可感覺虛擬機的存儲技術很有可能是企業級存儲領域發展階段的下一大熱門技術。本文解釋了個中原委。

2013年舊金山VMworld大會的其中一個熱門話題是，存儲概念變得與虛擬化概念更加一致了。簡而言之，虛擬化技術廠商已經認識到了市場需要所謂的可感知虛擬機的存儲技術(VM-aware storage)。

一個廣泛討論的話題是虛擬卷(Virtual Volumes)。VMware虛擬卷(vVOL)是一種提議中的存儲接口，它可以提供虛擬機細粒度配置、快照和克隆等功能。雖然可感知虛擬機的存儲技術涵蓋的絕不僅僅是vVOL接口，但是VMware公司的大力投入和宣傳，恰恰表明了擁有與虛擬化更加一致的存儲系統顯得越來越重要。

可感知虛擬機的存儲技術是企業存儲領域的下一個發展階段――這是專門為虛擬化環境設計的存儲技術。IT部門和專家們達成的共識就是，虛擬化已經給存儲提出了一系列新的要求。遺留架構無力滿足這些要求，因為它們本身是為裸機工作負載帶來的傳統輸入/輸出模式而設計的。

IT部門期望虛擬化效率越來越高。正如在VMworld大會上傳達的信息那樣，存儲在阻礙大多數IT部門部署大規模的虛擬化環境，包括對輸入/輸出密集型的一級應用程序實行虛擬化，比如關鍵業務型的聯機事務處理(OLTP)工作負載。那么，一種行之有效的可感知存儲方案有什么樣的要求呢?

性能很重要

最佳的虛擬化性能需要存儲解決方案能夠應對虛擬化技術帶來的獨特挑戰。最新一代的服務器可以輕輕松松支持幾十個虛擬服務器。這些虛擬服務器個個都會生成自己的輸入/輸出數據流。因而，較之在裸機服務器上運行的應用程序帶來的輸入/輸出模式，虛擬化環境帶來的輸入/輸出模式其隨機性要強得多。這種輸入/輸出混合效應(I/O blender effect)意味著，在傳統存儲系統上，性能下降得很厲害。這進而導致IT部門推遲對輸入/輸出密集型的一級應用程序進行虛擬化，手動隔離工作負載。

雖然固態硬盤(SSD)或基于閃存的存儲可以在延遲和吞吐量方面帶來高出幾個數量級的性能，但光這種存儲技術還不是應對大規模虛擬化挑戰的解決方案。這主要是由于成本過高，固態硬盤或閃存的成本是同等容量的磁盤的5到10倍。

雖然重復數據刪除和壓縮兩項技術有利于最大限度地減小虛擬化對存儲容量的要求，光使用這些技術還無法消除閃存存儲和磁盤存儲之間的成本差距。因而，混合存儲(結合閃存和磁盤)已嶄露頭角，應對輸入/輸出混合效應帶來的種種挑戰。

你可以通過多種方式將閃存部署到混合存儲環境中。遺留存儲系統常常將閃存整合到基于磁盤的現有架構中。閃存有時被用作高速緩存或事后擴充的存儲層，繼續使用磁盤輸入/輸出作為基本數據路徑的一部分。

雖然基于閃存的讀緩存部署起來更容易，但是如果擴展到單一系統上有成百上千個虛擬機的環境，那么可持續寫性能就成問題，要是對底層的虛擬機缺乏一個全面的了解，更是困難重重。同樣，萬一出現緩沖未命中(miss)或閃存層已塞滿，使用基于閃存的存儲層也會受到基于磁盤的性能的拖累。在這個存儲層中，活動數據緩存于閃存層，定期遷移到磁盤層。

另一種新興的混合架構使用詳細、動態的虛擬機輸入/輸出分析技術。這里，所有的活動數據和元數據都保存在閃存中，只有非活動數據被轉移到歸檔磁盤。這種方法使用嵌入式重復數據刪除、壓縮和虛擬機工作集分析，讓你可以滿足閃存提出的所有輸入/輸出中99%以上的要求，可獲得很高的吞吐量，并且為讀寫操作提供了穩定一致的亞毫秒延遲時間。

如果企業想運行使用虛擬化基礎設施的一級應用程序，為虛擬化應用程序保證性能也是個問題。許多使用共享式虛擬基礎設施構建的應用程序往往帶來了一個棘手的相鄰問題。如果某一個應用程序遇到需求高峰，更拼命地動用共享資源，那么另一個應用程序的性能就會受到影響。

可感知虛擬機的存儲系統必須支持數百個虛擬機的混合工作負載，而每個虛擬機各自有獨特的輸入/輸出配置。隨著進出流量的增加或減少，可感知虛擬機的存儲系統應該分析和跟蹤每個虛擬機的輸入/輸出，在最需要一致性能的情況下提供一致性能。虛擬機服務質量(QoS)功能也應該是透明的，不需要任何手動的存儲調整。

