[云计算]HCIECloud 存储虚拟化

作者: SkyBiuBiu


目录

  • [云计算虚拟化中的存储架构]
  • [存储的分类]
  • [NAS]
  • [SAN]
  • [传统内置存储遇到的问题]
  • [优劣比较]
  • [虚拟化中的存储架构]
  • [常见的虚拟机磁盘格式]
  • [VHD]
  • [VMDK]
  • [Raw]
  • [物理磁盘]
  • [硬盘类型]
  • [机械硬盘的结构]
  • [硬盘常用接口]
  • [热插拔]
  • [固态硬盘概述]
  • [集中式存储和分布式存储]
  • [什么是RAID?]
  • [使用RAID的好处]
  • [常用RAID类型]
  • [RAID的数据组织方式]
  • [RAID校验方式(异或校验)]
  • [RAID与LUN的关系]
  • [创建LUN的过程]
  • [Pool \& Volume \& LUN]
  • [虚拟化存储和非虚拟化存储]
  • [云计算中虚拟化存储转换路径]
  • [云计算中非虚拟化存储转换路径]
  • [文件系统]
  • [常见的文件系统]
  • [文件映射到磁盘的过程]
  • [主机的内部应用环境]
  • [虚拟机磁盘介绍]
  • [虚拟磁盘]
  • [常见的虚拟机磁盘格式]
  • [华为虚拟化产品的存储特性]
  • [华为虚拟化产品存储架构]
  • [存储资源]
  • [存储设备]
  • [数据存储]
  • [添加数据存储]
  • [虚拟化存储的高级特性(需拓展)]
  • [华为虚拟磁盘特性]
    • [类型]
    • [磁盘模式]
    • [配置模式]


云计算虚拟化中的存储架构

存储的分类

  • 存储系统

  • 封闭系统存储(基于大型机)

  • 开放系统存储(基于Windows、Unix、Linux的服务器)

    • 内置存储
    • 外挂存储(按照连接方式分为以下几种,占市场大多数)
    • 直接式存储(Directed-Attached Storage:DAS):采用SCSI接口,带宽限制,扩容需停机
    • 网络存储(Fabric-Attached Storage:FAS):(依传输协议分)
      • 网络接入存储(Network-Attached Storage:NAS):TCP/IP连接
      • 存储区域存储(Storage Area Network:SAN):光纤连接

    NAS

NAS的文件系统主要在存储侧,使用的网络协议主要是NFS和CIFS

  • CIFS(Common Internet File System)通用网络文件系统:由微软Smb(Server Message Block)发展而来的一个公共、开放的文件系统

  • NFS(Network File System)网络文件系统:在类Unix系统中实现网络文件共享

|          |  **CIFS**   | **NFS**  |
|----------|-------------|----------|
| **传输特点** | 基于网络,可靠性要求高 | 独立于传输    |
| **易用性**  | 无需额外软件      | 需要安装专用软件 |
| **安全性**  | 无法进行错误恢复    | 可以进行错误恢复 |
| **文件转换** | 不保留文件格式特性   | 保留文件格式特性 |

SAN

| **描述** |       IP-SAN       |                   FC-SAN                    |
|--------|--------------------|---------------------------------------------|
| 网络速度   | 1Gb、10Gb、40Gb      | 4Gb、8Gb、16Gb                                |
| 网络架构   | 使用现有IP网络           | 单独建设光纤网络和HBA卡                               |
| 传输距离   | 理论上没有距离限制          | 受到光纤传输距离的限制                                 |
| 管理、维护  | 与IP设备一样操作简单        | 技术和管理较复杂                                    |
| 兼容性    | 与所有IP网络设备都兼容       | 兼容性差                                        |
| 性能     | 目前主流1Gb,10Gb正在发展   | 非常高的传输和读写性能                                 |
| 成本     | 购买与维护成本都较低         | 购买(光纤交换机、HBA卡、光纤磁盘阵列等)与维护(培训人员、系统设置与监测等)成本高 |
| 容灾     | 本身可以实现本地和异地容灾,且成本低 | 容灾的硬件、软件成本高                                 |
| 安全性    | 较低                 | 较高                                          |
  • IP-SAN:顾名思义,以TCP/IP协议作为底层传输协议,用以太网作为承载介质构建区域网络架构。实现IP-SAN的典型协议是iSCSI,它定义了SCSI指令集在IP中传输的封装方式

