FusionCompute存儲虛擬化產(chǎn)品介紹

1、FusionCompute存儲虛擬化產(chǎn)品介紹技術(shù)創(chuàng)新，變革未來本章主要介紹FusionCompute中存儲虛擬化實現(xiàn)原理及關(guān)鍵特性。通過本章學(xué)習(xí)，您將了解到存儲產(chǎn)品的形態(tài)，以及各自在FusionCompute中的使用方法，了解FusionCompute虛擬化存儲于非虛擬化存儲的區(qū)別，熟悉FusionCompute存儲資源的使用。學(xué)完本課程后，您將能夠：描述什么是存儲虛擬化描述存儲虛擬化實現(xiàn)原理區(qū)分SAN、NAS和FusionStorage在FusionCompute中使用的區(qū)別描述FusionCompute存儲高級功能特性及其原理存儲虛擬化相關(guān)概念及技術(shù)存儲虛擬化功能原理FusionCompu

2、te存儲虛擬化管理存儲資源能力精簡制備磁盤厚制備延遲置零磁盤增量快照存儲冷熱遷移虛擬磁盤擴容磁盤快照管理存儲配置管理存儲資源發(fā)現(xiàn)與管理數(shù)據(jù)存儲創(chuàng)建與管理存儲資源裸設(shè)備映射兼容存儲類型SAN（Storage Area Network ）NAS（Network Attached Storage）FusionStorage Block存儲池主機的本地硬盤FusionCompute中存儲基本概念存儲資源存儲資源表示物理存儲設(shè)備，例如IP-SAN、FC -SAN、NAS等。存儲設(shè)備存儲設(shè)備表示存儲資源中的管理單元，類似LUN、 FusionStorage存儲池、NAS共享目錄等。數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲表示虛擬

3、化平臺中可管理、操作的存儲邏輯單元。FusionStorageOceanstor9000OceanstorV5LUN共享文件夾DataStoreFusionCompute存儲虛擬化架構(gòu)NAS本地存儲SAN用戶虛擬機用戶虛擬機驅(qū)動層通用塊層文件系統(tǒng)NFS文件系統(tǒng)鏡像文件QEMU前端驅(qū)動前端驅(qū)動主機用戶空間主機內(nèi)核空間FusionCompute中的存儲模型SANNASLUN共享目錄本地硬盤FusionStorage邏輯卷虛擬化存儲非虛擬化存儲存儲資源存儲設(shè)備數(shù)據(jù)存儲共享目錄分布式存儲池文件系統(tǒng)共享目錄虛擬機磁盤qcowrawvmdkvhdothersVIMS虛擬集群存儲文件系統(tǒng)VIMS是一種高性能

4、的集群文件系統(tǒng)，使虛擬化技術(shù)的應(yīng)用超出了單個存儲系統(tǒng)的限制，可讓多個虛擬機共同訪問一個整合的集群式存儲池，從而顯著提高了資源利用率。VIMS 是跨越多個存儲服務(wù)器實現(xiàn)虛擬化的基礎(chǔ)，它可啟用存儲熱遷移、DRS（Storage Dynamic Resource Scheduler） 和High Availability 等各種服務(wù)。IP-SANVIMSFusionComputeFC-SANVMVMVMVMVIMS分布式鎖一個VIMS卷同時被多個CNA節(jié)點掛載，因此每個CNA節(jié)點都可以訪問VIMS卷上的文件。為保證多節(jié)點讀寫同一文件的數(shù)據(jù)一致性，VIMS需要實現(xiàn)分布式文件鎖。VIMS的DLM（Dis

5、tribute lock manager）模塊負(fù)責(zé)實現(xiàn)分布式文件鎖，它提供集群概念上的鎖服務(wù)，調(diào)用者通過DLM保證集群間的同步要求。VIMS采用分布式全對稱鎖機制。在VIMS中有多個資源管理者（master），每個master只對應(yīng)一個鎖資源。不同的master并不會集中在同一個節(jié)點上，無管理中心節(jié)點。正常情況下成為某個鎖資源的master方式有兩種：第一個申請訪問某資源的節(jié)點如果多節(jié)點同時訪問某資源，以VIMS節(jié)點號較小的節(jié)點作為master當(dāng)節(jié)點發(fā)生故障時，此節(jié)點負(fù)責(zé)管理的資源會重新選舉出master。VIMS心跳VIMS存在兩種心跳，磁盤心跳用于檢測主機是否可以正常讀寫共享存儲，網(wǎng)絡(luò)心跳

