圖一：IT堆棧示意圖

虛擬機管理程序廠商為了讓虛擬機更高效的部署、運行與管理，提出了許多針對存儲的優(yōu)化技術(shù)，如VMware的VAAI、VASA、SRM等vStorage API;這些優(yōu)化技術(shù)將原先在計算側(cè)完成的存儲工作卸載到共享存儲完成，提升服務(wù)器計算能力的效率;但是虛擬機的高密度部署，給存儲帶來的多業(yè)務(wù)承載、隨機IO、更高的性能與擴展性等，是無法從計算側(cè)完成的。

華為OceanStor 18000高端存儲除了集成服務(wù)器虛擬化的優(yōu)化技術(shù)外(如VAAI、VASA、SRM等)，更是通過諸多關(guān)鍵技術(shù)提升虛擬機的部署效率、承載更多虛擬機的能力、虛擬機的運行效率、簡化虛擬環(huán)境的存儲管理等，是為虛擬化環(huán)境而構(gòu)建的企業(yè)級存儲。

快速虛擬機部署

虛擬機的應(yīng)用提升了計算資源的利用率，尤其是服務(wù)器的CPU資源;傳統(tǒng)的虛擬機部署方式是通過虛擬機 管理程序來創(chuàng)建虛擬機模板鏡像，并將其復(fù)制成多份來實現(xiàn)虛擬機的部署。這過程會消耗大量的服務(wù)器CPU資源，當(dāng)虛擬機模板所占空間大時，需要很長的拷貝時 間;如果需要部署大量的虛擬機，這種部署方式將會嚴(yán)重降低業(yè)務(wù)的部署效率。

OceanStor 18000 HyperSnap是優(yōu)化空間的快照技術(shù)，只保留變化空間的數(shù)據(jù)，大大減少快照所需要的存儲空間;HyperSnap支持每個卷/LUN多大1024個快照副本、每個系統(tǒng)多大32768個快照副本，足以應(yīng)對任何場景的需要。

OceanStor 18000 SmartThin采用寫時分配的技術(shù)來提升存儲空間利用率。創(chuàng)建LUN時如果啟用SmartThin技術(shù)，系統(tǒng)不會立即為其分配物理空間，而是在實際寫 操作時根據(jù)數(shù)據(jù)量來分配物理空間，呈現(xiàn)給主機的只是虛擬空間大小。另外，SmartThin支持空間回收功能，回收上層主機刪除數(shù)據(jù)后的物理空間，使得存 儲系統(tǒng)具備更多的可用物理空間，實現(xiàn)持續(xù)的空間精簡，如圖二所示。

圖二：SmartThin回收示意圖

UltraVR是 一款vCenter環(huán)境下的數(shù)據(jù)副本管理軟件，結(jié)合HVS HyperSnap技術(shù)，實現(xiàn)高效的虛擬機副本管理。UltraVR通過應(yīng)用感知技術(shù)來識別每個虛擬機及其存儲，探知虛擬機的IO并在需要時掛起虛擬機對 其做刷緩存操作，然后通知后端存儲實施快照，保證虛擬機的快照數(shù)據(jù)完整性;另外，UltraVR支持快照的策略管理，能自動的管理虛擬機的快照數(shù)據(jù)副本。

利用UltraVR，用戶可快速高效的部署虛擬機。首先，利用SmartThin為虛擬機創(chuàng)建精簡空間的虛擬機模板，建立“黃金鏡像”;其次，通過友好界面的UltraVR為“黃金鏡像”創(chuàng)建副本，實現(xiàn)“黃金鏡像”的快速分發(fā)。

提升虛擬機的存儲彈性

傳 統(tǒng)的RAID技術(shù)采用固定的數(shù)據(jù)盤和校驗盤來存放數(shù)據(jù)，在其上創(chuàng)建的卷/LUN的IO能力受限于固化的硬盤數(shù);同時，增加新的磁盤擴展RAID組時，需要 大量的額外數(shù)據(jù)遷移與數(shù)據(jù)校驗運算工作，擴展效率低下。由于卷/LUN的性能與擴展性有限，在大量虛擬機應(yīng)用環(huán)境下，存儲瓶頸就顯得尤為突出。

OceanStor 18000高端存儲采用塊級虛擬化技術(shù)，將磁盤切割成MB的Chunk塊大小，以Chunk為粒度管理硬盤，并在Chunk上構(gòu)建RAID級別屬性;以這種方式構(gòu)建 的存儲池，可不受限于固化數(shù)量的硬盤數(shù)，單個存儲池可了跨整個存儲系統(tǒng)的所有硬盤，這就意味著卷/LUN可享受所有硬盤的IO能力，從而大大提升卷 /LUN的IO能力。更多的硬盤IO服務(wù)于單個卷/LUN，能有效地提升LUN上多個虛擬機的IO比并發(fā)訪問能力，使得HVS 卷/LUN特別適合高密度虛擬機部署的場景，如圖三所示。