  • FC-SAN:采用Fibre Channel Protocol(光纤通道协议),服务器与存储设备间通过光纤交换机直接建立连接

    传统内置存储遇到的问题

  • 硬盘成为整个系统的性能瓶颈

  • 槽位有限,难满足大容量需求

  • 单硬盘存储数据,可靠性不高

  • 存储空间利用率低

  • 本地存储,数据分散,不易共享

  • 可扩展性不高

  • 总线结构,而非网络结构

  • 可连接的设备受到限制

  • 扩容的时候需要停机

    优劣比较

|      |         DAS         |     NAS      |     FC-SAN      | IP-SAN  |
|------|---------------------|--------------|-----------------|---------|
| 传输类型 | SCSI、FC             | IP           | FC              | IP      |
| 数据类型 | 块级                  | 文件级          | 块级              | 块级      |
| 典型应用 | 任何                  | 文件服务器        | 数据库应用           | 视频监控    |
| 优点   | 易于理解兼容性好            | 易于安装成本低      | 高扩展性高性能高可用性     | 高扩展性成本低 |
| 缺点   | 难以管理,扩展性有限存储空间利用率不高 | 性能较低对某些应用不适合 | 比较昂贵,配置复杂互操作性问题 | 性能较低    |

虚拟化中的存储架构

虚拟化的数据存储是将存储资源按照一定的文件系统来管理

  • 虚拟化的数据存储包括
  • 虚拟化本地硬盘(采用EXT4文件系统)
  • 虚拟化SAN存储(使用VIMS虚拟镜像管理文件系统)
  • NAS存储(使用NFS网络文件系统)

实质为块存储,包括SAN存储,本地磁盘和FusionStorage

可以简单理解为:块存储 + 文件系统 = 虚拟化存储

举个例子:SAN存储(划分逻辑卷)+ 文件系统 = 虚拟化存储

常见的虚拟机磁盘格式

虚拟机磁盘以文件的形式存放于文件系统之中,常见的虚拟机磁盘格式有以下几种

| **虚拟机磁盘文件格式** |         **支持的厂商**         |
|---------------|---------------------------|
| RAW           | 各厂商通用                     |
| VMDK          | VMware                    |
| VHD           | 微软Hyper-V、华为FusionCompute |
| QCOW          | QEMU或KVM虚拟化平台专用的格式        |
| QED           | QEMU或KVM虚拟化平台专用的格式        |
| VDI           | Oracle                    |

VHD

VHD(Virtual Hard Disk)是微软推出的一种虚拟机磁盘文件格式,VHD就是虚拟机磁盘文件。

VHD文件内容主要是虚拟机启动所需的系统文件,可被压缩成单个文件存放在系统上。

一个VHD文件代表VIMS(虚拟镜像管理系统)在虚拟机上的一个物理硬盘驱动,所有用户数据以及有关虚拟服务器的配置都存储在VHD文件中。

VHD虚拟硬盘的四种类型:

  • 固定VHD:对已分配大小不会更改

  • 动态VHD:大小与写入的数据大小相同,随着数据写入直至达到大小上限(2040GB)

  • 差异VHD:类似动态VHD,但只包含关联父VHD修改后的硬盘快(最大2040GB)

  • 链接硬盘VHD:文件本身指向一个磁盘或者一个分区

    VMDK

VMDK(VMWareVirtual Machine Disk Format)VMware创建的虚拟硬盘格式,文件存放在VMware文件系统中,被称为VMFS(虚拟机文件系统)。

一个VMDK文件代表VMFS在虚拟机上的一个物理硬盘驱动。所有用户数据和有关虚拟服务器的配置信息都存储在VMDK文件中。

厚磁盘(Thick Disk):属于VMFS,创建VMDK文件时分配所有需要的空间

薄磁盘(Thin Disk):属于VMFS,创建VMDK时分配较小的空间,当写入数据增加时,动态增加存储空间

Raw

原始磁盘(Raw Disk)

VM的OS直接访问存储设备上的LUN,不属于VMFS。

不能用VADP来备份,在VM中安装备份代理来备份。

物理磁盘

硬盘类型

|  硬盘类型  |         转速          |       一般容量        | 性能  |
|--------|---------------------|-------------------|-----|
| SATA   | 5400 rpm 或 7200 rpm | 1\~4TB            | 普通  |
| NL-SAS | 7200 rpm            | 300GB/450GB/600GB | 好   |
| SAS    | 10k rpm 或 15k rpm   | 300GB/450GB/600GB | 好   |
| SSD    | 闪存读写                | 256GB/512GB       | 非常好 |

