VMware 虛擬化 x86

VMware虛擬化技術實作問答(上)

2012-01-18
硬體性能逐年甚至逐月地大幅提升,與電腦剛問世時相比,真是不可同日而語。為充分利用一般使用時大部分閒置的系統資源,虛擬化技術應運而生,在該項技術領域中,最廣為採用的就是VMware。本文將就VMware虛擬化技術實際應用所可能面臨的各項問題提出詳細的解決對策。

Q5:虛擬主機是否需要磁碟重組?

Windows作業系統為實體機器時,常常需要進行磁碟重組以加快磁碟I/O的存取速度,那麼虛擬主機需要嗎?

VMware採用的檔案系統為VMFS(Virtual Machine File System),如圖10所示,此檔案系統最大的兩項特色如下:

1.叢集檔案系統(Cluster File System)
在同一個儲存資源LUN(VMFS Volume)上,允許多台ESX/ESXi Host同時進行資料存取(讀取及寫入),類似於平行寫入的機制,因此選擇採用儲存設備之前,須先確認支援Multi-Thread而非Single-Thread,否則運作時會發生問題。

2.磁碟鎖定(On-Disk Locking)
雖然檔案系統可以允許多台Host同時存取,但每台虛擬主機同一時間只能被一台Host所控制,除非已啟動vMotion或HA機制,它會在啟動機制時解除虛擬主機磁碟檔案被鎖定的狀態。

▲圖10 虛擬主機檔案(黃色)、虛擬主機檔案系統(綠色)、vmdk虛擬檔案(紅色)、VMFS檔案系統(藍色)一覽表。圖片來源:VMware官方網站–VMware Fusion Blog Defragmentation

磁碟碎片(Disk Fragmentation)的產生原因是,資料寫入時並非為連續狀態,因此造成讀取時必須增加磁碟轉速來尋找這些不連續的資料,而VMFS檔案系統不會發生這樣的問題,其主要原因如下:

1. VMFS的區塊空間(Block Size)通常是連續且占用大空間,即使是不連續的區塊空間通常也相隔不遠,因此對於Disk I/O Request的動作影響不大,因此效能不會受到影響。

2. 虛擬主機檔案(Virtual Disks)通常是個非常大的單一檔案,如ESXi 5.0預設採用Thick Provisioned Virtual Disks,不像實體機器是許多零散檔案的集合,因而造成讀寫延遲(I/O Latency)的狀況,導致效能受到影響。

3. 當採用的是實體機的本機磁碟,或許還會看到些許的磁碟碎片,若採用的是SAN儲存設備,則因為磁碟陣列通常具有讀寫快取機制(I/O Cache)機制,因此幾乎不會有磁碟碎片產生。

4. 若採用的是Thin Provisioned格式,也不必擔心產生磁碟碎片,因為通常安裝好的相關檔案有許多檔案內容是不常變動的,稱為冷區塊(Cold Block)。若同類型的虛擬主機愈多時會共用這個冷區塊,而後續資料變動後所產生的資料,則稱為熱區塊(Hot Block)。

Q6:VMware Data Recovery能否備份虛擬主機?

是否可以使用VMware內建的備份工具Data Recovery(vDR)來備份所有虛擬主機?而且不管作業系統是Windows、Linux或其他種類?

VMware Data Recovery(vDR)是VMware官方以vStorage API規範所開發出來專為中小型企業使用的基本備份虛擬主機工具(圖11),屬於Disk-based的備份方式,具有簡單操作及容易部署的特性(因為它也是一台虛擬主機),支援Windows VSS(Volume Shadow Copy)備份方式,也支援簡單的重複資料刪除功能(Data De-duplication)。但是此備份工具有如下的相關功能限制:

·備份環境中必須具備vCenter Server,才可使用此備份工具。
·屬於Disk-based,因此無法使用File Level或Block Level備份方式。
·每台vDR僅能備份100台虛擬主機。
·無法運作於IPv6網路環境上。
·僅支援備份運作Windows作業系統(Windows 2000/XP/Vista/7、Windows Server 2003/2008)的虛擬主機,不支援其他作業系統,如Linux、Solaris等虛擬主機。

▲圖11 VMware Data Recovery備份還原流程圖。圖片來源:VMware官方網站—VMware Data Recovery


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