虛擬存儲設(shè)計與部署

從虛擬機及其應(yīng)用程序中對物理存儲資源和容量進行邏輯虛擬化。?

傳統(tǒng)存儲虛擬化?

軟件定義的存儲走進存儲存儲虛擬化

走進存儲虛擬化環(huán)境所涉及的相關(guān)傳統(tǒng)存儲技術(shù)本地存儲和聯(lián)網(wǎng)存儲在傳統(tǒng)存儲環(huán)境中，

ESXi

存儲管理過程以存儲管理員在不同存儲系統(tǒng)上預(yù)先分配的存儲空間開始。存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(StorageAreaNetwork,SAN)是一種將計算機系統(tǒng)（或稱

ESXi

主機）連接到高性能存儲系統(tǒng)的專用高速網(wǎng)絡(luò)。

ESXi

可使用光纖通道或iSCSI協(xié)議連接到存儲系統(tǒng)。光纖通道(FiberChannel,FC)是一種存儲協(xié)議，SAN使用該協(xié)議將數(shù)據(jù)流量從

ESXi

主機服務(wù)器傳輸?shù)焦蚕泶鎯ΑＴ搮f(xié)議將SCSI命令打包到FC幀中。要連接到FCSAN，主機要使用光纖通道主機總線適配器(HBA)。

走進存儲虛擬化環(huán)境所涉及的相關(guān)傳統(tǒng)存儲技術(shù)InternetiSCSI(iSCSI)是一種可在計算機系統(tǒng)（或稱

ESXi

主機）和高性能存儲系統(tǒng)之間使用以太網(wǎng)連接的SAN傳輸。要連接到存儲系統(tǒng)，主機要將硬件iSCSI適配器或軟件iSCSI啟動器與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)適配器搭配使用。存儲設(shè)備或LUN在

ESXi

環(huán)境中，術(shù)語“設(shè)備”和“LUN”可互換使用。通常，這兩個術(shù)語都表示通過塊存儲系統(tǒng)向主機呈現(xiàn)并可用于進行格式化的存儲卷。

走進存儲虛擬化環(huán)境所涉及的相關(guān)傳統(tǒng)存儲技術(shù)虛擬磁盤ESXi主機上的虛擬機使用虛擬磁盤來存儲其操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序文件，以及與其活動關(guān)聯(lián)的其他數(shù)據(jù)。虛擬磁盤是較大的物理文件或文件集，可以像處理任何其他文件那樣復(fù)制、移動、存檔和備份虛擬磁盤。VMwarevSphere

VMFS塊存儲設(shè)備上部署的數(shù)據(jù)存儲使用本機虛擬機文件系統(tǒng)(VirtualMachineFileSystem,VMFS)格式。該格式是一種針對存儲虛擬機而優(yōu)化的特殊高性能文件系統(tǒng)格式。

走進存儲虛擬化環(huán)境所涉及的相關(guān)傳統(tǒng)存儲技術(shù)NFSESXi

中內(nèi)置的NFS客戶端使用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)協(xié)議通過TCP/IP訪問位于NAS服務(wù)器上的NFS卷。裸設(shè)備映射在虛擬機內(nèi)部的客戶機操作系統(tǒng)需要對存儲設(shè)備的直接訪問權(quán)限時，RDM非常有用。

走進存儲虛擬化環(huán)境所涉及的相關(guān)軟件定義存儲技術(shù)

基于存儲策略的管理

基于存儲策略的管理(StoragePolicyBasedManagement,SPBM)是一個框架，跨不同的數(shù)據(jù)服務(wù)和存儲解決方案（包括vSAN和VirtualVolumes）提供單一控制面板。該框架使用存儲策略使虛擬機的應(yīng)用程序需求與存儲實體提供的功能保持一致。VirtualVolumesVirtualVolumes功能可將存儲管理范式從管理數(shù)據(jù)存儲內(nèi)的空間更改為管理存儲陣列處理的抽象存儲對象。通過VirtualVolumes，單個虛擬機將成為存儲管理單元，而非數(shù)據(jù)存儲。存儲硬件可全面控制虛擬磁盤內(nèi)容、布局和管理。

走進存儲軟件定義存儲虛擬化相關(guān)存儲技術(shù)VMware

vSANvSAN是作為管理程序的一部分本機運行的分布式軟件層。vSAN可匯總ESXi主機群集的本地或直接連接容量設(shè)備，并創(chuàng)建在vSAN群集的所有主機之間共享的單個存儲池。I/O篩選器I/O篩選器是可以安裝到

