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常见的存储虚拟化技术(HCIE云方向)(一)

简介: 常见的存储虚拟化技术(HCIE云方向)(一)
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一、存储资源



概念:谁为云计算中的服务器提供存储空间,谁就是存储资源


比如说:ipsan、fcsan、nas、fusionstorage

(1)需要管理员手动添加(FCSAN不同添加)

(2)存储资源添加上来之后可以关联主机(该存储资源后续的空间只有这些主机可以扫描到并使用)


操作:


(1)添加存储接口(保障与存储互通)

(2)添加存储资源

资源池—存储—存储资源下

(3)关联主机(可以选择关联所有主机也可以关联部分主机)


二、存储设备



存储资源上划分过来的相应大小的逻辑存储空间,比如说IPSAN—LUN ; FCSAN—LUN; NAS–共享目录;Fusionstorage—存储池;本地硬盘

注意:


(1)一个存储资源可以创建多个存储设备

(2)一个存储设备可以挂载给多个主机(共享存储)

(3)一个主机也可以挂载多个存储设备

操作:前提是存储工程师已经在存储侧配置完成

(1)扫描存储设备(每个主机都能扫描到各自的存储设备,也能扫描到共享的存储设备)


三、数据存储



存储设备多种多样,使用方式也是有差异的,所以云计算平台为了提供统一的使用接口,在存储设备之上添加一个逻辑层,屏蔽底层存储设备的差异,对上提供统一存储使用方式,该过程就是存储设备转换成数据存储


3.1数据存储的使用方式


(1)虚拟化数据存储

在存储设备的基础上进行格式转换并格式化创建文件系统(虚拟化的本地硬盘----EXT4 虚拟化的san存储----VIMS NAS—NFS)


注意:


优点—可以支持高级特性,比如创建在该数据存储上的虚拟机可以支持快照、磁盘扩容、链接克隆、精简磁盘等

缺点—读写性能没有非虚拟化高(因为有空间寻址的过程)


(2)非虚拟化数据存储

在存储设备的基础上进行格式转换,不创建文件系统。----该方式目前6.3平面lun、共享目录、本地硬盘这些存储设备不支持该类型数据存储


注意:


优点—读写性能高(空间连续分配,无寻址问题)


缺点—不支持存储的高级特性


(3)裸设备映射

是将SAN存储的物理LUN直接作为磁盘绑定给业务虚拟机,使SAN存储具有更高的性能。该类型的数据存储只能整块当做裸设备映射的磁盘使用,不可分割,因此只能创建与数据存储同等容量的磁盘,且不支持虚拟化存储的高级功能。


适用于:对于读写性能要求高的场景,一般用在数据库rac场景。


存储资源----对应的存储设备-----可以支持的数据存储类型

a、IPSAN、FCSAN—lun----虚拟化、裸设备映射

b、本地硬盘-------本地硬盘-----虚拟化

c、NAS----共享目录----虚拟化


四、磁盘



4.1 磁盘类型


(1)普通磁盘

该类型磁盘只能挂载给一个虚拟机使用


(2)共享磁盘

该类型磁盘可以挂载给多个虚拟机共同使用


4.2 磁盘的配置模式


(1)普通磁盘

根据磁盘容量为磁盘分配空间,在创建过程中会将物理设备上保留的数据置零。这种格式的磁盘性能要优于其他两种磁盘格式,但创建这种格式的磁盘所需的时间可能会比创建其他类型的磁盘长。

建议系统盘使用该模式。


(2)普通延迟置零

根据磁盘容量为磁盘分配空间,创建时不会擦除物理设备上保留的任何数据,但后续从虚拟机首次执行写操作时会按需要将其置零。创建速度比“普通”模式快;IO性能介于“普通”和“精简”两种模式之间。