机械硬盘的结构

  • 硬盘的组成架构
  • 磁头组件
    • 用于数据的读取和写入。
  • 磁头驱动机构
    • 用于驱动磁头臂将磁头送达指定的位置。
  • 盘片组
    • 数据的载体。
  • 主轴驱动装置
    • 驱动盘片维持高速运转。
  • 控制电路
    • 系统控制、调速、驱动等。

  • 盘片的逻辑结构

  • 磁道

    • 盘片上围绕着主轴的同心环,数据被记录在磁道上
    • 从盘片的外边缘开始向内编号
    • 磁道密度 TPI:盘片上每英寸的磁道数
  • 扇区

    • 每个磁道被分成更小的单位,叫做扇区
    • 扇区是磁盘中可以单独寻址的最小存储单元
    • 通常情况下,一个扇区可以保存512Bytes数据,但有一些磁盘可以被格式化为更大的扇区大小,如4KB扇区
  • 柱面

    • 在同一个磁盘中所有盘片,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面
    • 柱面数 = 一个盘面上的磁道数
    • 磁盘中,磁头的位置由柱面号来说明,而非磁道号
  • C/H/S(Cylinder/Head/Sector)

    • 寻址模式,柱面 - 磁头 - 扇区

  • 硬盘主要参数
  • 硬盘容量(Volume)
    • 容量单位为兆字节MB或千兆字节GB
    • 影响硬盘容量的因素有单碟容量和碟片数量
  • 转速(Rotational speed)
    • 硬盘盘片每分钟转过的圈数
    • 单位 RPM(Rotation Per Minute)
  • 缓存(Cache)
    • CPU与硬盘之间存在巨大的速度差异,为了解决硬盘在读写数据时CPU的等待问题,在硬盘上设置适当的高速缓存,用以解决两者速度不匹配的问题
    • 硬盘缓存与CPU上的高速缓存一样,是为了提高硬盘的读写速度

  • 平均访问时间 — 衡量硬盘性能的指标

  • 平均访问时间由以下两项构成

    • 平均寻道时间(Average Seek Time)
    • 平均等待时间(Average Latency Time)
    • 平均访问时间 = 平均寻道时间 + 平均等待时间

    平均寻道时间:磁头从初始位置移动到盘面指定磁道所需的时间

    硬盘等待时间:磁头已处于要访问的磁道,等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间

    平均等待时间通常为盘片旋转一周所需时间的一半,因此磁盘转速越快,等待的时间就越短

    硬盘常用接口

|                       接口                       |         优点         |    缺点    |
|------------------------------------------------|--------------------|----------|
| ATA(Advanced Technology Attachment)高级技术附加装置    | 便宜、兼容性好            | 慢、只能内置使用 |
| SATA(Serial ATA)串行ATA                          | 点对点连接,支持热插拔、即插即用   | 中规中矩     |
| SCSI(Small Computer System Interface)小型计算机系统接口 | 性能高、具有内置外置两种,支持热插拔 | 贵、难装     |
| M.2(NVMe协议走PCI-E通道)                            | 超级快                | 巨贵       |

热插拔

  • 优点

  • 允许用户在不关闭系统、不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘、电源或板卡等部件

  • 提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等

    热插拔也可以叫热替换、热添加和热升级

    固态硬盘概述

  • SSD性能优势

  • 响应时间短

    • SSD内部没有机械运动部件,省去了寻道时间和机械延迟
  • 读写效率高

    • 机械硬盘进行随机读写的时候,由于磁头不停移动,导致读写效率低下
    • SSD通过内部控制器计算数据存放位置,省去机械操作时间,提高IOPS
    • 4K随机读写情况下SSD硬盘性能远胜于FC硬盘
  • SSD原理

  • 使用闪存技术存储信息

  • 内部没有机械结构,因此耗电量小、散热小、噪音小

|  **类型**  | **容量** |   **可擦写次数**    | **单位容量价格** |
|----------|--------|----------------|------------|
| SLC      | 小      | 约100,000       | 高          |
| eMLC 企业  | 中等     | 约30,000        | 中等         |
| cMLC 消费者 | 中等     | 5,000 \~10,000 | 低          |
| TLC      | 大      | 500 \~ 1,000   | 很低         |

