常見的存儲虛擬化技術（HCIE雲方向）

這是我參與8月更文挑戰的第14天 @TOC

1、存儲資源

概念：誰爲雲計算中的服務器提供存儲空間，誰就是存儲資源

好比說：ipsan、fcsan、nas、fusionstorage （1）須要管理員手動添加（FCSAN不一樣添加） （2）存儲資源添加上來以後能夠關聯主機（該存儲資源後續的空間只有這些主機能夠掃描到並使用）

操做：

（1）添加存儲接口（保障與存儲互通） （2）添加存儲資源 資源池---存儲---存儲資源下 （3）關聯主機（能夠選擇關聯全部主機也能夠關聯部分主機）

2、存儲設備

存儲資源上劃分過來的相應大小的邏輯存儲空間，好比說IPSAN---LUN ; FCSAN---LUN; NAS--共享目錄；Fusionstorage---存儲池；本地硬盤 注意： （1）一個存儲資源能夠建立多個存儲設備 （2）一個存儲設備能夠掛載給多個主機（共享存儲） （3）一個主機也能夠掛載多個存儲設備 操做：前提是存儲工程師已經在存儲側配置完成 （1）掃描存儲設備（每一個主機都能掃描到各自的存儲設備，也能掃描到共享的存儲設備）

3、數據存儲

存儲設備多種多樣，使用方式也是有差別的，因此雲計算平臺爲了提供統一的使用接口，在存儲設備之上添加一個邏輯層，屏蔽底層存儲設備的差別，對上提供統一存儲使用方式，該過程就是存儲設備轉換成數據存儲

3.1數據存儲的使用方式

（1）虛擬化數據存儲

在存儲設備的基礎上進行格式轉換並格式化建立文件系統（虛擬化的本地硬盤----EXT4 虛擬化的san存儲----VIMS NAS---NFS）

注意：

優勢---能夠支持高級特性，好比建立在該數據存儲上的虛擬機能夠支持快照、磁盤擴容、連接克隆、精簡磁盤等 缺點---讀寫性能沒有非虛擬化高（由於有空間尋址的過程）

（2）非虛擬化數據存儲

在存儲設備的基礎上進行格式轉換，不建立文件系統。----該方式目前6.3平面lun、共享目錄、本地硬盤這些存儲設備不支持該類型數據存儲

注意：

優勢---讀寫性能高（空間連續分配，無尋址問題）

缺點---不支持存儲的高級特性

（3）裸設備映射

是將SAN存儲的物理LUN直接做爲磁盤綁定給業務虛擬機，使SAN存儲具備更高的性能。該類型的數據存儲只能整塊當作裸設備映射的磁盤使用，不可分割，所以只能建立與數據存儲同等容量的磁盤，且不支持虛擬化存儲的高級功能。

適用於：對於讀寫性能要求高的場景，通常用在數據庫rac場景。

​ 存儲資源----對應的存儲設備-----能夠支持的數據存儲類型 ​ a、IPSAN、FCSAN---lun----虛擬化、裸設備映射 ​ b、本地硬盤-------本地硬盤-----虛擬化 ​ c、NAS----共享目錄----虛擬化

4、磁盤

4.1 磁盤類型

（1）普通磁盤

該類型磁盤只能掛載給一個虛擬機使用

（2）共享磁盤

該類型磁盤能夠掛載給多個虛擬機共同使用

4.2 磁盤的配置模式

（1）普通磁盤

根據磁盤容量爲磁盤分配空間，在建立過程當中會將物理設備上保留的數據置零。這種格式的磁盤性能要優於其餘兩種磁盤格式，但建立這種格式的磁盤所需的時間可能會比建立其餘類型的磁盤長。 建議系統盤使用該模式。

（2）普通延遲置零

根據磁盤容量爲磁盤分配空間，建立時不會擦除物理設備上保留的任何數據，但後續從虛擬機首次執行寫操做時會按須要將其置零。建立速度比「普通」模式快；IO性能介於「普通」和「精簡」兩種模式之間。

