對于物理服務(wù)器的存儲配置來說，從RAID組中切分出來，為應(yīng)用提供邏輯塊容量的LUN，一直占據(jù)著基礎(chǔ)地位。

　　現(xiàn)在，虛擬服務(wù)器環(huán)境能夠把一個(gè)服務(wù)器抽象成物理特征，從而提高硬件資源的擴(kuò)展性和利用率。

　　但是，仍需將存儲提供給虛擬服務(wù)器和桌面虛擬機(jī)。虛擬管理程序作為虛擬化層扮演者一個(gè)重要的角色，即將物理存儲資源抽象成虛擬設(shè)備。

　　那么，對于LUN會有怎樣的變化？這取決于你使用怎樣的虛擬化環(huán)境。

　　物理和虛擬驅(qū)動器以及LUN

　　暫且不管虛擬管理程序的類型，數(shù)據(jù)的持久化保存依賴于一些存儲設(shè)備載體，如傳統(tǒng)硬盤或者固態(tài)硬盤（SSD）。對于塊設(shè)備存儲，VMware的vSphere系列，包括ESXi和Microsoft的Hyper-V使用根本不同的策略來呈現(xiàn)物理存儲。

　　vSphere系統(tǒng)使用存儲陣列上配置過的LUN，使用VMware文件系統(tǒng)（VMFS）對其進(jìn)行格式化。VMFS是一個(gè)專利文件格式用于存儲虛擬機(jī)文件，利用了磁盤上的組織結(jié)構(gòu)支持高粒度對象和塊級鎖。

　　使用VMFS的必要的原因是大多數(shù)vSphere部署時(shí)使用少量的大型LUN，每個(gè)LUN上會搭載很多虛擬機(jī)。故需要高效的鎖機(jī)制來保證虛擬環(huán)境擴(kuò)展時(shí)性能不會受到嚴(yán)重影響。

　　單個(gè)虛擬機(jī)是由多個(gè)獨(dú)立文件構(gòu)成的，包括VMDK（或稱作虛擬機(jī)磁盤）在內(nèi)。一個(gè)VMDK類似于一個(gè)物理服務(wù)器上的硬盤，一個(gè)虛擬vSphere上的客戶端可能有多個(gè)VMDK文件，這取決于支持的邏輯驅(qū)動數(shù)、在使用的快照數(shù)以及VMDK的類型。

　　舉例來說，對于精簡配置的VMDK，存儲按需分配，一個(gè)客戶硬盤由一個(gè)主VMDK文件和多個(gè)VMDK數(shù)據(jù)文件構(gòu)成，后者代表隨著虛擬機(jī)寫到磁盤上的數(shù)據(jù)越來越多，增量分配的空間單元。

　　與之對比的是，Microsoft則是把所有的虛擬機(jī)磁盤組件合并成單個(gè)文件，即所謂的VHD（虛擬硬盤）。VHD文件可以部署到已格式化過的Microsoft文件系統(tǒng)上，如NTFS或CIFS/SMB。

　　對于Hyper-V沒有單獨(dú)的LUN格式。VHD文件作為精簡卷（即所謂的動態(tài)硬盤）進(jìn)行擴(kuò)張，即增加文件的大小，消耗磁盤上更多的空間。在VHD內(nèi)部，Microsoft在定長VHD的尾部、動態(tài)VHD首尾部存有元數(shù)據(jù)信息。

　　與VMDK和VMFS相比，VHD在基于塊的環(huán)境下更具優(yōu)勢。在這種環(huán)境下底層存儲采用NTFS，即Microsoft用于Windows服務(wù)器上存儲的標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)。這就意味著VHD文件可以由系統(tǒng)管理員在卷或系統(tǒng)間進(jìn)行簡單拷貝，而不需要任何特定工具（當(dāng)然前提是沒有虛擬機(jī)運(yùn)行）。

　　對虛擬機(jī)進(jìn)行克隆也變得容易起來，只需簡單得對VHD進(jìn)行復(fù)制，用其作為新的虛擬機(jī)源文件即可。如果能用到Windows 2012的重刪新特性就錦上添花了，因?yàn)檫@個(gè)特性可以顯著減小從主VHD克隆出的虛擬機(jī)的空間消耗。

　　為性能進(jìn)行設(shè)計(jì)

　　將服務(wù)器和桌面整合到虛擬化環(huán)境中意味著，跟傳統(tǒng)的物理服務(wù)器相比，數(shù)據(jù)I/O特性發(fā)生了很大變化。I/O負(fù)載變得難以預(yù)測，因?yàn)閬碜蕴摂M化服務(wù)器的單個(gè)I/O命令可能以任何順序出現(xiàn)，帶來的大量隨機(jī)I/O就不足為奇了。

　　這就是所謂的“I/O blender”效應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致虛擬化環(huán)境使用的存儲必須有能力處理I/O的大型卷；對于虛擬桌面，面臨著“boot storms（啟動風(fēng)暴）”，這是由用戶通常早上啟動虛擬機(jī)，工作了一天之后關(guān)閉它導(dǎo)致的大量I/O請求導(dǎo)致的。