另外，當(dāng)存儲池需要擴容時，只需向存儲池添加硬盤，系統(tǒng)會自動根據(jù)所設(shè)置的RAID級別屬性，利用新的Chunk組成的RAID空間往存儲池中增加空間，無需額外的數(shù)據(jù)遷移與數(shù)據(jù)校驗工作，存儲池及LUN的擴展效率極高。

自動優(yōu)化性能

OceanStor 18000 SmartTier技術(shù)，充分結(jié)合SSD高性能與NL SAS大容量的特點，自動將訪問頻率高的熱點數(shù)據(jù)遷移到SSD盤、訪問頻率低的冷數(shù)據(jù)存放到NL SAS盤上，實現(xiàn)業(yè)務(wù)對高性能的訴求與成本約束的平衡。OceanStor 18000高端存儲支持SSD/SAS/NL SAS三種硬盤的混插并實現(xiàn)三層動態(tài)分級存儲，滿足業(yè)務(wù)對高性能與大容量的追求，又能兼顧成本效益的訴求。對于高密度虛擬機部署的環(huán) 境，SmartTier通過動態(tài)的調(diào)整數(shù)據(jù)所處的存儲層，提升卷/LUN的性能，滿足多業(yè)務(wù)承載時苛刻的性能要求，如圖四所示。

圖四：SmartTier示意圖

OceanStor 18000 SmartQoS技術(shù)，通過設(shè)置LUN獲取端口、CPU等資源的優(yōu)先級，限制低優(yōu)先級的應(yīng)用程序過渡搶占資源，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)及時獲取到存儲資源而實現(xiàn)其性 能目標(biāo)。在虛擬化環(huán)境下，由于業(yè)務(wù)部署密度更高，多業(yè)務(wù)承載于同一個存儲系統(tǒng)時，SmartQoS技術(shù)能有效地保證關(guān)鍵虛擬機的性能目標(biāo)，如圖五所示。

圖五：SmartQoS示意圖

大 家都知道，緩存是存儲系統(tǒng)的關(guān)鍵資源，緩存的利用狀況直接影響存儲的IO能力。SmartQoS通過優(yōu)先級控制卷/LUN訪問資源的順序，但并不能保證關(guān) 鍵業(yè)務(wù)的緩存資源。HVS SmartPatition技術(shù)通過動態(tài)的共享緩存分區(qū)特點來保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的緩存資源，確保核心業(yè)務(wù)的服務(wù)級別水平。在高度虛擬化的環(huán)境，用戶只需對關(guān)鍵 虛擬機的卷/LUN設(shè)置其緩存資源目標(biāo)，OceanStor 18000高端存儲系統(tǒng)會自動預(yù)留緩存資源，通過隔離緩存資源，避免非關(guān)鍵業(yè)務(wù)惡意的競爭緩存資源，從而確保關(guān)鍵業(yè)務(wù) 獲取到足夠的緩存資源而實現(xiàn)其服務(wù)級別水平。

虛擬化環(huán)境端到端的存儲管理

傳統(tǒng)的存儲資源管理軟件通過 主 機 代理來獲取主機的信息，然后繪制從應(yīng)用到主機到網(wǎng)絡(luò)再到存儲的端到端可視性;在虛擬化環(huán)境下，虛擬機的出現(xiàn)給IT軟件堆棧增加了更多的層次，如虛擬卷、虛 擬端口等;同時，虛擬機的高級特性(如HA 、遷移)使得虛擬機與存儲的映射關(guān)系更加動態(tài)化;另外，主機代理會消耗過多的主機資源并且?guī)戆惭b部署、升級維護等難題。因此，虛擬化環(huán)境下，存儲管理更 加復(fù)雜。

圖六：InfraControl示意圖

華為InfraControl采用agentless技術(shù)， 從虛擬機管理程序獲取虛擬機及其存儲信息，建立從虛擬機到虛擬卷、虛擬端口到物理機及端口、網(wǎng)絡(luò)交換再到存儲的端到端映射視圖，監(jiān)控映射關(guān)系中每層對象的 性能與容量變化，并為每層對象設(shè)置監(jiān)控策略、記錄每層對象的變更，實現(xiàn)主動的存儲管理，如圖六所示。

總結(jié)

由于虛擬化將業(yè)務(wù)進行了集中，所使用的存儲系統(tǒng)一旦發(fā)生故障必將影響更多的業(yè)務(wù)，所以要求存儲系統(tǒng)是安全可信的;虛擬化業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)部署、業(yè)務(wù)擴展、性能優(yōu)化上具有非常高的要求，作為一款適用于虛擬化環(huán)境的存儲系統(tǒng)必須具有彈性高效的特性來滿足虛擬化環(huán)境的苛刻要求。

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