1、FusionCompute存儲虛擬化產品介紹技術創新，變革未來本章主要介紹FusionCompute中存儲虛擬化實現原理及關鍵特性。通過本章學習，您將了解到存儲產品的形態，以及各自在FusionCompute中的使用方法，了解FusionCompute虛擬化存儲于非虛擬化存儲的區別，熟悉FusionCompute存儲資源的使用。學完本課程后，您將能夠：描述什么是存儲虛擬化描述存儲虛擬化實現原理區分SAN、NAS和FusionStorage在FusionCompute中使用的區別描述FusionCompute存儲高級功能特性及其原理存儲虛擬化相關概念及技術存儲虛擬化功能原理FusionCompu

2、te存儲虛擬化管理存儲資源能力精簡制備磁盤厚制備延遲置零磁盤增量快照存儲冷熱遷移虛擬磁盤擴容磁盤快照管理存儲配置管理存儲資源發現與管理數據存儲創建與管理存儲資源裸設備映射兼容存儲類型SAN（Storage Area Network ）NAS（Network Attached Storage）FusionStorage Block存儲池主機的本地硬盤FusionCompute中存儲基本概念存儲資源存儲資源表示物理存儲設備，例如IP-SAN、FC -SAN、NAS等。存儲設備存儲設備表示存儲資源中的管理單元，類似LUN、 FusionStorage存儲池、NAS共享目錄等。數據存儲數據存儲表示虛擬

3、化平臺中可管理、操作的存儲邏輯單元。FusionStorageOceanstor9000OceanstorV5LUN共享文件夾DataStoreFusionCompute存儲虛擬化架構NAS本地存儲SAN用戶虛擬機用戶虛擬機驅動層通用塊層文件系統NFS文件系統鏡像文件QEMU前端驅動前端驅動主機用戶空間主機內核空間FusionCompute中的存儲模型SANNASLUN共享目錄本地硬盤FusionStorage邏輯卷虛擬化存儲非虛擬化存儲存儲資源存儲設備數據存儲共享目錄分布式存儲池文件系統共享目錄虛擬機磁盤qcowrawvmdkvhdothersVIMS虛擬集群存儲文件系統VIMS是一種高性能

4、的集群文件系統，使虛擬化技術的應用超出了單個存儲系統的限制，可讓多個虛擬機共同訪問一個整合的集群式存儲池，從而顯著提高了資源利用率。VIMS 是跨越多個存儲服務器實現虛擬化的基礎，它可啟用存儲熱遷移、DRS（Storage Dynamic Resource Scheduler） 和High Availability 等各種服務。IP-SANVIMSFusionComputeFC-SANVMVMVMVMVIMS分布式鎖一個VIMS卷同時被多個CNA節點掛載，因此每個CNA節點都可以訪問VIMS卷上的文件。為保證多節點讀寫同一文件的數據一致性，VIMS需要實現分布式文件鎖。VIMS的DLM（Dis

5、tribute lock manager）模塊負責實現分布式文件鎖，它提供集群概念上的鎖服務，調用者通過DLM保證集群間的同步要求。VIMS采用分布式全對稱鎖機制。在VIMS中有多個資源管理者（master），每個master只對應一個鎖資源。不同的master并不會集中在同一個節點上，無管理中心節點。正常情況下成為某個鎖資源的master方式有兩種：第一個申請訪問某資源的節點如果多節點同時訪問某資源，以VIMS節點號較小的節點作為master當節點發生故障時，此節點負責管理的資源會重新選舉出master。VIMS心跳VIMS存在兩種心跳，磁盤心跳用于檢測主機是否可以正常讀寫共享存儲，網絡心跳

6、用于檢測主機間網絡通信是否正常。作為集群文件系統，掛載了VIMS卷的CNA節點從來都不是單獨的個體，作為集群節點成員之一，通過網絡心跳確保與其它節點進行正常的網絡通信。CNA01CNA02CNA03VIMS1VIMS1VIMS1磁盤心跳網絡心跳FusionCompute磁盤技術在存儲虛擬化中，所有用戶存儲都是以文件形式呈現，虛擬機磁盤、快照、虛擬機配置都對應一個獨立的文件，常見的磁盤文件分為以下幾種：普通磁盤普通延遲置零磁盤精簡磁盤差分磁盤從數據安全性上又劃分為：持久化非持久化普通磁盤普通磁盤創建時大小與虛擬磁盤大小相同，并將文件所有位置填0，占用空間較大，置備時間較長。該磁盤用于Fusion

7、Sphere系統中的普通磁盤。普通磁盤使用普通磁盤技術，創建時會進行全空間分配和置零操作，能夠提供最好的性能體驗和數據安全性。適用于對IOPS要求較高的場景。該磁盤創建所需時間會比創建其他類型的磁盤長。100G50G100G50G虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間立即分配所有空間普通延時置零磁盤普通延遲置零卷創建時大小與虛擬磁盤大小相同，但不會進行填0操作，占用空間較大，置備時間較普通卷短。該磁盤用于FusionSphere系統中的普通延遲置零磁盤，可以提高存儲設備的利用率。普通延遲置零磁盤創建很快，創建時進行全空間分配，但未進行全置零動作，性能較

8、普通磁盤有所下降。適用于對發放速度要求高，但對IOPS要求不高的場景。100G50G100G50G虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間立即分配所有空間，寫前置零精簡磁盤精簡磁盤創建時大小為0，精簡磁盤創建時含少量元數據信息，大小一般為幾十K，創建時間均非常短。隨著用戶寫入數據，精簡磁盤的大小與實際占用空間將逐步增加。該磁盤用于FusionSphere系統中的精簡磁盤，可以提高存儲設備的利用率。精簡磁盤使用動態磁盤技術，可以節省存儲空間。該磁盤在創建時不進行空間分配，而是在用戶IO寫入磁盤文件時才進行空間動態分配，性能較普通磁盤有所下降。適用于用戶對存

