虛擬機部署一直在面臨諸多挑戰,基于I/O容量和空間利用率手動部署虛擬機過于復雜而常常被人們所忽略,而這往往會導致熱點以及數據存儲的過量使用或者是未充分使用。
vSphere 5.0在vSphere 4.1的基礎上增加了眾多的存儲特性,在降低存儲管理復雜性的同時提供了更大的可擴展性。Storage DRS是在vSphere 5.0中引入的一個新特性,它基于I/O和空間容量提供了更加智能的虛擬機部署以及負載均衡機制,大大降低了部署虛擬機以及監控存儲環境相關的問題的復雜性。
另外,vSphere 5.0在存儲特性方面的新功能及增強功能還包括VMFS-5,配置文件驅動的存儲,更強大的存儲I/O控制以及Storage vMotion等等。本文對vSphere 5.0在存儲方面的這些新特性進行一個概要解讀。
Storage DRS
Storage DRS是在vSphere 5.0中新引入的一個存儲特性,它基于存儲I/O和空間容量提供了更加智能的虛擬機部署和負載均衡機制,管理員不必再自己去監控存儲環境并手動進行虛擬機的Storage vMotion就可實現虛擬機性能的最大化。
數據存儲集群(datastore clusters)是Storge DRS的基礎,VMware在vCenter Server 5.0中引入了數據存儲集群。簡而言之,和vSphere 4中我們所熟悉的主機集群類似,數據存儲集群將存儲資源聚合在一起,為快速、智能地放置新的虛擬機以及對現有工作負載進行負載均衡提供存儲資源。在創建數據集群時,用戶可以定義存儲的空間利用率和I/O延遲的閾值。在虛擬機運行過程中,當超出用戶定義的閾值時,Storage DRS將計算所有可能的遷移方案,智能地考慮遷移的成本以及優勢,平衡工作負載。在進行虛擬機的初始部署時,Storage DRS能夠根據用戶對磁盤空間的限制以及對I/O負載的要求,在最小化存儲I/O瓶頸以及對虛擬機性能影響的前提下,提供虛擬機的初始部署建議。我們可以很方便地在vCenter Server中看到所有的初始部署建議以及虛擬機運行過程中的遷移建議。
Storage DRS同時支持VMFS和NFS,但是目前在同一個數據存儲集群中還不能同時存在VMFS和NFS,期待在下一版本的vSphere中能夠提供該功能。
在Storage DRS中可以定義關聯規則,控制不同的虛擬磁盤能否存放在同一個數據存儲上,這和DRS中的虛擬機關聯規則類似。在Storage DRS中能夠定義的關聯規則包括VMDK Anti-Affinity(同一個虛擬機的不同虛擬磁盤必須存放在不同的數據存儲中),VMDK Affinity與VMDK Anti-Affinity正好相反,也就是同一個虛擬機的不同磁盤必須存放在同一個數據存儲中,VM Anti-Affinity用于定義指定的兩個虛擬機及其虛擬磁盤必須存放在不同的數據存儲中。
另外在Storage DRS中還可以設置數據存儲的維護模式,這為維護數據存儲提供了便利。和DRS中將主機設為維護模式類似,將數據存儲被設置為維護模式后,存放在該數據存儲上的所有虛擬機和虛擬磁盤將自動遷移至同一個數據存儲 cluster中的其他的數據存儲上。
VMFS-5
vSphere 5.0 的VMFS-5在架構方面進行了眾多改進,目的就是降低復雜性,提高性能和可擴展性。
首先,和VMFS-3中支持的最大LUN大小僅為2TB(選擇最大的8MB的塊大?。┫啾龋琕MFS-5支持的LUN大小最大可達64TB,大大降低了管理數據存儲的復雜性,為存儲大數據提供了保證。
其次,VMFS-5將塊大小統一為1MB,在添加LUN時操作將更加簡單,但統一塊大小并沒有絲毫降低VMFS-3中不同塊大小所具有的可擴展性和靈活性。我們知道在VMFS-3中存在四種塊大?。?MB,2MB,4MB和8MB),為確保能夠從VMFS-3平滑升級至VMFS-5,在文件系統升級過程中 vSphere 5.0 并不會改變原有的塊大小,這確保了不會破壞VMFS-3 數據存儲上的數據。
最后,VMFS-5改進了VMFS-3的子塊機制,能夠更加智能地管理數量日益增多的小文件。我們知道VMFS-3 支持子塊級尋址,無論選擇的塊大小是多大,子塊的大小始終是64KB。VMFS-5中加強了對子塊級尋址的支持,降低了管理小文件的開銷:在存儲日志文件和虛擬機的原數據時,VMFS-5能夠分配30,000個8KB大小的子塊。對于大小小于1KB的更小的數據文件,VMFS-5將使用1KB的小型文件塊進行存儲。
配置文件驅動的存儲
vSphere 5.0引入了配置文件驅動的存儲(Profile-Driven Storage), 減少了部署虛擬機時對存儲進行手動管理,使基于SLA、可用性、性能以及存儲容量等要求進行快速、智能部署虛擬機成為了可能。我們可以在部署,克隆以及Storge vMotion過程中使用存儲配置文件(Storage profile),保證只將符合存儲配置文件定義中要求的數據存儲或數據存儲集群分配給虛擬機使用。
存儲I/O控制
vSphere 5.0對存儲I/O控制進了擴展,針對NFS存儲提供了集群級的I/O份額(share)和限制(limit)控制。當超出存儲I/O延遲閾值時,存儲I/O控制將自動限制正在消耗大量不相干的I/O帶寬的虛擬機,避免了單臺虛擬機可能引起的存儲I/O瓶頸,保證使用同一個數據存儲的其他虛擬機能夠獲得應得的I/O份額。
Storage vMotion
和vSphere 4.1相比,在vSphere 5.0中,Storage vMotion的增強功能之一就是支持對帶有快照的虛擬機以及鏈接克隆(linked clone)進行遷移,而且能夠保證原有快照的可用性,這大大簡化了虛擬機在不同存儲間進行遷移的過程。
另外Storage vMotion通過使用鏡像模式(Mirror Mode)這一新特性,提高了遷移效率,完全避免了由于遷移超時而導致Storage vMotion失敗的可能性。在使用Storage vMotion進行遷移的過程中,鏡像驅動器駐留在VMkernel中,而且可以在虛擬機級別啟用。鏡像模式通過對寫入源磁盤的I/O數據塊進行鏡像,保證了數據同時寫入源磁盤和目標磁盤,而且源磁盤和目標磁盤必須同時對寫入操作進行確認,I/O數據塊的寫入才會生效。當遷移過程中源磁盤仍有大量數據寫入時,遷移過程帶來的效率的提升尤為明顯。