6、用于檢測主機間網(wǎng)絡(luò)通信是否正常。作為集群文件系統(tǒng)，掛載了VIMS卷的CNA節(jié)點從來都不是單獨的個體，作為集群節(jié)點成員之一，通過網(wǎng)絡(luò)心跳確保與其它節(jié)點進(jìn)行正常的網(wǎng)絡(luò)通信。CNA01CNA02CNA03VIMS1VIMS1VIMS1磁盤心跳網(wǎng)絡(luò)心跳FusionCompute磁盤技術(shù)在存儲虛擬化中，所有用戶存儲都是以文件形式呈現(xiàn)，虛擬機磁盤、快照、虛擬機配置都對應(yīng)一個獨立的文件，常見的磁盤文件分為以下幾種：普通磁盤普通延遲置零磁盤精簡磁盤差分磁盤從數(shù)據(jù)安全性上又劃分為：持久化非持久化普通磁盤普通磁盤創(chuàng)建時大小與虛擬磁盤大小相同，并將文件所有位置填0，占用空間較大，置備時間較長。該磁盤用于Fusion

7、Sphere系統(tǒng)中的普通磁盤。普通磁盤使用普通磁盤技術(shù)，創(chuàng)建時會進(jìn)行全空間分配和置零操作，能夠提供最好的性能體驗和數(shù)據(jù)安全性。適用于對IOPS要求較高的場景。該磁盤創(chuàng)建所需時間會比創(chuàng)建其他類型的磁盤長。100G50G100G50G虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間立即分配所有空間普通延時置零磁盤普通延遲置零卷創(chuàng)建時大小與虛擬磁盤大小相同，但不會進(jìn)行填0操作，占用空間較大，置備時間較普通卷短。該磁盤用于FusionSphere系統(tǒng)中的普通延遲置零磁盤，可以提高存儲設(shè)備的利用率。普通延遲置零磁盤創(chuàng)建很快，創(chuàng)建時進(jìn)行全空間分配，但未進(jìn)行全置零動作，性能較

8、普通磁盤有所下降。適用于對發(fā)放速度要求高，但對IOPS要求不高的場景。100G50G100G50G虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間立即分配所有空間，寫前置零精簡磁盤精簡磁盤創(chuàng)建時大小為0，精簡磁盤創(chuàng)建時含少量元數(shù)據(jù)信息，大小一般為幾十K，創(chuàng)建時間均非常短。隨著用戶寫入數(shù)據(jù)，精簡磁盤的大小與實際占用空間將逐步增加。該磁盤用于FusionSphere系統(tǒng)中的精簡磁盤，可以提高存儲設(shè)備的利用率。精簡磁盤使用動態(tài)磁盤技術(shù)，可以節(jié)省存儲空間。該磁盤在創(chuàng)建時不進(jìn)行空間分配，而是在用戶IO寫入磁盤文件時才進(jìn)行空間動態(tài)分配，性能較普通磁盤有所下降。適用于用戶對存

9、儲需求不明確，或是規(guī)劃的容量比實際使用的容量多的場景。10G虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間10G寫前空間分配，用多少分多少50G100G差分磁盤差分磁盤必須基于一個已有的父磁盤來創(chuàng)建，它只記錄相對于父磁盤的差異數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的增改，差分磁盤不能脫離父磁盤而存在，如果父磁盤進(jìn)行了修改，則差分磁盤的數(shù)據(jù)將不再可用。該磁盤用于FusionSphere系統(tǒng)中的快照、非持久化磁盤、鏈接克隆等功能，起到保護源盤不再被修改，并可以跟蹤虛擬機磁盤差異數(shù)據(jù)的作用。VM磁盤文件讀寫操作普通磁盤讀寫VM差分磁盤文件寫操作差分磁盤讀寫原磁盤文件讀重定向持久化與非持久化

10、磁盤持久化磁盤即數(shù)據(jù)可以永久保存。在創(chuàng)建獨立持久磁盤時，快照中不包含該磁盤，更改將立即并永久寫入磁盤，回滾快照不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)回滾。類似于U盤，應(yīng)用于個人獨有數(shù)據(jù)存放。非持久化磁盤即數(shù)據(jù)不永久保存。處于保護磁盤數(shù)據(jù)的目的，在啟動虛擬機時，對這種非持久化磁盤先創(chuàng)建差分磁盤，在虛擬機運行過程中，將有更改的數(shù)據(jù)全部寫入差分磁盤，在虛擬機關(guān)機后，將差分磁盤數(shù)據(jù)刪除，達(dá)到還原磁盤的目的。應(yīng)用于公共計算機、計算機數(shù)據(jù)自動還原的場景。知識小考裸設(shè)備映射、普通磁盤、精簡磁盤與普通延遲置零磁盤的性能孰優(yōu)孰劣？VIMS心跳出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)會如何應(yīng)對？本節(jié)介紹華為FusionCompute中存儲的相關(guān)概念以及VIMS集