（3）精簡磁盤

用多少分多少空間，隨着用戶寫入數據的增長，使用的空間逐漸膨脹，該類型磁盤能夠有效減小已分配可是未使用的空間大小，減小浪費。邊寫入邊分配邊置零，讀寫性能最差 讀寫性能由高到底：普通》延遲置零》精簡

精簡磁盤只分不回收

（4）差分磁盤

差分磁盤必須基於一個已有的父磁盤文件來建立，它只記錄對與父磁盤差別的數據，包括數據的增改，差分磁盤不能脫離父卷

經常使用於快照技術，連接克隆。可以保護父磁盤

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-cFlCjnGk-1628857075562)(C:\Users\Jack\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210813111125885.png)]

4.3 磁盤模式

（1）從屬

對該虛擬機打快照時包含該磁盤，數據永久寫入該磁盤

（2）獨立-持久

對該虛擬機打快照時不包含該磁盤，數據永久寫入該磁盤，不會隨着虛擬機關機而數據丟失

（3）獨立-非持久

對該虛擬機打快照時不包含該磁盤，寫入該磁盤的數據會隨虛擬機關機而消失。

a、虛擬化本地硬盤----磁盤類型：普通、共享 磁盤配置模式：普通、精簡、延遲置零 磁盤模式：從屬、獨立-持久、獨立-非持久

b、虛擬化san存儲----磁盤類型：普通、共享 磁盤配置模式：普通、精簡、延遲置零 磁盤模式：從屬、獨立-持久、獨立-非持久

c、nas存儲---磁盤類型：普通、共享 磁盤配置模式：普通、精簡 磁盤模式：從屬、獨立-持久、獨立-非持久

5、快照

FC平臺VM基於ROW技術實現快照

1）快照原理

虛擬機打快照用的是差分快照技術，差分快照有兩種技術row和cow

一、COW（寫時拷貝）

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-J2gGqEtk-1628857075573)(C:\Users\Jack\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210813123245935.png)]

COW技術，快照被激活時，會建立映射表記錄數據映射關係

當寫入新數據的時候，先將老數據寫入資源空間在寫入新數據

寫性能較差

讀性能高

二、ROW（寫時重定向）

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用戶在T0時刻打快照，那麼這個卷就變成了只快照，而後再它的基礎上生成一個差分磁盤文件，用戶寫入數據不會再寫入原磁盤而是寫入差分磁盤文件中，這能大大提升寫的效率。

讀數據的時候則是先從差分文件裏讀，讀不到再去原磁盤讀

打的快照越多，性能越低

快照回滾時，會刪除原差分磁盤文件，再回滾的磁盤文件再生成一個新的差分磁盤文件

2）快照類型：

一、普通快照

快照會保存磁盤當前數據。

二、內存快照

快照建立時會保存虛擬機當前內存中的數據。

三、一致性快照

快照建立時會將虛擬機當前未保存的緩存數據先保存，再建立快照。

3）建立快照、回滾快照、刪除快照

4）不支持快照的狀況

a、當數據存儲類型爲「虛擬化本地硬盤」、「虛擬化SAN存儲」、「NAS存儲」或「FusionStorage Block」，且磁盤類型爲「共享」時，該磁盤不支持建立快照，默認「獨立-持久」。

b、「獨立-持久」或「獨立-非持久」，則對虛擬機建立快照時，不對該磁盤的數據進行快照。

c、一臺VM一旦存在共享類磁盤，整臺VM不支持打快照

5）內存快照相關

a、虛擬機狀態爲運行中時，若建立內存快照，快照會保留虛擬機的實時情況；若不建立內存快照，則快照中磁盤數據可能不一致。 b、內存快照要求：虛擬機沒有綁定共享磁盤。 虛擬機中的磁盤均支持快照。 c、一臺主機只能同時建立一個內存快照。 d、當虛擬機系統盤數據存儲類型爲NAS存儲時，不支持建立內存快照。 e、休眠狀態時，默認生成內存快照； f、當對光驅、軟驅設備進行讀寫操做時建立內存快照，則在快照恢復虛擬機時可能致使數據恢復不徹底。 g、當虛擬機在進行如熱遷移、在線增長CPU、重啓或關機，不能進行虛擬機內存快照建立操做。