(对SSD盘可靠性影响最大的是其抗磨损能力,即Cell的可擦写次数。)

  • SSD的3种主要类型
  • SLC (Single Level Cell),单层式存储单元
    • 一个存储单元(Cell)中只存1bit数据:0或1
  • MLC (Multi Level Cell),多层式存储单元
    • 一个存储单元(Cell)中只存2bit数据:00,01,10,11
  • TLC (Triple Level Cell),三层式存储单元
    • 一个存储单元(Cell)中只存3bit数据:000,001,010,011,100,101,110,111

集中式存储和分布式存储

|  类型   |                            部署模式                             |      优点       |           缺点           |
|-------|-------------------------------------------------------------|---------------|------------------------|
| 集中式存储 | 一台或多台计算机组成中心节点,数据几种存储于中心节点,并且所有业务单元都几种部署在这个中心节点中,终端只负责录入和输出 | 部署简单、底层主机性能卓越 | 缺乏异地容灾能力               |
| 分布式存储 | 组件分布在网络计算机上,组件之间仅仅通过消息传递来通信并协调行动                            | 分布式、并发性       | 缺乏全局时钟、存在单点故障、单机能力存在瓶颈 |

什么是RAID?

RAID:独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks),一种把多块独立的物理硬盘按不同方式组合起来,形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更好的存储性能和数据备份技术

使用RAID的好处

  • 提供硬盘串接,将所有硬盘组组成一个虚拟的大盘

  • 将资料切割成多个区块,以并行的方式进行读写,当硬盘越多的时候,读写的速度越快

  • 镜像校验/异或校验,提供硬盘容错功能

    常用RAID类型

| RAID级别 |        RAID 0        |           RAID 1           |          RAID 5           |        RAID 10        |
|--------|----------------------|----------------------------|---------------------------|-----------------------|
| 容错性    | 无                    | 有                          | 有                         | 有                     |
| 冗余类型   | 无                    | 复制                         | 奇偶校验                      | 复制                    |
| 热备盘选项  | 无                    | 有                          | 有                         | 有                     |
| 读性能    | 高                    | 低                          | 高                         | 一般                    |
| 随机写性能  | 高                    | 低                          | 低                         | 一般                    |
| 连续写性能  | 高                    | 低                          | 低                         | 一般                    |
| 最小硬盘数  | 2块                   | 2块                         | 3块                        | 4块                    |
| 可用容量   | N \* 单块硬盘容量          | 单块硬盘容量                     | (N -1) \* 单块硬盘容量          | (N /2) \* 单块硬盘容量      |
| 典型应用环境 | 迅速读写,安全性要求不高,如图形工作站等 | 随机数据写入,安全性要求高,如服务器、数据库存储领域 | 随机数据传输,安全性要求高,如金融、数据库、存储等 | 数据量大,安全性要求高,如银行、金融等领域 |

RAID的数据组织方式

  • 条带:磁盘中单个或者多个连续的扇区构成一个条带。它是组成分条的元素。

  • 分条:同一磁盘阵列中的多个磁盘驱动器上的相同"位置”(或者说是相同编号)的条带

  • 分条宽度:指在一个分条中数据成员盘的个数(上图分条宽度为3)

  • 分条深度:指一个条带的容量大小(根据硬盘大小而定)

    RAID校验方式(异或校验)

  • XOR校验的算法 —— 相同为假,相异为真

  • 0⊕0= 0; 0⊕1= 1; 1⊕0= 1; 1⊕1= 0;

  • XOR的逆运算仍为XOR

  • 如果A为1,B为0,则校验值P为1:A(1)⊕B(0)= P(1)

  • 则有逆运算:B(0)⊕P(1)=A(1);A(1)⊕P(1)=B(0)

    按照上面的异或校验的方法,无论如和都可以计算出原盘的数据值(假设损坏一块)

    RAID与LUN的关系

  • RAID由几个硬盘组成,从整体上看相当于由多个硬盘组成的一个大的物理卷

  • LUN(Logical Unit Number)逻辑单元号:用来标识一个逻辑单元的数字,这个逻辑单元是通过SCSI寻址的设备。换言之,存储系统将物理硬盘进行分区,成为拥有逻辑地址的各个部分,进而允许主机进行访问,这样的一个分区便称为一个LUN。通常说的LUN也指在SAN存储上创建逻辑磁盘。