9、儲需求不明確，或是規劃的容量比實際使用的容量多的場景。10G虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間虛擬機磁盤分配空間虛擬機磁盤實際占用空間10G寫前空間分配，用多少分多少50G100G差分磁盤差分磁盤必須基于一個已有的父磁盤來創建，它只記錄相對于父磁盤的差異數據，包括數據的增改，差分磁盤不能脫離父磁盤而存在，如果父磁盤進行了修改，則差分磁盤的數據將不再可用。該磁盤用于FusionSphere系統中的快照、非持久化磁盤、鏈接克隆等功能，起到保護源盤不再被修改，并可以跟蹤虛擬機磁盤差異數據的作用。VM磁盤文件讀寫操作普通磁盤讀寫VM差分磁盤文件寫操作差分磁盤讀寫原磁盤文件讀重定向持久化與非持久化

10、磁盤持久化磁盤即數據可以永久保存。在創建獨立持久磁盤時，快照中不包含該磁盤，更改將立即并永久寫入磁盤，回滾快照不會導致數據回滾。類似于U盤，應用于個人獨有數據存放。非持久化磁盤即數據不永久保存。處于保護磁盤數據的目的，在啟動虛擬機時，對這種非持久化磁盤先創建差分磁盤，在虛擬機運行過程中，將有更改的數據全部寫入差分磁盤，在虛擬機關機后，將差分磁盤數據刪除，達到還原磁盤的目的。應用于公共計算機、計算機數據自動還原的場景。知識小考裸設備映射、普通磁盤、精簡磁盤與普通延遲置零磁盤的性能孰優孰劣？VIMS心跳出現問題時，系統會如何應對？本節介紹華為FusionCompute中存儲的相關概念以及VIMS集

11、群文件系統技術和磁盤類型。存儲虛擬化相關概念及技術存儲虛擬化功能原理快照虛擬機可以將當前狀態保存在快照文件中，包括磁盤內容、內存和寄存器數據。用戶可以通過恢復快照多次回到這一狀態，虛擬機用戶在執行一些重大、高危操作前，例如系統補丁，升級，破壞性測試前執行快照，可以用于故障時的快速還原。FusionCompute支持普通快照、一致性快照以及內存快照。快照相關原理 - 創建快照VM磁盤文件讀寫操作未創建快照VM差分磁盤文件寫操作生成差分盤原磁盤文件讀重定向創建快照快照相關原理 - 回滾快照回滾快照后VM差分磁盤文件寫操作刪除差分盤文件數據原磁盤文件讀重定向回滾快照VM差分磁盤文件寫操作原磁盤文件讀

12、重定向快照相關原理 - 刪除快照VM磁盤文件讀寫操作刪除快照后VM差分磁盤文件寫操作合并原磁盤與差分盤原磁盤文件讀重定向刪除快照鏈接克隆鏈接克隆虛擬機可以基于同一個虛擬機模板，快速發放多個類似的虛擬機。通過對虛擬機模板的系統卷創建多個差分磁盤，將每個差分磁盤掛載給獨立的虛擬機。應用于需要大量發放擁有相同或類似數據的虛擬機，且對性能要求不高。在鏈接克隆場景下，將若干鏈接克隆虛擬機的共同模板中的熱點數據放在主機內存中，達到快速讀取的目的，能夠極大提升虛擬機的啟動和運行速度。鏈接克隆實現原理1010110101101011010110101011010100101101011010110111101

13、1110110100101111010110101VM1差分卷VM2差分卷原卷存儲熱遷移FusionSphere提供了虛擬機磁盤的冷遷移和熱遷移，冷遷移是在虛擬機關機時候，將其磁盤文件從一個存儲移動到另一個存儲，熱遷移可以在不中斷業務的前提下，將虛擬機磁盤從一個存儲遷移至另一個存儲。熱遷移的技術原理如下：原數據存儲目的數據存儲VM原數據存儲目的數據存儲VM原數據存儲目的數據存儲VM原數據存儲目的數據存儲VMI/O原磁盤文件未開始遷移開始遷移新磁盤文件原磁盤文件差分磁盤文件差分磁盤文件原磁盤文件I/OI/O數據遷移I/O遷移中遷移完成存儲資源裸設備映射 (RDM)RDM為虛擬機提供了一種機制來直

14、接訪問物理存儲子系統（僅限光纖通道或iSCSI）上的LUN，通過使用物理設備映射，可以讓虛擬機識別SCSI磁盤FusionComputeVMVMVMVMLUNLUNLUNSANSCSISCSI存儲擴容FusionCompute提供了存儲擴容的類型有虛擬卷擴容和數據存儲擴容。FusionCompute支持在離線或在線狀態下對磁盤的容量擴充，對于普通磁盤，會將數據區域進行擴充，并進行寫零。對于普通延時置零磁盤，會將數據區域進行擴容，并進行空間預占。對于精簡磁盤，僅對數據區域進行擴容。數據存儲擴容使得一個數據存儲可以管理多個物理LUN空間，當需要擴容數據存儲時，可以通過添加另外的物理LUN至數據存儲或者對物理LUN進行擴容再擴容數據存儲，從而實現對數據存儲靈活地進行空間擴容，有效提高數據存儲擴展性。數據存儲擴容原理Node