6、存儲熱遷移

1）存儲熱遷移

​ 將虛擬機中的磁盤從一個數據存儲遷移到另外一個數據存儲中。

按磁盤遷移

虛擬機多個磁盤能夠分別選擇遷移的目的數據存儲和遷移後的磁盤模式

總體遷移

虛擬機磁盤做爲一個總體，從源數據存儲遷移到目的數據存儲

2）遷移過程（FC6.1)

一、讀取源存儲上的磁盤文件信息（格式、容量） 二、根據磁盤信息在目標存儲上建立與源存儲一致的空鏡像文件 三、將目標磁盤文件與源磁盤文件設置爲鏡像（io mirror），就可使得vm對源存儲的修改也同步到目標磁盤文件上，保證數據一致性 四、將源磁盤文件上的基線數據遷移到目標磁盤文件 五、遷移完成後，短暫暫停上層vm的io請求，修改與目的磁盤文件的映射關係

FC6.3遷移過程經過差分磁盤文件實現 一、熱遷移首先使用寫時重定向，將虛擬機數據寫入目的存儲的一個差別磁盤，這樣，原磁盤文件就變成只讀的。 二、將源卷的全部的數據塊依次讀取出來併合併到目標端的差別磁盤中，等數據合併完成後，目的端的差分磁盤就擁有虛擬磁盤的全部最新數據。 三、去除目的端快照對源卷的依賴，將差分磁盤修改成動態磁盤，這樣，目的端磁盤文件能夠獨立運行。

3）熱遷移約束

不支持遷移已掛載的**「共享」類型的磁盤和連接克隆虛擬機的磁盤**。

不支持遷移已掛載的總線類型爲「IDE」的磁盤。

不支持非持久化磁盤的遷移。在條件容許的狀況下，建議將虛擬機關閉後遷移。

不支持在不一樣的FusionStorage Block存儲資源之間進行遷移。

虛擬機爲「已中止」時，若是目的數據存儲爲FusionStorage Block，不支持帶快照 虛擬機磁盤的遷移。

虛擬機爲「已中止」時，若是源數據存儲爲FusionStorage Block，不支持帶快照虛 擬機磁盤的遷移。

4）應用場景

1.將數據存儲的全部卷遷移後，能夠對數據存儲進行減容 2.能夠調整數據存儲之間的負荷 3.虛擬機從低性能的數據存儲遷移到高性能的數據存儲

5）範圍

（1）虛擬機狀態爲「已中止」時，能夠在如下存儲之間進行遷移： 虛擬化存儲之間 同一個FusionStorage Block存儲資源的不一樣數據存儲之間 虛擬化存儲和FusionStorage Block數據存儲之間 （2）虛擬機狀態爲「運行中」時，能夠在虛擬化數據存儲之間進行遷移。

7、RDM-裸設備映射

1）只針對SAN上的LUN 2）LUN添加成裸設備數據存儲只能建立一個磁盤 3）磁盤類型只能爲共享 4）高級特性只能在SAN存儲上實現 5）掛載給VM只能經過SCSI總線不能走virtio總線

8、增長VM磁盤容量

1）虛擬機處於「已中止」或「運行中」狀態時，才能夠進行磁盤擴容。

2）當磁盤所屬的數據存儲類型爲虛擬化本地硬盤、虛擬化SAN存儲、NAS存儲或FS存儲時，才能增長磁盤容量。

3）當磁盤所屬的數據存儲類型爲NAS存儲，且磁盤的配置模式爲「普通」時，不支持在線增長磁盤容量。

4）當磁盤模式爲「獨立-非持久」時，不支持在線增長磁盤容量。

5）如下狀況不支持磁盤擴容：

磁盤爲共享磁盤或者差分磁盤時不支持擴容。 虛擬機模板不支持擴容。

9、LUN對應數據存儲擴容

1）數據存儲源LUN在底層存儲管理界面上擴容容量 2）增長新的LUN 一個數據存儲來源會存在多個LUN的存儲設備