ESXi主機上的軟件組件，并可以向虛擬機提供其他數(shù)據(jù)服務(wù)。根據(jù)實施，服務(wù)可能包括復(fù)制、加密、緩存等。

傳統(tǒng)存儲虛擬化-物理存儲物理存儲類型本地存儲聯(lián)網(wǎng)的存儲

傳統(tǒng)存儲虛擬化-物理存儲本地存儲本地存儲可以是位于ESXi主機內(nèi)部的內(nèi)部硬盤，也可以包括位于主機之外并通過SAS或SATA等協(xié)議直接連接主機的外部存儲系統(tǒng)。本地存儲不需要存儲網(wǎng)絡(luò)即可與主機進行通信。只需要一根連接到存儲單元的電纜；必要時，主機中需要有一個兼容的HBA（主機總線適配器）。VMVMFSvmdkSCSI設(shè)備ESXi主機

傳統(tǒng)存儲虛擬化-物理存儲本地存儲劣勢如果在存儲設(shè)備和主機間使用單一連接，則在連接不穩(wěn)定或出現(xiàn)故障時，會產(chǎn)生導(dǎo)致中斷的單一故障點(SPOF)。由于大多數(shù)本地存儲設(shè)備不支持多個連接，因此無法使用多個路徑訪問本地存儲。無法提供高可用性

傳統(tǒng)存儲虛擬化-物理存儲聯(lián)網(wǎng)的存儲聯(lián)網(wǎng)的存儲由ESXi主機用于遠程存儲虛擬機文件的外部存儲系統(tǒng)組成。通常，主機通過高速存儲網(wǎng)絡(luò)訪問這些系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備將被共享。網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)存儲可同時由多個主機來訪問。

傳統(tǒng)存儲虛擬化-物理存儲光纖通道FC(FiberChannel)在FC存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)上遠程存儲虛擬機文件。FCSAN是一種將主機連接到高性能存儲設(shè)備的專用高速網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)使用光纖通道協(xié)議，將SCSI流量從虛擬機傳輸?shù)紽CSAN設(shè)備。FCoE：光纖通道流量將會封裝成以太網(wǎng)光纖通道幀（FCoE）。這些幀將會與以太網(wǎng)中其他類型的流量融合。VMVMFSvmdk光纖通道陣列ESXi主機光纖通道陣列HBASAN

傳統(tǒng)存儲虛擬化-物理存儲InternetSCSI(iSCSI)在遠程iSCSI存儲設(shè)備上存儲虛擬機文件。iSCSI將SCSI存儲流量打包在TCP/IP協(xié)議中，使其通過標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)（而不是專用FC網(wǎng)絡(luò)）傳輸。通過iSCSI連接，主機可以充當(dāng)與位于遠程iSCSI存儲系統(tǒng)的目標(biāo)進行通信的啟動器。?

硬件iSCSI?

軟件iSCSIVMESXi主機VMFSvmdk以太網(wǎng)網(wǎng)卡LAN軟件適配器VMFSvmdkiSCSIHBALANVMiSCSI陣列

傳統(tǒng)存儲虛擬化-物理存儲網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NetworkAttachedStorage,NAS）在通過標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)訪問的遠程文件服務(wù)器上存儲虛擬機文件。ESXi中內(nèi)置的NFS客戶端使用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)協(xié)議第3版和第4.1版來與NAS/NFS服務(wù)器進行通信。為了進行網(wǎng)絡(luò)連接，主機需要一個標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)適配器。VMVMFSvmdkNSA設(shè)備ESXi主機以太網(wǎng)網(wǎng)卡LAN

傳統(tǒng)存儲虛擬化-存儲訪問與比較目標(biāo)設(shè)備表示形式“目標(biāo)”標(biāo)識可以由主機訪問的單個存儲單元。“存儲設(shè)備”和“LUN（LogicalUnitNumber的縮寫，指邏輯單元號）”描述代表目標(biāo)上的存儲空間的邏輯卷?！按鎯υO(shè)備”和“LUN”通?？梢曰Q使用。LUNLUNLUN目標(biāo)目標(biāo)存儲陣列目標(biāo)LUNLUNLUN目標(biāo)存儲陣列

