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虚拟机数据恢复技术之VMFS文件系统

数据分析 作者:lunar2000 时间:2012-12-17 13:18:00 0 删除 编辑

VMware Virtual Machine File System (VMFS )是一种高性能的群集文件系统,它使虚拟化技术的应用超出了单个系统的限制。VMFS的设计、构建和优化针对虚拟服务器环境,可让多个虚拟机共同访问一个整合的群集式存储池,从而显著提高了资源利用率。VMFS 是跨越多个服务器实现虚拟化的基础,它可启用VMware VmotionTM 、Distributed Resource Scheduler 和 VMware High Availability 等各种服务。 VMFS 还能显著减少管理开销,它提供了一种高效的虚拟化管理层,特别适合大型企业数据中心。采用 VMFS 可实现资源共享,使管理员轻松地从更高效率和存储利用率中直接获益。

方法/步骤

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    VMFS 的特性


      确保 VMFS 适用于虚拟环境的技术特性包括:

      具有分层目录结构的自动文件系统

      针对群集环境中的虚拟机进行优化

      锁定管理和分布式逻辑卷管理

      跨越多个存储盘区,动态扩展数据存储区

      具有日志记录的群集式文件系统可迅速恢复

      将整个虚拟机状态封装在单个目录中


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    VMFS 的优势

      作为虚拟机(VM )环境的智能化和自动化存储接口,VMFS 提供了自动的群集文件系统功能和智能的群集卷管理功能。VMFS 所具有的大量优点使其特别适合作为虚拟环境中的群集文件系统。

      支持可确保应用程序服务级别的独特功能

      传统文件系统在给定时间只允许一台服务器读写同一文件,而 VMware vStorage VMFS 是一种集群文件系统,它利用共享存储来允许多个 VMware ESX 实例同时读写相同存储位置。VMware vStorage VMFS 允许您:

      在一个中心位置高效存储整个虚拟机状态,从而极大地简化虚拟机的部署和管理。支持独特的基于虚拟化的功能,例如,将正在运行的虚拟机从一台物理服务器实时迁移到另一台服务器、自动在单独的物理服务器上重启发生故障的虚拟机,以及跨不同物理服务器建立虚拟机集群等等。

      无缝管理虚拟机存储 

      通过动态控制虚拟存储卷,即使要处理大量数据的应用程序也能实现接近本机 SCSI 的虚拟磁盘性能。

      支持多个 VMware ESX 安装对同一个存储位置执行并发读写操作。无需中断其他 VMware ESX 主机,即可在 VMware vStorage VMFS 卷中添加或删除某个 VMware ESX 服务器。无需依赖存储管理员即可创建新的虚拟机。可对不断增长的文件调整自适应数据块大小和寻址,以便动态增加 vStorage VMFS 卷的大小。自动发现 LUN 并将其映射到某个 VMware vStorage VMFS 卷,从而简化存储管理。用可调整的卷、磁盘、文件和块大小优化虚拟机 I/O。利用分布式日志在服务器发生故障时更快、更可靠地恢复虚拟机。所有VMware Infrastructure 版本都包括 VMware vStorage VMFS 集群文件系统。

      简化灾难恢复

      由于 VMFS 将一个虚拟机的文件存储在单个子目录中,因此灾难恢复、测试和克隆等过程都极大地简化了。在发生灾难时,可以远程镜像虚拟机的完整状态,从而很容易将其恢复。通过自动处理虚拟机文件,VMFS 可以封装整个虚拟机,因而很容易成为灾难恢复(DR )解决方案的一部分。


  3. 3

    VMFS和zone

      因为VMFS不是通过磁盘访问权限管理的方式做协调的,所以对于格式化成VMFS系统的卷,可以跨管理zone完成大量任务。每个被管理zone内可以是一台单独的ESXi主机(完全独立,没有被vCenter管理,也无需购买软件许可),可以是被vCenter管理下的ESX或ESXi主机,甚至是两者的混合。VMFS支持把一个LUN(logical unit number)和多个vCenter Servers管理下的ESX 或ESXi主机划分到一个zone当中去。这种管理的方式下,使得我们可以轻松跨越多个被管理的zone实现虚拟机的迁移,因为您既不需要VMware Converter的支持,也不需要缓慢而复杂的Virtual Machine Disk (VMDK)文件的支持。

      需要提醒的是这种兼容方式并不是仅仅VMFS具备。下图显示了一个独立的LUN如何在VMFS文件系统下跨越多个被管理的zone。


  4. 4

    这种配置方式适用于需要跨被管理zone实现访问并且不需购买额外软件许可的应用环境。而且,通过避免为一些不需要高级功能的主机购买额外的vCenter许可软件费用,可以节省大笔的费用。只有当现实环境马上就要超出管理能力,确实有需求时才去购买那些高级功能配置许可。在一个集群中,没有购买许可的ESXi主机,无法使用VMotion、VMware High Availability、Distributed Resource Scheduler和其他的一些高级功能,但是其他的ESX和ESXi主机则可以使用这些高级功能。

  5. 5

    VMFS卷的组成

      组成VMFS卷的文件跟其他文件系统中的情况比起来差别非常的大,一个LUN通常是由一些非常大的文件和另外一些非常小的文件共同构成。这些非常大的文件有虚拟硬盘文件.VMDK,虚拟硬盘的快照文件和内存交换文件。小的文件包含虚拟机的日志文件、配置文件或者是虚拟机BIOS文件。

      VMFS卷的组成特性源于VMFS的两级架构:文件数据块和子系统数据块。文件数据块是在卷创建时根据需要选择的,通用有1 MB、2MB、4MB或8MB的块大小。建议您一定要参考一下Eric Siebert的文章block size selection when formatting a VMFS-3 volume来了解更多关于文件块的问题。子文件数据块是在文件系统内再进一步划分更小的块,通过多个非常小的块划分的方式来减少内部碎片的产生。

      在通常情况下,如果VMFS卷被格式化成1MB大小的块,然后再划分多个64KB的小块用于满足小文件的存储需求。这样每个VMFS-3的卷将存在多个由主块分割出来的64KB大小的块。下图演示了这种情况:

      大的块划分可以有效减少存储大文件时的碎片,通过小的块划分可以减少小文件存储时的碎片。这种实现方式直接导致了虚拟机卷组成的特殊情况:包含许多非常大的文件和许多非常小的文件。这里我们也可以很清楚地理解,这种混合大小块的编制有效保证了VMFS更好地工作。在这种情况下,我们可以把VMFS-3卷划分成8MB的块单元,然后划分小文件所使用的小的子块,实现对系统的优化。


    END

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