　　為保證性能，一般存儲部署通常會使用這樣一些選項(xiàng)：
 
　　用于虛擬化環(huán)境的全閃存陣列逐漸普及開來。對于虛擬化服務(wù)器，它可以提供一致性和可預(yù)見的性能；對于虛擬化桌面，它的高I/O帶寬可以處理啟動風(fēng)暴的問題。

　　混合閃存陣列是對傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式介質(zhì)和固態(tài)存儲的混合應(yīng)用，針對固態(tài)存儲上的活動I/O使用動態(tài)分層技術(shù)。它比全閃存陣列更具價(jià)格優(yōu)勢，因?yàn)楹芏嗖渴鹕洗嬖谥�大量不活動的VM數(shù)據(jù)。

　　高級特性——對于vSphere有VAAI（用于陣列集成的vStorage接口， vStorage APIs for Array Integration），對于Hyper-V有ODX（卸載式數(shù)據(jù)傳輸，OfflOAded Data Transfer）。當(dāng)執(zhí)行諸如給虛擬機(jī)做副本或者初始化文件系統(tǒng)等常見任務(wù)時(shí)，二者均可以卸載來自管理程序的重復(fù)任務(wù)，減少存儲網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)傳輸。

　　最終，虛擬環(huán)境中的存儲配置實(shí)際上是為部署的存儲獲取合適的IOPS。這似乎很難估算，但可以通過如下方式獲得：將現(xiàn)存物理服務(wù)器作為遷移計(jì)劃的一部分，或通過預(yù)先部署一些虛擬服務(wù)器然后通過IOPS命令測量。對于虛擬化桌面，最好保證每個(gè)桌面有大約5-10的IOPS，整個(gè)VDI集區(qū)的IOPS按比例擴(kuò)大。虛擬化環(huán)境可能還需要內(nèi)置額外的IOPS能力來應(yīng)對啟動風(fēng)暴。

　　LUN性能和展現(xiàn)形式

　　對于塊設(shè)備，LUN一般通過使用光纖通道，以太網(wǎng)光纖通道（FCoE）或者iSCSI等來呈現(xiàn)。光纖通道和FCoE通過使用特定的主機(jī)總線適配器（HBA）或CNA（聚合網(wǎng)絡(luò)適配器），能夠更容易的將主機(jī)IP流量從存儲網(wǎng)絡(luò)流量中隔離開來。但即使一個(gè)特定的存儲網(wǎng)絡(luò)可用，仍有一些重要的設(shè)計(jì)問題需要考慮。

　　首先，為保證存儲的彈性和高性能，可以通過多個(gè)光纖通道接口來提供LUN。我們把存儲彈性作為給定的，因?yàn)檫@一般是存儲系統(tǒng)管理員的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐。就性能而言，多個(gè)HBA（或雙口HBA）通過面向性能的分層技術(shù)允許vSphere和Hyper-V進(jìn)行物理分段。

　　這可能看起來不是特別符合邏輯，但是要考慮到vSphere和Hyper-V使用的LUN會相當(dāng)大，那么到單個(gè)LUN的隊(duì)列深度就可能存在問題，尤其是在不同優(yōu)先級的工作負(fù)載存在時(shí)。當(dāng)部署了高性能的全閃存設(shè)備時(shí)這尤為重要。對于iSCSI連接，使用特定的NIC并配置多路徑以實(shí)現(xiàn)鏈路冗余。Microsoft和VMware均提供有部署指南來描述如何啟用iSCSI多路徑。

　　LUN大小

　　關(guān)于這個(gè)話題，即討論LUN的大小還是很有意義的。vSphere（Hyper-V不盡然 ）限制了單個(gè)管理程序使用的LUN個(gè)數(shù)。通常，這些環(huán)境中存儲是使用大型LUN（最大到2TB），以最大化總?cè)萘�。因此，搭載許多主機(jī)的特定LUN上的用戶會獲得相同級別的性能。

　　從存儲方面來看，創(chuàng)建很多2TB大小的LUN成本很高。因此，存儲陣列的精簡配置提供這樣的可行性，使得LUN逐步擴(kuò)大到2TB的容量，同時(shí)可以為一個(gè)主機(jī)提供多個(gè)LUN，從而保證盡可能多的LUN中進(jìn)行分布式I/O。

　　LUN的局限和未來

　　在LUN級別對管理程序進(jìn)行存儲分組意味著，對提供給單個(gè)虛擬機(jī)的服務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行了物理限制；一個(gè)LUN上的所有訪問者享受的性能級別相同。

　　Microsoft推薦一個(gè)VM使用一個(gè)LUN，這樣做在較大系統(tǒng)中也許會有限制（顯然意味著大量管理開支），但是仍然可以這樣實(shí)現(xiàn)。

　　VMware表示要實(shí)現(xiàn)vVOL——虛擬卷——從存儲陣列到管理程序?qū)μ摂M機(jī)存儲的物理特性進(jìn)行抽象。這樣做可以根據(jù)虛擬機(jī)優(yōu)先級和I/O負(fù)載更好的進(jìn)行粒度劃分，即使他們存在于同一個(gè)物理盤陣上。

　　但是盡管一些公司致力于完全棄用存儲陣列，很明顯保留一個(gè)智能存儲陣列受益頗多，其中一個(gè)好處就是它能夠理解管理程序，并與之交流。

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本文標(biāo)題：應(yīng)用于vSphere和Hyper-V的LUN存儲管理

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