傳統(tǒng)存儲虛擬化-存儲訪問與比較虛擬機訪問存儲當(dāng)虛擬機與存儲在數(shù)據(jù)存儲上的虛擬磁盤進行通信時，會發(fā)出SCSI命令。由于數(shù)據(jù)存儲可以存在于各種類型的物理存儲上，因此根據(jù)ESXi主機用來連接存儲設(shè)備的協(xié)議，這些命令會封裝成其他形式。ESXi支持光纖通道(FC)、InternetSCSI(iSCSI)、以太網(wǎng)上的光纖通道(FCoE)和NFS協(xié)議。無論主機使用何種類型的存儲設(shè)備，虛擬磁盤始終會以掛載的SCSI設(shè)備形式呈現(xiàn)給虛擬機。虛擬磁盤會向虛擬機操作系統(tǒng)隱藏物理存儲層。這樣可以在虛擬機內(nèi)部運行未針對特定存儲設(shè)備而認(rèn)證的操作系統(tǒng)。

傳統(tǒng)存儲虛擬化-存儲訪問與比較VMFSvmdk光纖通道陣列光纖通道HBAVMFSvmdkiSCSI陣列VMFSvmdkNFSvmdkNAS設(shè)備SANLANLANSANiSCSIHBA以太網(wǎng)網(wǎng)卡以太網(wǎng)網(wǎng)卡vmdkVMFSSCSI設(shè)備軟件iSCSI適配器VMVM需要TCP/IP連接ESXi主機VMVMVM

傳統(tǒng)存儲虛擬化-存儲訪問與比較存儲類型比較技術(shù)協(xié)議傳輸接口光纖通道FCFC/SCSI數(shù)據(jù)/LUN的塊訪問FCHBA以太網(wǎng)光纖通道FCoE/SCSI數(shù)據(jù)/LUN的塊訪問聚合網(wǎng)絡(luò)適配器（硬件FCoE）支持FCoE的網(wǎng)絡(luò)適配器（軟件FCoE）iSCSIIP/SCSI數(shù)據(jù)/LUN的塊訪問iSCSIHBA（硬件iSCSI）啟用iSCSI的網(wǎng)絡(luò)適配器（軟件iSCSI）NASIP/NFS文件（無直接LUN訪問）網(wǎng)絡(luò)適配器

走進光纖通道SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(StorageAreaNetwork,SAN)將主機服務(wù)器連接到高性能存儲子系統(tǒng)的專用高速網(wǎng)絡(luò)。SAN組件包括主機服務(wù)器中的主機總線適配器(HostBusAdapter,HBA)、用于路由存儲流量的交換機、線纜、存儲處理器(StorageProcessor,SP)以及存儲磁盤陣列。

走進光纖通道SAN光纖通道SAN光纖通道SAN是一種專用高速網(wǎng)絡(luò)，可將主機連接到高性能的存儲設(shè)備。光纖通道以遠程方式將虛擬機文件存儲在光纖存儲陣列上。網(wǎng)絡(luò)使用光纖通道協(xié)議將SCSI流量從虛擬機傳輸?shù)焦饫w通道SAN設(shè)備。APPAPPAPPAPPOSOSOSOSHost主機光纖通道HBAHost主機光纖通道HBASAN

走進光纖通道SANSPSPHBAHBAHBAHBAHost（主機）Host（主機）FC交換機FC交換機存儲系統(tǒng)LUN（邏輯單元號）SP（存儲處理器）FC（光纖通訊）交換“結(jié)構(gòu)”配備主機總線適配器的服務(wù)器物理磁盤陣列磁盤光纖通道SAN組件

走進光纖通道SAN光纖通道SAN中的端口端口是指設(shè)備與SAN的連接。SAN中的每個節(jié)點（例如主機、存儲設(shè)備或架構(gòu)組件）均有一個或多個端口，用于將其連接到SAN。端口可通過多種方式進行標(biāo)識。

走進光纖通道SANWWPN（全球端口名稱）一種全球唯一的端口標(biāo)識符，可允許特定應(yīng)用程序訪問相應(yīng)端口。FC交換機會發(fā)現(xiàn)設(shè)備或主機的WWPN，并向該設(shè)備分配一個端口地址。Port_ID（或端口地址）在SAN中，各端口具有唯一的端口ID，用作端口的FC地址。通過這個唯一ID可將數(shù)據(jù)經(jīng)由SAN路由至相應(yīng)端口。FC交換機在設(shè)備登錄到相應(yīng)架構(gòu)時為其分配端口ID。僅當(dāng)設(shè)備登錄后端口ID才有效。