(3)精简磁盘

用多少分多少空间,随着用户写入数据的增加,使用的空间逐渐膨胀,该类型磁盘可以有效减少已分配但是未使用的空间大小,减少浪费。边写入边分配边置零,读写性能最差

读写性能由高到底:普通》延迟置零》精简


精简磁盘只分不回收


(4)差分磁盘

差分磁盘必须基于一个已有的父磁盘文件来创建,它只记录对与父磁盘差异的数据,包括数据的增改,差分磁盘不能脱离父卷


常用于快照技术,链接克隆。能够保护父磁盘


[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cFlCjnGk-1628857075562)(C:\Users\Jack\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210813111125885.png)]


4.3 磁盘模式


(1)从属

对该虚拟机打快照时包含该磁盘,数据永久写入该磁盘


(2)独立-持久

对该虚拟机打快照时不包含该磁盘,数据永久写入该磁盘,不会随着虚拟机关机而数据丢失


(3)独立-非持久

对该虚拟机打快照时不包含该磁盘,写入该磁盘的数据会随虚拟机关机而消失。


a、虚拟化本地硬盘----磁盘类型:普通、共享

磁盘配置模式:普通、精简、延迟置零

磁盘模式:从属、独立-持久、独立-非持久


b、虚拟化san存储----磁盘类型:普通、共享

磁盘配置模式:普通、精简、延迟置零

磁盘模式:从属、独立-持久、独立-非持久


c、nas存储—磁盘类型:普通、共享

磁盘配置模式:普通、精简

磁盘模式:从属、独立-持久、独立-非持久


五、快照



FC平台VM基于ROW技术实现快照


1)快照原理


虚拟机打快照用的是差分快照技术,差分快照有两种技术row和cow


1、COW(写时拷贝)


[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-J2gGqEtk-1628857075573)(C:\Users\Jack\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210813123245935.png)]


COW技术,快照被激活时,会创建映射表记录数据映射关系


当写入新数据的时候,先将老数据写入资源空间在写入新数据


写性能较差


读性能高


2、ROW(写时重定向)


[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-48WRqrk3-1628857075577)(E:\Typora\Image\image-20210813124622508.png)]


用户在T0时刻打快照,那么这个卷就变成了只快照,然后再它的基础上生成一个差分磁盘文件,用户写入数据不会再写入原磁盘而是写入差分磁盘文件中,这能大大提高写的效率。


读数据的时候则是先从差分文件里读,读不到再去原磁盘读


打的快照越多,性能越低


快照回滚时,会删除原差分磁盘文件,再回滚的磁盘文件再生成一个新的差分磁盘文件


2)快照类型:


1、普通快照

快照会保存磁盘当前数据。


2、内存快照

快照创建时会保存虚拟机当前内存中的数据。


3、一致性快照

快照创建时会将虚拟机当前未保存的缓存数据先保存,再创建快照。


3)创建快照、回滚快照、删除快照


4)不支持快照的情况


a、当数据存储类型为“虚拟化本地硬盘”、“虚拟化SAN存储”、“NAS存储”或“FusionStorage Block”,且磁盘类型为“共享”时,该磁盘不支持创建快照,默认“独立-持久”。


b、“独立-持久”或“独立-非持久”,则对虚拟机创建快照时,不对该磁盘的数据进行快照。


c、一台VM一旦存在共享类磁盘,整台VM不支持打快照


5)内存快照相关


a、虚拟机状态为运行中时,若创建内存快照,快照会保留虚拟机的实时状况;若不创建内存快照,则快照中磁盘数据可能不一致。

b、内存快照要求:虚拟机没有绑定共享磁盘。

虚拟机中的磁盘均支持快照。

c、一台主机只能同时创建一个内存快照。

d、当虚拟机系统盘数据存储类型为NAS存储时,不支持创建内存快照。

e、休眠状态时,默认生成内存快照;

f、当对光驱、软驱设备进行读写操作时创建内存快照,则在快照恢复虚拟机时可能导致数据恢复不完全。

g、当虚拟机在进行如热迁移、在线增加CPU、重启或关机,不能进行虚拟机内存快照创建操作。


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