伺服器虛擬化和LUN:為VMware配置存儲

　　在物理環境中對存儲進行分配，需要存儲系統管理員根據各個伺服器的性能和可用性需求，匹配LUN存儲分區。

　　但是，隨著伺服器虛擬化的到來，一切都改變了。

　　取而代之的是，在虛擬化環境中，存儲資源經由虛擬化管理程序進行抽象的，而不是僅僅拆分成LUN（邏輯單元號）。LUN仍然存在，但通常是作為單個大型存儲池，存儲池中的虛擬存儲會分配到單獨的客戶端。

　　池化處理意味著需要存儲和虛擬化管理員進行額外規劃和設計，以確保存儲資源能夠及時和高效的提供服務。

　　管理程序仿真存儲設備

　　在虛擬化伺服器環境中，對物理存儲進行抽象，形成通用SCSI設備，呈現給客戶端。

　　使用VMWare時，這些起初是並行SCSI設備的Buslogic和LSIlogic仿真，後來還包括更快的SAS版本。Hyper-V通過使用類似的IDE驅動向客戶端提供存儲，並對非啟動盤支持使用SCSI設備。儘管下層存儲使用了管理程序，但主機看到的仍是一個仿真IDE、SCSI或SAS設備連接到一個控制器上。

　　設備仿真意味著一個虛擬機的物理數據可以在存儲系統內部遷移，而對主機沒有影響，但這樣存在一定的局限性。首先，在單個磁碟卷容量大小上有限制；其次仿真設備只支持標準SCSI命令。

　　對於需要訪問陣列控制設備的伺服器來說，這是一個問題。在這種情況下，磁碟可以直連而不通過仿真。在VMware環境中，這些設備被稱作RDM——原始設備映射。Hyper-V的最新版提供一個新特性，即允許光纖通道設備不通過設備仿真直接連接到客戶機。

　　虛擬磁碟——VMDK和VHD

　　管理程序把虛擬磁碟驅動器存成文件，並對每個客戶卷有一個文件。對於vSphere，這類文件即為VMDS（虛擬機磁碟），而對Hyper-V來說是存成VHD——虛擬硬碟。

　　在vSphere內部，一個VMDK可以存儲在NFS共享或者格式化成VMware文件系統——VMFS的塊設備（光纖通道或iSCSI）上。

　　單個VMDK大小限制為2TB - 512B ，這就意味著所有客戶卷都存在著2TB的限制。當一個客戶卷需要超過2TB的空間時，存儲就需要通過多邏輯卷的方式進行呈現。

　　對於Hyper-V來說，VHD格式的大小限制也是2TB。Microsoft最近推出的新格式VHDX，同時也是Windows Server 2012的一部分，允許單個虛擬磁碟容量擴展到64TB。

　　用來保存虛擬磁碟的存儲可以是塊設備或NAS設備。VMware支持iSCSI、光纖通道、FCoE和NFS。Hyper-V支持光纖通道，iSCSI和SMB，後者過去的時候一般稱作CIFS。

　　使用的存儲類型對於客戶來說是透明的，這是因為多路徑的存在。多路徑在管理程序層進行了實現，支持對物理存儲的多個冗餘路徑進行訪問。

　　匹配VM和存儲

　　Hyper-V和vSphere把虛擬機存儲到較大的「容器」中。

　　Hyper-V使用本地NTFS卷或者SMB/CIFS文件系統。vSphere使用NFS共享或者格式化成VMFS的LUN，即通常所說的數據存儲（datastore）。

　　在vSphere 5之前的版本中，一個VMFS datastore的塊大小範圍是從1MB到8MB，同時代表了VMFS容量大小的限制。最大支持到2TB的VMFS datastore需要設置塊大小為8MB，這樣會導致對虛擬客戶分配空間的增量最小為8MB。VMFS 5（與vSphere 5一同發布）提供一致的1MB增量，跟datastore的塊大小無關。對於Hyper-V來說，塊增量為2MB，與底層NTFS文件系統具體格式無關。

　　在兩個管理程序平臺上，用來存儲虛擬機的容器代表著物理存儲對管理程序的表現形式，意味著某個容器上的所有的虛擬客戶有相同級別的性能和可用性。因此vSphere的datastore和Hyper-V的卷都應當按照虛擬機類型進行分組。舉例來說，產品vs.測試/開發客戶或者用以提供高性能的存儲（如層次1或者SSD）。

　　物理存儲的網絡情況及網絡對性能的影響，是需要進行考慮的。舉例來說，在光纖通道的環境中，通過分派光纖通道HBA卡（主機總線適配器）到高性能的存儲上是可以獲得好處的。這樣可以降低混合環境中低性能虛擬機競爭的影響。

　　精簡配置

　　vSphere和Hyper-V都提供自動精簡配置的虛擬機。也就是說，根據虛擬機的增長需求分配而不是創建時在物理上預留出虛擬機的整個空間。vSphere對於「預分配」客戶卷有兩種格式；zeroedthick（清零預分配）——使用該格式存儲空間在創建時保留，在主機向保留的物理存儲中某個塊寫數據時，進行清零或刪除的操作；eagerzeroedthick（立即清零預分配）——使用該格式，預留的存儲空間在創建時即進行清零。這兩種格式提供了性能和安全性兩者間的權衡，因為zeroedthick會導致舊數據仍存在於VMFS上。Hyper-V為「預分配」提供了預分配的VHD或者動態擴增的VHD。

　　就像傳統環境中使用精簡配置那樣，在虛擬環境下使用該技術也有積極和消極的一面。在管理程序之中的精簡配置意味著更多的虛擬機容身於磁碟之中，當未來增長的需求超過虛擬機自動分配的大小時，精簡配置尤其重要。當然按需擴張的缺點在於單個虛擬客戶的存儲分散開來。

　　隨著datastore或者卷上各個客戶端空間擴張，當任何特定的虛擬機請求下一個塊時，會無預測的分配1MB或2MB大小的塊。這會導致單個客戶端的存儲布局隨機和碎片化。在虛擬化桌面環境中尤其常見，如當許多虛擬桌面同時啟動時，大量隨機I/O產生性能問題。

　　使用精簡配置帶來的一個顯而易見的問題就是是否在管理程序和存儲兩端均實現精簡配置技術。沒有什麼理由不在這兩處都進行精簡配置；唯一的建議是確保報告和監視及時可靠，以管理不斷增長的數據。