走進iSCSISANiSCSISAN組成iSCSISAN由包含LUN和存儲器的iSCSI存儲系統(tǒng)組成。主機和存儲陣列之間通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進行通信。iSCSI網(wǎng)絡(luò)主要包括傳輸存儲流量的交換機和路由器、電纜、存儲處理器(StorageProcessor,SP)及存儲磁盤系統(tǒng)。SPHBAHBA軟件SCSI存儲系統(tǒng)LUN（邏輯單元號）SP（存儲處理器）TCP/IP網(wǎng)絡(luò)配備iSCSI啟動器（硬件與軟件）的服務(wù)器物理磁盤磁盤陣列SPIP網(wǎng)絡(luò)

走進iSCSISANiSCSISAN節(jié)點和端口iSCSISAN上單個可發(fā)現(xiàn)的實體（如啟動器或目標(biāo)）表示一個iSCSI節(jié)點。每個節(jié)點均有一個節(jié)點名稱。使用多種方法來標(biāo)識節(jié)點：IP地址、iSCSI名稱、iSCSI別名。

走進iSCSISANIP地址每個iSCSI節(jié)點都可具有一個與其相關(guān)聯(lián)的IP地址，以便網(wǎng)絡(luò)上的路由和交換設(shè)備可以在主機與存儲器之間建立連接。就像為了訪問公司的網(wǎng)絡(luò)或Internet而分配給計算機的IP地址一樣。IPNetworkInitiatorSP……01112DiskArrayHostiSCSItargetname：.mycompany:stor1-47cf3c25oreui.fedcba9876543210iSCSIalias：stor1IPaddress：01iSCSIinitiatorname：.vmware:train1-64ad4c29oreui.1234567890abcdefiSCSIalias：train1IPaddress：8

走進iSCSISANiSCSI名稱使用一種特殊、全球唯一的名稱標(biāo)識節(jié)點。iSCSI使用iSCSI限定名(IQN)和擴展唯一標(biāo)識符(EUI)。IQN是常見的方式。默認(rèn)情況下，ESXi為iSCSI啟動器生成唯一iSCSI名稱。例如，.vmware:iscsitestox-68158ef2。通常，無需更改默認(rèn)值；但如果要這樣做，請確保輸入的新iSCSI名稱是全球唯一的。IPNetworkInitiatorSP……01112DiskArrayHostiSCSItargetname：.mycompany:stor1-47cf3c25oreui.fedcba9876543210iSCSIalias：stor1IPaddress：01iSCSIinitiatorname：.vmware:train1-64ad4c29oreui.1234567890abcdefiSCSIalias：train1IPaddress：8

走進iSCSISANiSCSI限定名稱格式采用iqn.yyyy-mm.naming-authority:unique名稱的形式。yyyy-mm是命名機構(gòu)成立的年份和月份。naming-authority是命名機構(gòu)的Internet域名的反向語法。的反向語法是com.vmware.iscsi。舉個例子，命名機構(gòu)可以具有.vmware.iscsi限定名稱形式。名稱表示域名是于1998年1月注冊的，iscsi是由維護的子域。uniquename是希望使用的任何名稱，如主機的名稱。命名機構(gòu)必須確保在冒號后面分配的任何名稱都是唯一的，如：.vmware.iscsi:name1.vmware.iscsi:name2.vmware.iscsi:name999

走進iSCSISANiSCSI別名使用的iSCSI設(shè)備或端口的更易管理的名稱，而不是iSCSI名稱。iSCSI別名不是唯一名稱，且應(yīng)為與端口關(guān)聯(lián)的友好名稱。IPNetworkInitiatorSP……01112DiskArrayHostiSCSItargetname：.mycompany:stor1-47cf3c25oreui.fedcba9876543210iSCSIalias：stor1IPaddress：01iSCSIinitiatorname：.vmware:train1-64ad4c29oreui.1234567890abcdefiSCSIalias：train1IPaddress：8

iSCSISAN連接與訪問要訪問iSCSI目標(biāo)，需要使用iSCSI啟動器。iSCSI啟動器啟動主機與外部iSCSI存儲系統(tǒng)之間的通信，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到存儲系統(tǒng)。主機端，配置iSCSI啟動器。啟動器可以是基于硬件的，啟動器是iSCSI主機總線適配器(hostbusadapter,HBA)；啟動器也可以是基于軟件的，即iSCSI軟件啟動器，此時需要基于網(wǎng)卡