    关于LUN:https://support.huawei.com/enterprise/zh/doc/EDOC1100096895/

    创建LUN的过程

  1. 物理硬盘划分成物理卷

  2. 物理卷逻辑划分成逻辑卷提供LUN

    Pool \& Volume \& LUN

  • Pool即存储池,是存放存储空间资源的容器,所有应用服务器使用的资源来自于存储池里面
  • Volume即卷,是存储系统内部管理对象
  • LUN是可以直接映射给主机读写的存储单元,是Volume对象的对外体现

数据作为文件存储在操作系统可见的卷上。

Windows操作系统,用驱动器号(例如C盘、F盘)来表示使用的卷。

Unix/Linux操作系统,则是挂载点。

驱动号(或挂载点)和物理硬盘之间的关系如下:

  1. 物理硬盘组合形成一个RAID组
  2. RAID组有一个与其相关联的特定的RAID类型
  3. LUN由一个RAID组的(一段)存储容量构成,LUN映射给主机,成为操作系统可以使用的存储空间

虚拟化存储和非虚拟化存储

这里的存储虚拟化是狭义的虚拟化,仅指集群是否有文件系统。

有无文件系统?有,即为虚拟化存储;没有,即为非虚拟化系统。

这里的文件系统可以是NFS文件系统,也可以是虚拟化集群的文件系统。

如果是没有文件系统,虚拟化集群需要直接调动逻辑卷使用。

无论是集中式存储还是分布式存储,使用RAID或者副本机制之后,都会形成一个物理卷,但是大多数情况下都不会把整个物理卷挂载给上层的应用(操作系统或者虚拟化系统,这里单指虚拟化系统)使用。因为如果把整个物理卷全部挂载后,所有的空间都会被上层应用拿去格式化,一旦存储空间使用完了,虽然可以通过添加硬盘的方式进行扩容,但是扩容后需要重新格式化,数据可能会丢失,所以,一般会将物理卷组成卷组,然后再将卷组划分成多个逻辑卷,而上层应用使用的是逻辑卷的空间。

在云计算中,虚拟化程序会将逻辑卷格式化,各个厂商的虚拟化文件系统不相同,例如:

VMware——VMFS(Virtual Machine File System)

华为——VIMS(Virtual Image Manage System)

它们都属于高性能的集群文件系统,可以使虚拟化超出单个系统的限制,使得多个计算节点同时访问一个整合后的集群式存储池。这种计算集群的文件系统可以保证没有哪一台服务器或者某个应用软件可以完全控制对文件系统的访问。

以华为的VIMS为例子,它是基于SAN存储,因此FusionStorage提供存储空间时,只能是非虚拟化存储,通过VIMS,FusionCompute以文件形式管理虚拟机镜像及配置文件。VIMS使用分布式锁机制确保集群中的数据读写的一致性。虚拟化程序使用的最小存储单位为LUN,而和LUN对应的是卷,卷是存储系统内部管理的对象,LUN Volume对象的对外体现。LUN和卷都是从一个资源池(Pool)中划分出来的。

云计算中虚拟化存储转换路径

  1. 存储资源(Raid或者副本机制)→ 物理卷格式化(物理卷无法直接给主机使用,需要格式化)→ 主机

  2. 存储资源 → 物理卷逻辑划分 → 逻辑卷 (可直接挂载给主机用) → 格式化后生成NFS文件系统

    或者逻辑卷(格式化挂在给集群)→ 生成虚拟文件系统 → 主机(看到的是一个共享目录)

    举例:

    云计算中非虚拟化存储转换路径

  3. 存储资源(Raid或者副本机制)→ 物理卷(逻辑划分)→ 逻辑卷(不用格式化)→ 集群(直接挂载)

    → 虚拟硬盘(无文件系统)

    这个文件系统需要由上层操作系统来格式化

    举例:Windows系统下新添加的一块硬盘,需要从物理卷逻辑划分出逻辑卷,然后由操作系统格式化文件系统以供用户使用。

    文件系统

文件系统:是指把文件存储于硬盘时所必须的数据结构及硬盘数据的管理方式。

  • 为了访问硬盘中的数据,就必须在扇区之间建立联系,也就是需要一种逻辑上的数据存储结构。建立这种逻辑结构就是文件系统需要做的事情,在硬盘上建立文件系统的过程通常称之为"格式化”。
  • 硬盘数据的管理通过文件分区表,记录数据的地址,然后通过地址记录实现对数据的读取。