虛擬機一致問題確實帶來了重大挑戰。不一致的虛擬機會導致輸入/輸出請求大大增加，耗用存儲陣列上的額外IOPS。隨著環境不斷擴大，而只有一個陣列支持數百個虛擬機，這種影響會不斷迅速擴大。

可感知虛擬機的存儲技術要求虛擬機自動一致。存儲系統應該動態適應虛擬機布局，并且當虛擬機在創建、遷移或克隆時，自動確保所有虛擬機一致。你應該能夠使用可感知虛擬機的存儲技術，享受性能的提升，不會出現虛擬機停機，也不需要你干預。

虛擬機數據管理

可感知虛擬機的存儲陣列應該能夠讓所有關鍵的數據管理操作在虛擬機層面進行。這有助于管理大到大規模的虛擬化環境，小到虛擬磁盤層面，采用全面的細粒度控制機制。VMware vVOL接口可借助配置、保護和克隆功能，處理這方面的一部分任務。

確保功能得到高效部署、以適應大規模環境的重任仍落在底層存儲系統的頭上。支持1000個虛擬機的可感知虛擬機的存儲解決方案必須能夠處理從數萬個到數十萬個不等的vVOL。這還考慮到了單個虛擬機、單個虛擬磁盤以及快照的多個vVOL。

提供克隆功能的傳統存儲系統可能會導致虛擬機部署、克隆和管理等操作方面的復雜性大大增加。可感知虛擬機的存儲系統需要在每個虛擬機層面有節省存儲空間的克隆操作。這就消除了遺留存儲架構的局限性，而遺留存儲架構少不了復雜的配置和管理。

可感知虛擬機的存儲要求你不斷增加快照，以支持單個虛擬機的克隆功能。為此，你可以拍取一個新的快照，也可以克隆快照。這樣一來，你可以立即創建數百個虛擬機克隆，它們都節省存儲空間，在最高性能狀態下運行。然后，你可以快速訪問、啟動及投入使用克隆的虛擬機。這有助于更高效的應用場合，比如虛擬桌面基礎設施(VDI)、開發和測試、商業智能(BI)以及數據庫測試。

可感知虛擬機的存儲技術還需要高效的虛擬機復制，即從主陣列復制到輔助陣列。虛擬機級復制讓你可以將保護策略運用到每個虛擬機，而不是運用到存儲的任意單位，比如卷或邏輯單元號(LUN)。可感知虛擬機的存儲技術還讓你可以為每個虛擬機或每組虛擬機輕松制定一項快照和復制策略。

虛擬機級復制需要將經過重復數據刪除和壓縮處理的虛擬機快照，從一個存儲系統復制到另一個存儲系統。你在網絡上唯一發送的內容就是實際的已變更數據塊或未命中數據。因而，虛擬機復制有望大幅節省廣域網資源。它還可以幫助你執行遠程克隆操作。這將使得為VDI等工作負載分發黃金映(golden image)像既高效又簡單，又能確保多站點高可用性(HA)。

由于可感知虛擬機的存儲是專門為虛擬化環境設計的，所以它需要內置的存儲智能和控制。這樣一來，你就沒必要從事低級的、與虛擬機有關的存儲配置任務。因而，考慮到平臺具有的內置存儲智能和虛擬機控制，管理任務有望實現自動化。

虛擬機性能跟蹤

傳統的存儲系統從LUN、卷或文件系統的角度提供了性能概況。它們無法單獨提供虛擬機性能概況，也無法提供洞察力，以便用戶了解虛擬機性能特點。要是不借助相關的虛擬機性能衡量尺度，就很難明白一些情況，比如新虛擬機工作負載帶來的影響。

查找性能瓶頸的根源很費時、很沮喪，有時還不確定。它需要反復收集數據、分析數據以形成假設，并測試這個假設。在大企業中，這個過程常常需要幾個人和幾個部門相互協調，通常歷時數天、甚至數周。

可感知虛擬機的存儲技術應該會讓你全面完整地了解虛擬機，包括全程跟蹤和顯示整個數據中心基礎設施的虛擬機性能。這確保你能夠獲得所需的關鍵統計數字，從而簡化排查性能問題的過程。

下一個階段

可感知虛擬機的存儲技術有望以最佳方式支持大規模虛擬化存儲要求。它會提供虛擬機性能和密度，又沒有復雜性。它還為虛擬機細粒度數據管理和自動化提供了操作和控制，還提供了全面的洞察力，以便深入了解虛擬化基礎設施，進而了解虛擬機性能特點、排查問題。

http://virtualizationreview.com/Articles/2013/10/01/Whats-So-Special--About--VMAware-Storage.aspx?Page=1