（NIC）實現(xiàn)通信。VMESXi主機VMFSvmdk以太網(wǎng)網(wǎng)卡LAN軟件適配器VMFSvmdkiSCSIHBALANVMiSCSI陣列

iSCSISAN連接與訪問硬件iSCSI適配器硬件iSCSI適配器是第三方適配器，可從主機卸載iSCSI和網(wǎng)絡(luò)處理。?從屬硬件iSCSI適配器?獨立硬件iSCSI適配器

iSCSISAN連接與訪問軟件iSCSI適配器軟件iSCSI適配器是VMkernel中內(nèi)置的VMware代碼。使用軟件iSCSI適配器，主機可通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)適配器連接到iSCSI存儲設(shè)備。借助軟件iSCSI適配器，無需購買專用硬件便可使用iSCSI技術(shù)。

iSCSISAN連接與訪問客戶端-服務(wù)器架構(gòu)客戶端（也稱為iSCSI啟動器）在ESXi主機上操作。通過發(fā)出SCSI命令并將封裝到iSCSI協(xié)議中的這些命令傳輸?shù)絠SCSI服務(wù)器來啟動iSCSI會話。服務(wù)器也稱為iSCSI目標(biāo)。

iSCSISAN連接與訪問發(fā)現(xiàn)、身份驗證與訪問控制發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)會話是iSCSI協(xié)議的一部分。ESXi上提供的兩類發(fā)現(xiàn)為：動態(tài)和靜態(tài)。?動態(tài)發(fā)現(xiàn)從iSCSI存儲系統(tǒng)獲取可訪問目標(biāo)的列表。?靜態(tài)發(fā)現(xiàn)只能通過目標(biāo)名稱和地址訪問特定目標(biāo)。

iSCSISAN連接與訪問發(fā)現(xiàn)、身份驗證與訪問控制身份驗證iSCSI存儲系統(tǒng)通過名稱和密匙對來對啟動器進行身份驗證。支持CHAP身份驗證協(xié)議。要使用CHAP身份驗證，ESXi主機和iSCSI存儲系統(tǒng)必須啟用CHAP，并具有公共憑據(jù)。

iSCSISAN連接與訪問發(fā)現(xiàn)、身份驗證與訪問控制訪問控制訪問控制是在iSCSI存儲系統(tǒng)中設(shè)置的策略。大多數(shù)實施都支持以下三種訪問控制類型的一種或多種：?通過啟動器名稱?通過IP地址?通過CHAP協(xié)議僅符合所有規(guī)則的啟動器才可以訪問iSCSI卷。

iSCSISAN連接與訪問虛擬機如何訪問iSCSISAN上的數(shù)據(jù)ESXi會將虛擬機的磁盤文件存儲到位于SAN存儲設(shè)備上的VMFS數(shù)據(jù)存儲內(nèi)。當(dāng)虛擬機客戶機操作系統(tǒng)向其虛擬磁盤發(fā)送SCSI命令時，SCSI虛擬化層會將這些命令轉(zhuǎn)換成VMFS文件操作。

走進數(shù)據(jù)存儲什么是數(shù)據(jù)存儲？數(shù)據(jù)存儲又稱為Datastore。數(shù)據(jù)存儲是一種邏輯容器，類似于文件系統(tǒng)，它將物理存儲的特性隱藏起來，提供一個統(tǒng)一模型來存儲虛擬機文件。數(shù)據(jù)存儲還可以用來存儲ISO映像、虛擬機模板和軟盤映像。APPAPPAPPAPPOSOSOSOSHostDatastoreHost

主要數(shù)據(jù)存儲類型VMFSNFSvSANvSphereVirtualVolumes走進數(shù)據(jù)存儲

走進數(shù)據(jù)存儲VMFS數(shù)據(jù)存儲VirtualMachineFileSystem,VMFS，是一種針對存儲虛擬機而優(yōu)化的特殊高性能文件系統(tǒng)格式。?并發(fā)訪問共享存儲?動態(tài)擴展?磁盤鎖定?版本5和版本6APPAPPAPPAPPOSOSOSOSHostVMFSDatastoreHost

走進數(shù)據(jù)存儲主機間共享VMFS數(shù)據(jù)存儲作為一個集群文件系統(tǒng)，VMFS允許多個

ESXi

主機同時訪問同一個VMFS數(shù)據(jù)存儲。?可以使用VMwareDistributedResourceScheduling(DRS)和VM