文件系统的功能:

  1. 管理空间:管理和调度文件的存储空间

  2. 存储方法:提供文件的逻辑结构、物理结构和存储方法

  3. 文件名映射:实现文件从标识到实际地址的映射

  4. 文件操作:实现文件的控制和存取操作(包括文件的建立、撤销、开关、读写等)

  5. 文件共享:实现文件信息的共享并提供可靠的文件保密和保护措施、提供文件的安全措施(文件的转储和恢复能力)

    常见的文件系统

文件映射到磁盘的过程

  1. 用户或应用程序创建文件或文件夹;

  2. 被创建的文件和文件夹被保存在文件系统上;

  3. 文件系统会将这些文件对应的数据映射到文件系统块上;

  4. 文件系统块和逻辑卷形成的逻辑区域进行对应;

  5. 通过操作系统或者LVM将逻辑区域映射到物理磁盘的物理区域,也就是逻辑卷和物理卷的对应;

  6. 最后,物理区域对应的一个物理卷里会包含一个或多个物理磁盘

    主机的内部应用环境

主机内部I/O流程各个环节共同构成了数据存储的内部应用环境

  • 主机服务器大部分I/O开始于需要访问数据的应用
  • 而应用通常不考虑存储后端的操作细节,而是直接调用由操作系统提供的系统调用接口。
  • 然后由操作系统支持的文件系统为数据提供数据的逻辑地址和在磁盘上存储的物理地址的映射
  • 再通过设备驱动层,主要是由SCSI协议的操作,将数据存储到存储设备上

虚拟机磁盘介绍

虚拟磁盘

虚拟机磁盘是文件系统上的一个文件,对于Guest OS而言,就像是一个物理磁盘驱动器。

这个文件既可以在主机上,也可以在远端文件系统上。

在给虚拟机配置虚拟磁盘后,可以将新的操作系统安装到该磁盘文件上。

常见的虚拟机磁盘格式

| **虚拟机磁盘文件格式** |         **支持的厂商**         |
|---------------|---------------------------|
| RAW           | 各厂商通用                     |
| VMDK          | VMware                    |
| VHD           | 微软Hyper-V、华为FusionCompute |
| QCOW          | QEMU或KVM虚拟化平台专用的格式        |
| QED           | QEMU或KVM虚拟化平台专用的格式        |
| VDI           | Oracle                    |

华为虚拟化产品的存储特性

华为虚拟化产品存储架构

  • 数据存储:裸设备映射、虚拟化存储

  • 存储设备:LUN、共享目录

  • 存储资源:FusionStorage Block、SAN、NAS

    存储资源

  • FusionSphere的存储资源包括:IP SAN、FC SAN 、Advanced SAN、本地磁盘、FusionStorage、NAS

  • IP SAN通过iscsi链路和主机建立连接

  • FC SAN通过光纤通道和主机连接,主机连接SAN设备后可以扫描存储设备(LUN)

  • Advanced SAN通过SMI-S接口扫描、管理磁盘的

  • FusionStorage通过其管理节点FSM提供的接口来管理存储

  • NAS通过NFS协议扫描和挂载共享目录

  • 主机访问存储资源

  • 先需要添加存储资源

  • 再选定主机并关联存储资源

    存储设备

  • FusionCompute的存储设备有五种:LUN、本地磁盘、Advanced SAN存储池、FusionStorage存储池、NAS共享目录

  • 存储设备需要通过主机探测的方式进行扫描来发现

  • 主机需要连接存储资源后才能扫描存储资源所包含的存储设备

  • 每个主机都能发现各自的存储设备,也能发现共享的存储设备

  • 存储设备可以被指定给特定的主机或者计算集群

    数据存储

  • 数据存储是在存储设备上创建的逻辑管理单元

  • 数据存储需要创建在指定的存储设备上,且一个存储设备只能创建一个数据存储

  • 也可以接入某一个数据存储

  • 数据存储和主机关联,为主机提供资源

  • 数据存储可以关联到多个主机

  • 一个主机也可以使用多个数据存储

  • 数据存储的使用

  • 存储设备必须被添加为数据存储才能被使用

  • 数据存储可用于存放虚拟机磁盘、快照文件

  • 数据存储的大小依赖于存储设备的大小

  • 计算集群有共享存储设备时,基于该存储设备建立的数据存储被关联给集群中的每一个主机

  • 数据存储需要创建在指定的存储设备上,但一个数据存储可以有多个存储设备

    添加数据存储

  • 使用方式:

  • 虚拟化:虚拟化的数据存储创建普通磁盘速度较慢,但是可以支持部分高级特性;如果创建精简磁盘,还可以支持更多高级特性,能提高存储资源的利用率和系统的安全性、可靠性。

  • 非虚拟化:非虚拟化的数据存储创建速度较快,性能优于虚拟化存储,除FusionStorage、Advanced SAN、本地内存盘外,其余无法支持磁盘的高级特性。

  • 裸设备映射:裸设备映射是将SAN存储的物理LUN直接作为磁盘绑定给虚拟机,使SAN存储具有更高的性能,且支持SCSI协议。该类型的数据只能整块当作裸设备映射的磁盘使用,不可分割,因此只能创建与数据存储同等容量的磁盘,且不支持虚拟化存储的高级特性。

    虚拟化存储的高级特性(需拓展)

  • 快照

  • 精简磁盘

  • 链接克隆

  • 磁盘扩容

  • 存储热迁移

    华为虚拟磁盘特性

类型

添加完数据存储之后,就可以为虚拟机创建虚拟磁盘了。在实际使用场景中,可能是多人共享一个虚拟机磁盘,也可能需要节省更多的物理空间等。按照类型,可以将虚拟机磁盘分为普通和共享两个。

  • 类型
  • 普通:普通磁盘只能单个虚拟机使用。
  • 共享:共享磁盘可以绑定给多个虚拟机使用。

多台虚拟机使用同一个共享磁盘时,如果同时写入数据,有可能会导致数据丢失。

若使用共享磁盘,需要应用软件保证对磁盘的访问控制。

磁盘模式

根据磁盘模式,可以将虚拟机磁盘划分为从属、独立-持久和独立-非持久

  • 磁盘模式
  • 从属:快照中包含该从属磁盘,更改将立即并永久写入磁盘。
  • 独立-持久:更改将立即并永久写入磁盘,持久磁盘不受快照影响。
  • 独立-非持久:关闭电源或恢复快照后,丢弃对该磁盘的更改。

若选择"独立-持久"或"独立-非持久”,则对虚拟机创建快照时,不对该磁盘的数据进行快照。

使用快照还原虚拟机时,不对该磁盘的数据进行还原。

如果快照后,该磁盘被解绑定且未绑定其它虚拟机,则快照恢复的虚拟机会重新绑定该磁盘,但磁盘数据不进行还原。

如果快照后,该磁盘被删除,则快照恢复的虚拟机上不存在该磁盘。

有些磁盘的类型一旦设定了就不可以更改,有些还可以更改,比如磁盘模式之间是可以相互转换的。

配置模式

|  配置模式  |    说明    |                                          例解                                          |
|--------|----------|--------------------------------------------------------------------------------------|
| 普通     | 性能高,速度慢  | 给某个虚拟机分配50G的普通磁盘,则此虚拟机立刻占用50G的空间,并将这50G对应的物理设备上保留的数据置零。                              |
| 精简     | 性能一般,速度快 | 给某个虚拟机分配50G的精简磁盘,则此虚拟机初始仅占用部分空间,并仅将这部分对应的物理设备上保留的数据置零,后续根据使用情况,逐步进行分配,直到分配总量达到50G为止。 |
| 普通延迟置零 | 性能与速度适中  | 给某个虚拟机分配50G的普通延迟磁盘,则此虚拟机立刻占用50G的空间,但不会擦除物理设备上保留的任何数据,后续根据使用情况,逐步进行置零,直到总量达到50G为止。    |
  • 配置模式
  • 普通:立即分配空间,并置零
  • 精简:分配部分空间(置零这部分空间),之后逐渐分配至上限。
  • 普通延迟置零:立即分配空间,不置零,首次执行写操作时按需置零。

建议系统盘使用普通磁盘配置模式,性能较高

使用精简磁盘可能会导致数据存储超分配,建议超分配比例不超过50%。

超分配率可以通过数据存储的概要页面"已分配容量"和"总容量"的比率关系来确定。

数据存储类型为"FusionStorage"或"本地内存盘"时,只支持精简磁盘模式;

原文创作:SkyBiuBiu

原文链接:https://www.cnblogs.com/Skybiubiu/p/14532841.html

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