FusionCompute存储虚拟化产品介绍

1、FusionCompute存储虚拟化产品介绍技术创新，变革未来本章主要介绍FusionCompute中存储虚拟化实现原理及关键特性。通过本章学习，您将了解到存储产品的形态，以及各自在FusionCompute中的使用方法，了解FusionCompute虚拟化存储于非虚拟化存储的区别，熟悉FusionCompute存储资源的使用。学完本课程后，您将能够：描述什么是存储虚拟化描述存储虚拟化实现原理区分SAN、NAS和FusionStorage在FusionCompute中使用的区别描述FusionCompute存储高级功能特性及其原理存储虚拟化相关概念及技术存储虚拟化功能原理FusionCompu

2、te存储虚拟化管理存储资源能力精简制备磁盘厚制备延迟置零磁盘增量快照存储冷热迁移虚拟磁盘扩容磁盘快照管理存储配置管理存储资源发现与管理数据存储创建与管理存储资源裸设备映射兼容存储类型SAN（Storage Area Network ）NAS（Network Attached Storage）FusionStorage Block存储池主机的本地硬盘FusionCompute中存储基本概念存储资源存储资源表示物理存储设备，例如IP-SAN、FC -SAN、NAS等。存储设备存储设备表示存储资源中的管理单元，类似LUN、 FusionStorage存储池、NAS共享目录等。数据存储数据存储表示虚拟

3、化平台中可管理、操作的存储逻辑单元。FusionStorageOceanstor9000OceanstorV5LUN共享文件夹DataStoreFusionCompute存储虚拟化架构NAS本地存储SAN用户虚拟机用户虚拟机驱动层通用块层文件系统NFS文件系统镜像文件QEMU前端驱动前端驱动主机用户空间主机内核空间FusionCompute中的存储模型SANNASLUN共享目录本地硬盘FusionStorage逻辑卷虚拟化存储非虚拟化存储存储资源存储设备数据存储共享目录分布式存储池文件系统共享目录虚拟机磁盘qcowrawvmdkvhdothersVIMS虚拟集群存储文件系统VIMS是一种高性能

4、的集群文件系统，使虚拟化技术的应用超出了单个存储系统的限制，可让多个虚拟机共同访问一个整合的集群式存储池，从而显著提高了资源利用率。VIMS 是跨越多个存储服务器实现虚拟化的基础，它可启用存储热迁移、DRS（Storage Dynamic Resource Scheduler） 和High Availability 等各种服务。IP-SANVIMSFusionComputeFC-SANVMVMVMVMVIMS分布式锁一个VIMS卷同时被多个CNA节点挂载，因此每个CNA节点都可以访问VIMS卷上的文件。为保证多节点读写同一文件的数据一致性，VIMS需要实现分布式文件锁。VIMS的DLM（Dis

5、tribute lock manager）模块负责实现分布式文件锁，它提供集群概念上的锁服务，调用者通过DLM保证集群间的同步要求。VIMS采用分布式全对称锁机制。在VIMS中有多个资源管理者（master），每个master只对应一个锁资源。不同的master并不会集中在同一个节点上，无管理中心节点。正常情况下成为某个锁资源的master方式有两种：第一个申请访问某资源的节点如果多节点同时访问某资源，以VIMS节点号较小的节点作为master当节点发生故障时，此节点负责管理的资源会重新选举出master。VIMS心跳VIMS存在两种心跳，磁盘心跳用于检测主机是否可以正常读写共享存储，网络心跳

6、用于检测主机间网络通信是否正常。作为集群文件系统，挂载了VIMS卷的CNA节点从来都不是单独的个体，作为集群节点成员之一，通过网络心跳确保与其它节点进行正常的网络通信。CNA01CNA02CNA03VIMS1VIMS1VIMS1磁盘心跳网络心跳FusionCompute磁盘技术在存储虚拟化中，所有用户存储都是以文件形式呈现，虚拟机磁盘、快照、虚拟机配置都对应一个独立的文件，常见的磁盘文件分为以下几种：普通磁盘普通延迟置零磁盘精简磁盘差分磁盘从数据安全性上又划分为：持久化非持久化普通磁盘普通磁盘创建时大小与虚拟磁盘大小相同，并将文件所有位置填0，占用空间较大，置备时间较长。该磁盘用于Fusion

7、Sphere系统中的普通磁盘。普通磁盘使用普通磁盘技术，创建时会进行全空间分配和置零操作，能够提供最好的性能体验和数据安全性。适用于对IOPS要求较高的场景。该磁盘创建所需时间会比创建其他类型的磁盘长。100G50G100G50G虚拟机磁盘分配空间虚拟机磁盘实际占用空间虚拟机磁盘分配空间虚拟机磁盘实际占用空间立即分配所有空间普通延时置零磁盘普通延迟置零卷创建时大小与虚拟磁盘大小相同，但不会进行填0操作，占用空间较大，置备时间较普通卷短。该磁盘用于FusionSphere系统中的普通延迟置零磁盘，可以提高存储设备的利用率。普通延迟置零磁盘创建很快，创建时进行全空间分配，但未进行全置零动作，性能较

