可感觉虚拟机的存储技术很有可能是企业级存储领域发展阶段的下一大热门技术。本文解释了个中原委。

2013年旧金山VMworld大会的其中一个热门话题是，存储概念变得与虚拟化概念更加一致了。简而言之，虚拟化技术厂商已经认识到了市场需要所谓的可感知虚拟机的存储技术(VM-aware storage)。

一个广泛讨论的话题是虚拟卷(Virtual Volumes)。VMware虚拟卷(vVOL)是一种提议中的存储接口，它可以提供虚拟机细粒度配置、快照和克隆等功能。虽然可感知虚拟机的存储技术涵盖的绝不仅仅是vVOL接口，但是VMware公司的大力投入和宣传，恰恰表明了拥有与虚拟化更加一致的存储系统显得越来越重要。

可感知虚拟机的存储技术是企业存储领域的下一个发展阶段??这是专门为虚拟化环境设计的存储技术。IT部门和专家们达成的共识就是，虚拟化已经给存储提出了一系列新的要求。遗留架构无力满足这些要求，因为它们本身是为裸机工作负载带来的传统输入/输出模式而设计的。

IT部门期望虚拟化效率越来越高。正如在VMworld大会上传达的信息那样，存储在阻碍大多数IT部门部署大规模的虚拟化环境，包括对输入/输出密集型的一级应用程序实行虚拟化，比如关键业务型的联机事务处理(OLTP)工作负载。那么，一种行之有效的可感知存储方案有什么样的要求呢?

性能很重要

最佳的虚拟化性能需要存储解决方案能够应对虚拟化技术带来的独特挑战。最新一代的服务器可以轻轻松松支持几十个虚拟服务器。这些虚拟服务器个个都会生成自己的输入/输出数据流。因而，较之在裸机服务器上运行的应用程序带来的输入/输出模式，虚拟化环境带来的输入/输出模式其随机性要强得多。这种输入/输出混合效应(I/O blender effect)意味着，在传统存储系统上，性能下降得很厉害。这进而导致IT部门推迟对输入/输出密集型的一级应用程序进行虚拟化，手动隔离工作负载。

虽然固态硬盘(SSD)或基于闪存的存储可以在延迟和吞吐量方面带来高出几个数量级的性能，但光这种存储技术还不是应对大规模虚拟化挑战的解决方案。这主要是由于成本过高，固态硬盘或闪存的成本是同等容量的磁盘的5到10倍。

虽然重复数据删除和压缩两项技术有利于最大限度地减小虚拟化对存储容量的要求，光使用这些技术还无法消除闪存存储和磁盘存储之间的成本差距。因而，混合存储(结合闪存和磁盘)已崭露头角，应对输入/输出混合效应带来的种种挑战。

你可以通过多种方式将闪存部署到混合存储环境中。遗留存储系统常常将闪存整合到基于磁盘的现有架构中。闪存有时被用作高速缓存或事后扩充的存储层，继续使用磁盘输入/输出作为基本数据路径的一部分。

虽然基于闪存的读缓存部署起来更容易，但是如果扩展到单一系统上有成百上千个虚拟机的环境，那么可持续写性能就成问题，要是对底层的虚拟机缺乏一个全面的了解，更是困难重重。同样，万一出现缓冲未命中(miss)或闪存层已塞满，使用基于闪存的存储层也会受到基于磁盘的性能的拖累。在这个存储层中，活动数据缓存于闪存层，定期迁移到磁盘层。

另一种新兴的混合架构使用详细、动态的虚拟机输入/输出分析技术。这里，所有的活动数据和元数据都保存在闪存中，只有非活动数据被转移到归档磁盘。这种方法使用嵌入式重复数据删除、压缩和虚拟机工作集分析，让你可以满足闪存提出的所有输入/输出中99%以上的要求，可获得很高的吞吐量，并且为读写操作提供了稳定一致的亚毫秒延迟时间。

如果企业想运行使用虚拟化基础设施的一级应用程序，为虚拟化应用程序保证性能也是个问题。许多使用共享式虚拟基础设施构建的应用程序往往带来了一个棘手的相邻问题。如果某一个应用程序遇到需求高峰，更拼命地动用共享资源，那么另一个应用程序的性能就会受到影响。

可感知虚拟机的存储系统必须支持数百个虚拟机的混合工作负载，而每个虚拟机各自有独特的输入/输出配置。随着进出流量的增加或减少，可感知虚拟机的存储系统应该分析和跟踪每个虚拟机的输入/输出，在最需要一致性能的情况下提供一致性能。虚拟机服务质量(QoS)功能也应该是透明的，不需要任何手动的存储调整。

