障轉移)功能實現存儲共享。二者的目的都是節約成本,而Windows Server 8還支持運行在以太網和InfiniBand上的RDMA(遠程直接內存訪問),SMB(CIFS文件共享協議)2.2的多通道等功能。
3節點的VSA集群配置
來自LSI的Windows Server 8的高可用方案