8、普通磁盘有所下降。适用于对发放速度要求高，但对IOPS要求不高的场景。100G50G100G50G虚拟机磁盘分配空间虚拟机磁盘实际占用空间虚拟机磁盘分配空间虚拟机磁盘实际占用空间立即分配所有空间，写前置零精简磁盘精简磁盘创建时大小为0，精简磁盘创建时含少量元数据信息，大小一般为几十K，创建时间均非常短。随着用户写入数据，精简磁盘的大小与实际占用空间将逐步增加。该磁盘用于FusionSphere系统中的精简磁盘，可以提高存储设备的利用率。精简磁盘使用动态磁盘技术，可以节省存储空间。该磁盘在创建时不进行空间分配，而是在用户IO写入磁盘文件时才进行空间动态分配，性能较普通磁盘有所下降。适用于用户对存

9、储需求不明确，或是规划的容量比实际使用的容量多的场景。10G虚拟机磁盘分配空间虚拟机磁盘实际占用空间虚拟机磁盘分配空间虚拟机磁盘实际占用空间10G写前空间分配，用多少分多少50G100G差分磁盘差分磁盘必须基于一个已有的父磁盘来创建，它只记录相对于父磁盘的差异数据，包括数据的增改，差分磁盘不能脱离父磁盘而存在，如果父磁盘进行了修改，则差分磁盘的数据将不再可用。该磁盘用于FusionSphere系统中的快照、非持久化磁盘、链接克隆等功能，起到保护源盘不再被修改，并可以跟踪虚拟机磁盘差异数据的作用。VM磁盘文件读写操作普通磁盘读写VM差分磁盘文件写操作差分磁盘读写原磁盘文件读重定向持久化与非持久化

10、磁盘持久化磁盘即数据可以永久保存。在创建独立持久磁盘时，快照中不包含该磁盘，更改将立即并永久写入磁盘，回滚快照不会导致数据回滚。类似于U盘，应用于个人独有数据存放。非持久化磁盘即数据不永久保存。处于保护磁盘数据的目的，在启动虚拟机时，对这种非持久化磁盘先创建差分磁盘，在虚拟机运行过程中，将有更改的数据全部写入差分磁盘，在虚拟机关机后，将差分磁盘数据删除，达到还原磁盘的目的。应用于公共计算机、计算机数据自动还原的场景。知识小考裸设备映射、普通磁盘、精简磁盘与普通延迟置零磁盘的性能孰优孰劣？VIMS心跳出现问题时，系统会如何应对？本节介绍华为FusionCompute中存储的相关概念以及VIMS集

11、群文件系统技术和磁盘类型。存储虚拟化相关概念及技术存储虚拟化功能原理快照虚拟机可以将当前状态保存在快照文件中，包括磁盘内容、内存和寄存器数据。用户可以通过恢复快照多次回到这一状态，虚拟机用户在执行一些重大、高危操作前，例如系统补丁，升级，破坏性测试前执行快照，可以用于故障时的快速还原。FusionCompute支持普通快照、一致性快照以及内存快照。快照相关原理 - 创建快照VM磁盘文件读写操作未创建快照VM差分磁盘文件写操作生成差分盘原磁盘文件读重定向创建快照快照相关原理 - 回滚快照回滚快照后VM差分磁盘文件写操作删除差分盘文件数据原磁盘文件读重定向回滚快照VM差分磁盘文件写操作原磁盘文件读

12、重定向快照相关原理 - 删除快照VM磁盘文件读写操作删除快照后VM差分磁盘文件写操作合并原磁盘与差分盘原磁盘文件读重定向删除快照链接克隆链接克隆虚拟机可以基于同一个虚拟机模板，快速发放多个类似的虚拟机。通过对虚拟机模板的系统卷创建多个差分磁盘，将每个差分磁盘挂载给独立的虚拟机。应用于需要大量发放拥有相同或类似数据的虚拟机，且对性能要求不高。在链接克隆场景下，将若干链接克隆虚拟机的共同模板中的热点数据放在主机内存中，达到快速读取的目的，能够极大提升虚拟机的启动和运行速度。链接克隆实现原理1010110101101011010110101011010100101101011010110111101

13、1110110100101111010110101VM1差分卷VM2差分卷原卷存储热迁移FusionSphere提供了虚拟机磁盘的冷迁移和热迁移，冷迁移是在虚拟机关机时候，将其磁盘文件从一个存储移动到另一个存储，热迁移可以在不中断业务的前提下，将虚拟机磁盘从一个存储迁移至另一个存储。热迁移的技术原理如下：原数据存储目的数据存储VM原数据存储目的数据存储VM原数据存储目的数据存储VM原数据存储目的数据存储VMI/O原磁盘文件未开始迁移开始迁移新磁盘文件原磁盘文件差分磁盘文件差分磁盘文件原磁盘文件I/OI/O数据迁移I/O迁移中迁移完成存储资源裸设备映射 (RDM)RDM为虚拟机提供了一种机制来直

14、接访问物理存储子系统（仅限光纤通道或iSCSI）上的LUN，通过使用物理设备映射，可以让虚拟机识别SCSI磁盘FusionComputeVMVMVMVMLUNLUNLUNSANSCSISCSI存储扩容FusionCompute提供了存储扩容的类型有虚拟卷扩容和数据存储扩容。FusionCompute支持在离线或在线状态下对磁盘的容量扩充，对于普通磁盘，会将数据区域进行扩充，并进行写零。对于普通延时置零磁盘，会将数据区域进行扩容，并进行空间预占。对于精简磁盘，仅对数据区域进行扩容。数据存储扩容使得一个数据存储可以管理多个物理LUN空间，当需要扩容数据存储时，可以通过添加另外的物理LUN至数据存储或者对物理LUN进行扩容再扩容数据存储，从而实现对数据存储灵活地进行空间扩容，有效提高数据存储扩展性。数据存储扩容原理Node