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宏杉科技解析VVOL功能的存储“全武功”
发布时间:2017-12-08



  2017年9月,宏杉科技全线存储产品历经多达299项的严格测试,全部通过VMware的VVOL认证,成为国内仅有的全线产品全部通过VVOL认证的专业存储厂商。


VVOL自推出以来,主流存储厂商都在全力认证,可以说VVOL已经成为存储在VMware环境下,最为重要的适用标准之一,那么为什么业界都认为VVOL才是基于VMware应用的存储“全武功”呢?VAAI和VASA不是已经解决了很多问题吗?

提问:不是已经有VAAI和VASA了吗?为什么还要VVOL?

核心问题:VMDK文件与存储LUN的脱节

宏杉解析:首先,虚拟化环境对存储的需求与传统业务有很大的区别,绝大多数情况,虚拟机是建立在共享存储上的,特别是虚拟化提供的主要特性,如vMotion,HA,Storage vMotion、FT这类涉及迁移的功能,对共享存储的依赖是不可避免的;其次,在虚拟机数量巨大的大型虚拟化环境下,需要虚拟机快照、复制等高级特性应用时,为了不影响虚拟化主机的性能,通常希望能够通过共享存储的相关功能,实现批量虚拟机进行。因此,大型的VMware环境下虚拟机的存储空间管理和存储性能调优,往往成为很大的问题。

其实,在VVOL之前,VMware和各主流存储厂商已经推出了相关的协议或者解决方案,以促进双方的应用适应性和调优。大家耳熟能详的VMware存储协议主要两个:VAAI(vStorageAPIs for Array Integration)和VASA协议(VMWare vSphere Storage API - Storage Awareness),两个协议在VMware环境下实现的重要存储功能是:前者是通过存储系统提供API对接虚拟机的存储应用,达到性能调优的目的,后者是增加了vCenter自动感知物理存储设备,提供了具体的管理界面。可以说存储厂商和VMwaer都是竭尽全力,但最终都发现了解决不了的核心问题——VMDK与存储脱节。

这如何理解呢?如上图所示,最直白的讲法就是:实际应用是把多个虚拟机实体的VMDK文件,放在一个存储的LUN上,但VMDK不知道存储LUN的存在,同时,存储LUN的管理也顾不上每个VMDK文件的忙与闲,最终结果是性能调优和资源管理往往无从下手,而VVOL的本质上就是能让存储感知到虚拟LUN(对应VMDK)的存在。

VVOL是最佳的虚拟机存储“全武功”吗?

解决方案:VVOL与宏杉存储的高级特性相结合,虚拟机直接拥有存储的“全武功”

宏杉解析:将虚拟机的VMDK和存储LUN管理紧耦合的解决方法就是让存储知道虚拟机的存在,并在存储级实现虚拟机对VMDK的所有操作(快照,克隆,策略等)。这里引入的虚拟卷VVOL(virtual volume),是架设在虚拟机和存储之间的一座桥,让虚拟机成为存储管理和存储高级功能策略的基本单元。

从宏杉的角度来看,VVOL类似于存储池中划分出的LUN,通过宏杉的ODSP系统将操作和策略配置都绑在VVOL上。而VMware角度里看到的虚拟卷就是一个VMDK,一个快照或者一个配置文件,现有虚拟架构和操作流程无需任何改变。虚拟卷能够感知虚拟机的数据操作,并将其转发给存储执行。

具体实现的方式又引入几个概念:

· Storage Container(SC):ESXi中看到的虚拟存储池。背后可跨多个不同类型,不同厂商的存储设备,提供虚拟资源管理,访问控制等功能。

· Protocol Endpoint(PE):处理虚拟机IO的组件。每个存储设备对应一个PE,虚拟机的IO发到PE,由PE定向到对应的VVOL。

· Storage Provider(SP):实现vCenter和存储设备间的通信。

VMware提供标准接口,由存储厂商在存储端实现,使用VASA(VMware vStorage APIs forStorage Awareness )接口与vCenter间建立存储配置通道。VVOL之前,VASA信息流是单向的,存储只是将信息(磁盘类型,数据功能)提供给vCenter,而VVOL实现了双向通信,vCenter可以将虚拟机对存储的需求推送到存储设备。

最终的结果如上图:虚拟机的划分同时完成相关存储卷的分配,一个虚拟机由一个或若干个VVOL组成,每个配置文件及VMDK都是一个VVOL,存储在某个存储设备上,虚拟机与存储设备之间由上述三个核心组件组成,由上至下,共同支撑实现了VVOL操作流程,整个过程VMware只提起相关的需求,具体执行有宏杉存储完成,并且宏杉存储的快照、复制、自动精简配置等高级特性,可以按照明确的虚拟机与VVOL对应关系进行,这样做就全面解决了VMDK文件与存储LUN的脱节的根本问题,举个例子:VVOL的方式就完全避免了LUN上的一个虚机启动快照或复制策略,LUN上的其他虚拟机也必须跟着执行的问题。

宏杉科技的存储与VVOL相结合,实现了存储LUN管理和虚拟机对应管理的紧耦合,同时,实现了存储高级特性功能:快照、复制等特性与对应虚拟机的无缝对接,最终实现了VMware环境下的存储“全武功”。



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