確保存儲卷的扇區(qū)對齊一直是服務器性能優(yōu)化的重要部分。近些年，由于服務器虛擬化和重復數(shù)據(jù)刪除技術(shù)的廣泛應用，扇區(qū)對齊變得更為重要。本文講述在虛擬數(shù)據(jù)中心應用扇區(qū)對齊的必要性。
扇區(qū)對齊與重復數(shù)據(jù)刪除
在討論虛擬化技術(shù)之前，我先談一下在物理數(shù)據(jù)中心，扇區(qū)對齊對重復數(shù)據(jù)刪除過程的影響。
扇區(qū)對齊是基于存儲邏輯塊與物理磁盤扇區(qū)匹配的思想。大多數(shù)較新的物理硬盤都使用4KB大小的扇區(qū)，同樣地，像NTFS這樣的文件系統(tǒng)使用的存儲塊大小也為4KB。而問題是，并不是所有的操作系統(tǒng)都能將存儲塊對齊到下層的扇區(qū)。除非存儲塊恰好對齊到一個扇區(qū)，否則會跨兩個扇區(qū)。這就給重復數(shù)據(jù)刪除過程帶來了問題。
市場上重復數(shù)據(jù)刪除產(chǎn)品著實不少，它們采用各種技術(shù)以實現(xiàn)存儲的重復數(shù)據(jù)刪除。一個最通用的重復數(shù)據(jù)刪除方法就是刪除冗余的存儲塊。
有一點需要注意到的是，扇區(qū)不對齊并不影響單個存儲塊的內(nèi)容。也就是說，無論文件系統(tǒng)是否對齊到物理存儲，存儲塊仍包含相同的數(shù)據(jù)。同樣地，無論一個卷的扇區(qū)是否對齊，塊級重復數(shù)據(jù)刪除均以相同的方式運行，至少從刪除冗余存儲塊的角度看是這樣。
重刪一個扇區(qū)不對齊的卷，最主要的問題在于重復數(shù)據(jù)刪除過程可能會帶來更為密集的I/O。一個卷如果扇區(qū)不對齊，那每一個存儲塊會跨越兩個物理扇區(qū)，那么每次讀取（或?qū)懀┮粋�塊時，底層硬件就會讀兩個扇區(qū)，而扇區(qū)對齊時則不會。這在很大程度上關(guān)乎性能，但如果磁盤中有很多碎片或存儲塊跨越的兩個扇區(qū)不相鄰就難說了。重復數(shù)據(jù)刪除原本就是一個I/O密集型的處理，但扇區(qū)不對齊會使I/O負擔更重。
虛擬化和重復數(shù)據(jù)刪除
以上討論的理論也適用于虛擬數(shù)據(jù)中心，但由于虛擬硬盤的使用，需要考慮一個額外的抽象層。如果沒能正確規(guī)劃，使用虛擬硬盤的方式可能會嚴重影響重復數(shù)據(jù)刪除效果。
集群共享卷
不再有硬性需求，Hyper-V和VMware集群可以像以前那樣，部署在共享存儲上。這也就意味著可以把虛擬機構(gòu)件（包括虛擬硬盤）部署到存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）中，這樣它們就可以被虛擬集群中的所有結(jié)點訪問。
如果采用基于SAN的共享存儲，那就要確保共享卷對齊到底層的存儲硬件上。還要確保所使用的重復數(shù)據(jù)刪除方法能與共享存儲兼容。
舉個具體的例子來證明兼容的重要性，考慮在Hyper-V集群中共享存儲的工作方式。集群節(jié)點通過邏輯映射（C:\clusterstorage\volume）來訪問共享存儲。但問題是一些重刪軟件不會對服務器的系統(tǒng)卷進行重復數(shù)據(jù)刪除。即便Hyper-V共享存儲的確不在系統(tǒng)卷上，邏輯映射卻使之在系統(tǒng)卷上。結(jié)果就會有有一些重復數(shù)據(jù)刪除軟件（包括微軟自家的本地文件系統(tǒng)重刪工具）并不能與共享存儲兼容。
如果共享存儲的重復數(shù)據(jù)刪除過程在你的應用環(huán)境中存在問題，你可以通過使用硬件重刪（假設你的SAN支持該特性）來解決這個問題，這樣就可以規(guī)避掉操作系統(tǒng)的限制。
虛擬硬盤架構(gòu)
另一個影響重復數(shù)據(jù)刪除過程的因素是，虛擬硬盤擁有類似于物理硬盤的結(jié)構(gòu)。換句話說就是，虛擬硬盤也劃分成扇區(qū)和磁道，而虛擬機文件系統(tǒng)是基于這種劃分來使用存儲塊的。
虛擬硬盤實際上是物理服務器中真實存在的文件。基于這個前提，假設你有兩個完全相同的虛擬硬盤，但一個是扇區(qū)對齊的，一個不是。扇區(qū)對齊與否的區(qū)別，導致這兩個虛擬硬盤文件在結(jié)構(gòu)上并不相同，即使二者有完全相同的數(shù)據(jù)。
如果你要進行主機層的重復數(shù)據(jù)刪除，這種結(jié)構(gòu)上的不同可能會導致被重刪的數(shù)據(jù)減少。虛擬硬盤內(nèi)扇區(qū)不對齊對于重刪過程來說是否存在問題，取決于你的重刪軟件是否只進行主機層的存儲塊重刪，還是能足夠智能地深入到虛擬硬盤內(nèi)部。
結(jié)論
要對虛擬化的主機進行重復數(shù)據(jù)刪除，需要考慮很多問題。就實踐上來講，最好確保物理磁盤和虛擬磁盤是扇區(qū)對齊的。另外，盡量不要使用精簡配置，因為它會影響性能，在某些情況下還會影響重復數(shù)據(jù)刪除過程。
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