圖一：IT堆棧示意圖

虛擬機(jī)管理程序廠商為了讓虛擬機(jī)更高效的部署、運(yùn)行與管理，提出了許多針對(duì)存儲(chǔ)的優(yōu)化技術(shù)，如VMware的VAAI、VASA、SRM等vStorage API;這些優(yōu)化技術(shù)將原先在計(jì)算側(cè)完成的存儲(chǔ)工作卸載到共享存儲(chǔ)完成，提升服務(wù)器計(jì)算能力的效率;但是虛擬機(jī)的高密度部署，給存儲(chǔ)帶來(lái)的多業(yè)務(wù)承載、隨機(jī)IO、更高的性能與擴(kuò)展性等，是無(wú)法從計(jì)算側(cè)完成的。

華為OceanStor 18000高端存儲(chǔ)除了集成服務(wù)器虛擬化的優(yōu)化技術(shù)外(如VAAI、VASA、SRM等)，更是通過(guò)諸多關(guān)鍵技術(shù)提升虛擬機(jī)的部署效率、承載更多虛擬機(jī)的能力、虛擬機(jī)的運(yùn)行效率、簡(jiǎn)化虛擬環(huán)境的存儲(chǔ)管理等，是為虛擬化環(huán)境而構(gòu)建的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)。

快速虛擬機(jī)部署

虛擬機(jī)的應(yīng)用提升了計(jì)算資源的利用率，尤其是服務(wù)器的CPU資源;傳統(tǒng)的虛擬機(jī)部署方式是通過(guò)虛擬機(jī) 管理程序來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)模板鏡像，并將其復(fù)制成多份來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的部署。這過(guò)程會(huì)消耗大量的服務(wù)器CPU資源，當(dāng)虛擬機(jī)模板所占空間大時(shí)，需要很長(zhǎng)的拷貝時(shí) 間;如果需要部署大量的虛擬機(jī)，這種部署方式將會(huì)嚴(yán)重降低業(yè)務(wù)的部署效率。

OceanStor 18000 HyperSnap是優(yōu)化空間的快照技術(shù)，只保留變化空間的數(shù)據(jù)，大大減少快照所需要的存儲(chǔ)空間;HyperSnap支持每個(gè)卷/LUN多大1024個(gè)快照副本、每個(gè)系統(tǒng)多大32768個(gè)快照副本，足以應(yīng)對(duì)任何場(chǎng)景的需要。

OceanStor 18000 SmartThin采用寫時(shí)分配的技術(shù)來(lái)提升存儲(chǔ)空間利用率。創(chuàng)建LUN時(shí)如果啟用SmartThin技術(shù)，系統(tǒng)不會(huì)立即為其分配物理空間，而是在實(shí)際寫 操作時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)量來(lái)分配物理空間，呈現(xiàn)給主機(jī)的只是虛擬空間大小。另外，SmartThin支持空間回收功能，回收上層主機(jī)刪除數(shù)據(jù)后的物理空間，使得存 儲(chǔ)系統(tǒng)具備更多的可用物理空間，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的空間精簡(jiǎn)，如圖二所示。

圖二：SmartThin回收示意圖

UltraVR是 一款vCenter環(huán)境下的數(shù)據(jù)副本管理軟件，結(jié)合HVS HyperSnap技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效的虛擬機(jī)副本管理。UltraVR通過(guò)應(yīng)用感知技術(shù)來(lái)識(shí)別每個(gè)虛擬機(jī)及其存儲(chǔ)，探知虛擬機(jī)的IO并在需要時(shí)掛起虛擬機(jī)對(duì) 其做刷緩存操作，然后通知后端存儲(chǔ)實(shí)施快照，保證虛擬機(jī)的快照數(shù)據(jù)完整性;另外，UltraVR支持快照的策略管理，能自動(dòng)的管理虛擬機(jī)的快照數(shù)據(jù)副本。

利用UltraVR，用戶可快速高效的部署虛擬機(jī)。首先，利用SmartThin為虛擬機(jī)創(chuàng)建精簡(jiǎn)空間的虛擬機(jī)模板，建立“黃金鏡像”;其次，通過(guò)友好界面的UltraVR為“黃金鏡像”創(chuàng)建副本，實(shí)現(xiàn)“黃金鏡像”的快速分發(fā)。

提升虛擬機(jī)的存儲(chǔ)彈性

傳 統(tǒng)的RAID技術(shù)采用固定的數(shù)據(jù)盤和校驗(yàn)盤來(lái)存放數(shù)據(jù)，在其上創(chuàng)建的卷/LUN的IO能力受限于固化的硬盤數(shù);同時(shí)，增加新的磁盤擴(kuò)展RAID組時(shí)，需要 大量的額外數(shù)據(jù)遷移與數(shù)據(jù)校驗(yàn)運(yùn)算工作，擴(kuò)展效率低下。由于卷/LUN的性能與擴(kuò)展性有限，在大量虛擬機(jī)應(yīng)用環(huán)境下，存儲(chǔ)瓶頸就顯得尤為突出。

OceanStor 18000高端存儲(chǔ)采用塊級(jí)虛擬化技術(shù)，將磁盤切割成MB的Chunk塊大小，以Chunk為粒度管理硬盤，并在Chunk上構(gòu)建RAID級(jí)別屬性;以這種方式構(gòu)建 的存儲(chǔ)池，可不受限于固化數(shù)量的硬盤數(shù)，單個(gè)存儲(chǔ)池可了跨整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的所有硬盤，這就意味著卷/LUN可享受所有硬盤的IO能力，從而大大提升卷 /LUN的IO能力。更多的硬盤IO服務(wù)于單個(gè)卷/LUN，能有效地提升LUN上多個(gè)虛擬機(jī)的IO比并發(fā)訪問(wèn)能力，使得HVS 卷/LUN特別適合高密度虛擬機(jī)部署的場(chǎng)景，如圖三所示。

