在虚拟机环境中存储管理的五要素

通过本文您将了解到：虚拟机环境下的数据管理对于许多数据存储经理来说都是具有挑战性的。虚拟服务器和虚拟台式机的比率不同往往会为后端的存储设备造成性能上的瓶颈。本文将介绍的五要素将会很好的帮助用户管理好虚拟机。

虚拟服务器和桌面虚拟化的问世大大帮助了用户来管理数据，不仅节约能源而且减少了物理设备的使用。然而，企业级数据存储经理场外会需要虚拟机中数据管理的问题。服务器虚拟化会将许多台服务器连接到有限的几台存储设备上，这样做的好处显而易见，却会造成存储资源竞争的瓶颈问题。桌面虚拟化也会因为共享同一个主机而造成资源分配的问题。因此，如何能有效的管理虚拟机往往是存储管理员、桌面系统管理员以及服务器管理员多方面的努力。为了能帮助数据存储专家们能解决这些很具有挑战性的问题，我们选择了和管理虚拟机环境下存储设备的如下五个方面的话题。

要素1：需要了解存储的负载。对桌面虚拟机和服务器虚拟机而言，它们的存储负载可能是完全不一样的。如果用户将虚拟机任意放在主机上而不去考虑其磁盘的I/O使用情况，带来的结果可能是很快的就遇到了资源瓶颈问题。

为了能避免这个问题，用户需要对寄放在主机上虚拟机有一个基本的了解，计算一下其上的应用大概会产生多大的负载。与此同时，高磁盘I/O的虚拟机需要在物理主机和数据资源之间平衡。如果一台物理主机上有太多高I/O的虚拟机可能会对这台主机上的存储控制器造成很大的压力。此外，如果有太多的高I/O的虚拟机同时访问一个存储系统或者LUN也会造成性能上的瓶颈。因此，即使你对虚拟机磁盘的I/O情况有了一个大概的了解，你仍然需要使用性能监控工具来发现更为深入的问题，例如像平均压力或者峰值等。

此外，需要记住的是虚拟机可能并不在同一个主机上。虚拟机相比物理机而言有着更高的灵活性，它们可以迁移到别的物理机上去。比如说，我们将一组Exchange邮件服务器放置到同一台物理主机上是一件相当危险的行为。带来的危害是可能让整个磁盘子系统宕机。

许多存储管理人员们都使用VMware分布式资源调度工具（VMware DRS）来平衡不同主机上的资源负载情况，但使用的时候需要非常的小心。因为在做均衡操作的时候仅仅是依据CPU和内存的使用情况来计算的，而并不是依据虚拟机磁盘的I/O情况。假如您使用的确实是VMware的DRS工具，需要确保的是在不同的物理主机上对特定的虚拟机使用不同的监测方法。

要素2：避免较高的I/O负载。一些特定的情况下，几台虚拟机就可以产生较高的I/O负载，带来的结果是物理资源的激烈竞争，用户会感觉系统响应变得非常慢。对于虚拟桌面系统来说，这可由特定时间的事件产生，比如说每天早上所有的虚拟桌面系统几乎同时打开，这也被誉为“启动风暴”。这种事件的发生往往也是无法避免的，但是还有一些可以用于应对此类事件的方法，比如说增加像NetApp性能加速模块（PAM）这样的缓存控制器到现有的存储设备中，或者使用自动层级技术，在这种技术的帮助下，一旦遇到较高的I/O请求，系统会自动使用像固态硬盘（SSD）这样的更快的存储介质。

另外的一种情况，比如说像虚拟机备份窗口以及计划好的虚拟机日常维护， 或者打补丁，这些都是可被控制的。在拥有同一个宿主主机的多个虚拟机上同时并发多个备份任务会带来较高的磁盘I/O负载，这样会影响虚拟机在主机或者数据仓储中的性能表现。尽可能的将备份安排在交错的时间和设备里，这样同时在一台主机或者同一个物理存储上发生并行备份的机会会比较小。

作为用户，我们还建议您在选择备份应用的时候，选择那些不会通过直接访问虚拟机数据仓储来备份虚拟机磁盘的备份工具。一些特定的虚拟机磁盘到磁盘的备份产品可以大大简短备份窗口并且将磁盘备份的数据倒到磁带上，而不影响主机或者虚拟机的资源调配。对于那些计划好的日常维护，比如像打补丁或者磁盘扫描，需要将其设置为随机状态或者将不同虚拟机的日程安排错列在某一个特定的时间段里。在做文件系统碎片整理的时候也需要格外小心，对后端存储而言，磁盘碎片整理也会产生较高的磁盘I/O压力。