11、群文件系統(tǒng)技術(shù)和磁盤類型。存儲虛擬化相關(guān)概念及技術(shù)存儲虛擬化功能原理快照虛擬機可以將當(dāng)前狀態(tài)保存在快照文件中，包括磁盤內(nèi)容、內(nèi)存和寄存器數(shù)據(jù)。用戶可以通過恢復(fù)快照多次回到這一狀態(tài)，虛擬機用戶在執(zhí)行一些重大、高危操作前，例如系統(tǒng)補丁，升級，破壞性測試前執(zhí)行快照，可以用于故障時的快速還原。FusionCompute支持普通快照、一致性快照以及內(nèi)存快照。快照相關(guān)原理 - 創(chuàng)建快照VM磁盤文件讀寫操作未創(chuàng)建快照VM差分磁盤文件寫操作生成差分盤原磁盤文件讀重定向創(chuàng)建快照快照相關(guān)原理 - 回滾快照回滾快照后VM差分磁盤文件寫操作刪除差分盤文件數(shù)據(jù)原磁盤文件讀重定向回滾快照VM差分磁盤文件寫操作原磁盤文件讀

12、重定向快照相關(guān)原理 - 刪除快照VM磁盤文件讀寫操作刪除快照后VM差分磁盤文件寫操作合并原磁盤與差分盤原磁盤文件讀重定向刪除快照鏈接克隆鏈接克隆虛擬機可以基于同一個虛擬機模板，快速發(fā)放多個類似的虛擬機。通過對虛擬機模板的系統(tǒng)卷創(chuàng)建多個差分磁盤，將每個差分磁盤掛載給獨立的虛擬機。應(yīng)用于需要大量發(fā)放擁有相同或類似數(shù)據(jù)的虛擬機，且對性能要求不高。在鏈接克隆場景下，將若干鏈接克隆虛擬機的共同模板中的熱點數(shù)據(jù)放在主機內(nèi)存中，達(dá)到快速讀取的目的，能夠極大提升虛擬機的啟動和運行速度。鏈接克隆實現(xiàn)原理1010110101101011010110101011010100101101011010110111101

13、1110110100101111010110101VM1差分卷VM2差分卷原卷存儲熱遷移FusionSphere提供了虛擬機磁盤的冷遷移和熱遷移，冷遷移是在虛擬機關(guān)機時候，將其磁盤文件從一個存儲移動到另一個存儲，熱遷移可以在不中斷業(yè)務(wù)的前提下，將虛擬機磁盤從一個存儲遷移至另一個存儲。熱遷移的技術(shù)原理如下：原數(shù)據(jù)存儲目的數(shù)據(jù)存儲VM原數(shù)據(jù)存儲目的數(shù)據(jù)存儲VM原數(shù)據(jù)存儲目的數(shù)據(jù)存儲VM原數(shù)據(jù)存儲目的數(shù)據(jù)存儲VMI/O原磁盤文件未開始遷移開始遷移新磁盤文件原磁盤文件差分磁盤文件差分磁盤文件原磁盤文件I/OI/O數(shù)據(jù)遷移I/O遷移中遷移完成存儲資源裸設(shè)備映射 (RDM)RDM為虛擬機提供了一種機制來直

14、接訪問物理存儲子系統(tǒng)（僅限光纖通道或iSCSI）上的LUN，通過使用物理設(shè)備映射，可以讓虛擬機識別SCSI磁盤FusionComputeVMVMVMVMLUNLUNLUNSANSCSISCSI存儲擴容FusionCompute提供了存儲擴容的類型有虛擬卷擴容和數(shù)據(jù)存儲擴容。FusionCompute支持在離線或在線狀態(tài)下對磁盤的容量擴充，對于普通磁盤，會將數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行擴充，并進(jìn)行寫零。對于普通延時置零磁盤，會將數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行擴容，并進(jìn)行空間預(yù)占。對于精簡磁盤，僅對數(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行擴容。數(shù)據(jù)存儲擴容使得一個數(shù)據(jù)存儲可以管理多個物理LUN空間，當(dāng)需要擴容數(shù)據(jù)存儲時，可以通過添加另外的物理LUN至數(shù)據(jù)存儲或者對物理LUN進(jìn)行擴容再擴容數(shù)據(jù)存儲，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)存儲靈活地進(jìn)行空間擴容，有效提高數(shù)據(jù)存儲擴展性。數(shù)據(jù)存儲擴容原理Node