另外，當(dāng)存儲(chǔ)池需要擴(kuò)容時(shí)，只需向存儲(chǔ)池添加硬盤，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)所設(shè)置的RAID級(jí)別屬性，利用新的Chunk組成的RAID空間往存儲(chǔ)池中增加空間，無(wú)需額外的數(shù)據(jù)遷移與數(shù)據(jù)校驗(yàn)工作，存儲(chǔ)池及LUN的擴(kuò)展效率極高。

自動(dòng)優(yōu)化性能

OceanStor 18000 SmartTier技術(shù)，充分結(jié)合SSD高性能與NL SAS大容量的特點(diǎn)，自動(dòng)將訪問(wèn)頻率高的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)遷移到SSD盤、訪問(wèn)頻率低的冷數(shù)據(jù)存放到NL SAS盤上，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)對(duì)高性能的訴求與成本約束的平衡。OceanStor 18000高端存儲(chǔ)支持SSD/SAS/NL SAS三種硬盤的混插并實(shí)現(xiàn)三層動(dòng)態(tài)分級(jí)存儲(chǔ)，滿足業(yè)務(wù)對(duì)高性能與大容量的追求，又能兼顧成本效益的訴求。對(duì)于高密度虛擬機(jī)部署的環(huán) 境，SmartTier通過(guò)動(dòng)態(tài)的調(diào)整數(shù)據(jù)所處的存儲(chǔ)層，提升卷/LUN的性能，滿足多業(yè)務(wù)承載時(shí)苛刻的性能要求，如圖四所示。

圖四：SmartTier示意圖

OceanStor 18000 SmartQoS技術(shù)，通過(guò)設(shè)置LUN獲取端口、CPU等資源的優(yōu)先級(jí)，限制低優(yōu)先級(jí)的應(yīng)用程序過(guò)渡搶占資源，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)及時(shí)獲取到存儲(chǔ)資源而實(shí)現(xiàn)其性 能目標(biāo)。在虛擬化環(huán)境下，由于業(yè)務(wù)部署密度更高，多業(yè)務(wù)承載于同一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，SmartQoS技術(shù)能有效地保證關(guān)鍵虛擬機(jī)的性能目標(biāo)，如圖五所示。

圖五：SmartQoS示意圖

大 家都知道，緩存是存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵資源，緩存的利用狀況直接影響存儲(chǔ)的IO能力。SmartQoS通過(guò)優(yōu)先級(jí)控制卷/LUN訪問(wèn)資源的順序，但并不能保證關(guān) 鍵業(yè)務(wù)的緩存資源。HVS SmartPatition技術(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)的共享緩存分區(qū)特點(diǎn)來(lái)保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的緩存資源，確保核心業(yè)務(wù)的服務(wù)級(jí)別水平。在高度虛擬化的環(huán)境，用戶只需對(duì)關(guān)鍵 虛擬機(jī)的卷/LUN設(shè)置其緩存資源目標(biāo)，OceanStor 18000高端存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)預(yù)留緩存資源，通過(guò)隔離緩存資源，避免非關(guān)鍵業(yè)務(wù)惡意的競(jìng)爭(zhēng)緩存資源，從而確保關(guān)鍵業(yè)務(wù) 獲取到足夠的緩存資源而實(shí)現(xiàn)其服務(wù)級(jí)別水平。

虛擬化環(huán)境端到端的存儲(chǔ)管理

傳統(tǒng)的存儲(chǔ)資源管理軟件通過(guò) 主 機(jī) 代理來(lái)獲取主機(jī)的信息，然后繪制從應(yīng)用到主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)再到存儲(chǔ)的端到端可視性;在虛擬化環(huán)境下，虛擬機(jī)的出現(xiàn)給IT軟件堆棧增加了更多的層次，如虛擬卷、虛 擬端口等;同時(shí)，虛擬機(jī)的高級(jí)特性(如HA 、遷移)使得虛擬機(jī)與存儲(chǔ)的映射關(guān)系更加動(dòng)態(tài)化;另外，主機(jī)代理會(huì)消耗過(guò)多的主機(jī)資源并且?guī)?lái)安裝部署、升級(jí)維護(hù)等難題。因此，虛擬化環(huán)境下，存儲(chǔ)管理更 加復(fù)雜。

圖六：InfraControl示意圖

華為InfraControl采用agentless技術(shù)， 從虛擬機(jī)管理程序獲取虛擬機(jī)及其存儲(chǔ)信息，建立從虛擬機(jī)到虛擬卷、虛擬端口到物理機(jī)及端口、網(wǎng)絡(luò)交換再到存儲(chǔ)的端到端映射視圖，監(jiān)控映射關(guān)系中每層對(duì)象的 性能與容量變化，并為每層對(duì)象設(shè)置監(jiān)控策略、記錄每層對(duì)象的變更，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的存儲(chǔ)管理，如圖六所示。

總結(jié)

由于虛擬化將業(yè)務(wù)進(jìn)行了集中，所使用的存儲(chǔ)系統(tǒng)一旦發(fā)生故障必將影響更多的業(yè)務(wù)，所以要求存儲(chǔ)系統(tǒng)是安全可信的;虛擬化業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)部署、業(yè)務(wù)擴(kuò)展、性能優(yōu)化上具有非常高的要求，作為一款適用于虛擬化環(huán)境的存儲(chǔ)系統(tǒng)必須具有彈性高效的特性來(lái)滿足虛擬化環(huán)境的苛刻要求。

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