要素3：高效率的使用磁盘空间。对虚拟机环境来说，使用完磁盘空间很容易，因此我们需要找一些方法来控制和限制每个虚拟机使用的磁盘空间容量。对于那些桌面虚拟机或者实验用途的服务器环境，使用链接克隆技术可以节省不少磁盘空间。链接克隆技术类似于虚拟机的快照技术，快照技术的实质是虚拟机的虚拟磁盘被设置为只读，此时任何的写入信息都会被存放在另外一个专门创建的小磁盘空间里。

链接克隆的意思是创建一个主虚拟磁盘镜像给众多虚拟机读取信息用，然而所有的写入操作都会写入每个虚拟机各自的磁盘上。比如说，如果用户创建了100个虚拟机，每个40GB空间的容量，在没有使用这项技术的时候，可能一共得需要4TB的容量。如果我们使用了链接克隆技术，则会有一个40GB大小的虚拟磁盘让众多虚拟机读取信息用，每个虚拟机则需要1GB到2GB大小的磁盘用作写入使用即可，相比而言，节省了大量的空间。

自动精简配置可以在虚拟服务器环境下帮助管理管理存储空间。它可以被部署在虚拟层或者存储层。几乎所有的虚拟机都可以被分配给更多的空间。自动精简配置允许用户可以分配更多的存储空间，可以让虚拟机磁盘使用空间的时候仅使用它需要的大小，而不是占用所有的空间。在自动精简配置的帮助下，我们可以较多的节省虚拟机实际使用的存储空间，这样也能更好的让用户能自如的掌控应该何时进行高成本的存储空间升级。

要素4：避免不必要的I/O请求操作。也许有人会问，为什么系统会自己产生我们不需要的磁盘I/O请求？基本的原则是，我们需要尽可能的控制虚拟机和虚拟桌面产生的磁盘I/O请求。这就包括关闭任何不必要的服务，卸载不必要的应用，关闭文件索引，并且限制操作系统和应用产生的日志的大小。除此之外，还有其他的一些需要注意的地方可以极大的帮助降低虚拟机的磁盘I/O。用户可以使用终端管理工具或者活动目录组策略来管理和控制配置。降低的不仅是虚拟机的磁盘I/O，降低的还包括主机上其他资源的消耗。尽可能降低虚拟机产生的不必要的磁盘I/O请求显然是很明智的做法，因为可以让存储子系统工作在最大效率状态。

要素5：根据工作量的大小来决定使用存储的类型。大多数主机除了有共享的存储外还有本地存储。主机上可用的存储类型不同，往往会带来性能上的巨大差异，比如说8GB光纤通道的存储区域网络（SAN）和1Gb iSCSI接口或者和网络文件系统NFS相比，性能上的差距还是很大的。除了存储协议上有所不同，硬盘转速和接口也会有不同，比如转速为10K rpm和15K rpm，接口也有SAS、SATA和固态硬盘的不同。

正是因为有如此多的存储种类供选择，用户才可以更好的选择合适自己虚拟机存储的存储设备。将没有那么核心的虚拟机配备相对转速较慢的存储层级，相对核心的虚拟机则应该配备转速较快的存储层级。用户同样可以选择自动存储层级系统比如像Compellent的流体数据架构或者EMC公司的FAST技术，这种技术可以根据主机的实际需求来自动迁移数据并将它们放置在合适的存储设备上。

更有甚者，用户还可以选择将虚拟机分成多个分区，根据性能上需求的不同，不同的分区使用的是不同的存储层级。一个普遍的做法是创建不同的分区用作不同的用途，比如操作系统、Windows的页面文件、应用和数据。较快的存储层级可以被用作数据相对较高的I/O请求，剩下其它较慢的存储层级可以用于其它。即使不这样做，用户仍然可以将较慢或者本地磁盘指派给较大虚拟机的虚拟交换文件，在物理内存不够用的时候则可以调用交换分区。考虑到存储本身的价格昂贵，这同样能帮助确保虚拟机使用了较少的磁盘空间而节约成本。

总而言之，仅需要明白的是存储环境的选择在更好管理虚拟机环境的整个过程中有着举足轻重的作用。在管理虚拟服务器的时候多按照这五要素里提到的经验会帮助整个管理过程轻松很多。