虚拟机一致问题确实带来了重大挑战。不一致的虚拟机会导致输入/输出请求大大增加，耗用存储阵列上的额外IOPS。随着环境不断扩大，而只有一个阵列支持数百个虚拟机，这种影响会不断迅速扩大。

可感知虚拟机的存储技术要求虚拟机自动一致。存储系统应该动态适应虚拟机布局，并且当虚拟机在创建、迁移或克隆时，自动确保所有虚拟机一致。你应该能够使用可感知虚拟机的存储技术，享受性能的提升，不会出现虚拟机停机，也不需要你干预。

虚拟机数据管理

可感知虚拟机的存储阵列应该能够让所有关键的数据管理操作在虚拟机层面进行。这有助于管理大到大规模的虚拟化环境，小到虚拟磁盘层面，采用全面的细粒度控制机制。VMware vVOL接口可借助配置、保护和克隆功能，处理这方面的一部分任务。

确保功能得到高效部署、以适应大规模环境的重任仍落在底层存储系统的头上。支持1000个虚拟机的可感知虚拟机的存储解决方案必须能够处理从数万个到数十万个不等的vVOL。这还考虑到了单个虚拟机、单个虚拟磁盘以及快照的多个vVOL。

提供克隆功能的传统存储系统可能会导致虚拟机部署、克隆和管理等操作方面的复杂性大大增加。可感知虚拟机的存储系统需要在每个虚拟机层面有节省存储空间的克隆操作。这就消除了遗留存储架构的局限性，而遗留存储架构少不了复杂的配置和管理。

可感知虚拟机的存储要求你不断增加快照，以支持单个虚拟机的克隆功能。为此，你可以拍取一个新的快照，也可以克隆快照。这样一来，你可以立即创建数百个虚拟机克隆，它们都节省存储空间，在最高性能状态下运行。然后，你可以快速访问、启动及投入使用克隆的虚拟机。这有助于更高效的应用场合，比如虚拟桌面基础设施(VDI)、开发和测试、商业智能(BI)以及数据库测试。

可感知虚拟机的存储技术还需要高效的虚拟机复制，即从主阵列复制到辅助阵列。虚拟机级复制让你可以将保护策略运用到每个虚拟机，而不是运用到存储的任意单位，比如卷或逻辑单元号(LUN)。可感知虚拟机的存储技术还让你可以为每个虚拟机或每组虚拟机轻松制定一项快照和复制策略。

虚拟机级复制需要将经过重复数据删除和压缩处理的虚拟机快照，从一个存储系统复制到另一个存储系统。你在网络上唯一发送的内容就是实际的已变更数据块或未命中数据。因而，虚拟机复制有望大幅节省广域网资源。它还可以帮助你执行远程克隆操作。这将使得为VDI等工作负载分发黄金映(golden image)像既高效又简单，又能确保多站点高可用性(HA)。

由于可感知虚拟机的存储是专门为虚拟化环境设计的，所以它需要内置的存储智能和控制。这样一来，你就没必要从事低级的、与虚拟机有关的存储配置任务。因而，考虑到平台具有的内置存储智能和虚拟机控制，管理任务有望实现自动化。

虚拟机性能跟踪

传统的存储系统从LUN、卷或文件系统的角度提供了性能概况。它们无法单独提供虚拟机性能概况，也无法提供洞察力，以便用户了解虚拟机性能特点。要是不借助相关的虚拟机性能衡量尺度，就很难明白一些情况，比如新虚拟机工作负载带来的影响。

查找性能瓶颈的根源很费时、很沮丧，有时还不确定。它需要反复收集数据、分析数据以形成假设，并测试这个假设。在大企业中，这个过程常常需要几个人和几个部门相互协调，通常历时数天、甚至数周。

可感知虚拟机的存储技术应该会让你全面完整地了解虚拟机，包括全程跟踪和显示整个数据中心基础设施的虚拟机性能。这确保你能够获得所需的关键统计数字，从而简化排查性能问题的过程。

下一个阶段

可感知虚拟机的存储技术有望以最佳方式支持大规模虚拟化存储要求。它会提供虚拟机性能和密度，又没有复杂性。它还为虚拟机细粒度数据管理和自动化提供了操作和控制，还提供了全面的洞察力，以便深入了解虚拟化基础设施，进而了解虚拟机性能特点、排查问题。

来源：51cto.com