除锁定功能外,虚拟机还能在 SAN 环境下安全运行,即使有多台 ESXi 主机共享同一 VMFS 数据存储也不受影响。请注意,您最多可以将 128 台主机连接到同一个 VMFS5 卷。 虚拟机的硬盘驱动器实际上是 VMFS 卷中的一个文件。这些文件为 .vmdk 和 .flat-vmdk 文件。虚拟机通过虚拟机中的虚拟 SCSI 控制器来访问硬盘,它对底层存储体系结构则一无所知。
VMFS 可部署在各种基于 SCSI 的存储设备中,如 FC 和 iSCSI SAN 设备。在虚拟机看来,VMFS 中存储的虚拟磁盘始终是一种装载的 SCSI 设备。虚拟磁盘对虚拟机的操作系统隐藏了物理存储层。该功能可在虚拟机中运行未经 SAN 认证的操作系统。对虚拟机内的操作系统而言,VMFS 会保留内部文件系统的语义,从而确保虚拟机中运行的应用具有正确的应用程序行为及数据完整性。
您可以在同一 VMFS 卷上创建或存储多个虚拟机,每个虚拟机都由单独目录中的一组文件定义。
NFS 是一种文件共享协议,用于在 ESXi 主机和 NAS 设备之间建立“客户端-服务器”关系。与块存储不同,NAS 系统本身负责管理物理存储上的文件和目录的布局及结构。ESXi 主机可装载 NFS 卷,并为每个虚拟机创建一个目录。NFS 卷提供共享存储功能来支持 ESXi,其中包括 vMotion、DRS、VMware vSphere High Availability、ISO 映像和虚拟机快照等功能。
NFS 允许运行多个虚拟机的多台 ESXi 主机同时访问卷。
NFS 与 VMFS 数据存储所具备的优势类似。将存储调配到 ESXi 主机后,vCenter 管理员即可随意按需使用该存储。NFS 数据存储的其他优势包括高性能与存储节约,这些都得益于精简配置。在 NFS 上创建的 VMDK 默认采用精简配置格式。内置在 ESXi 中的 NFS 客户端采用 NFS 协议版本 3 与 NAS 或 NFS 服务器进行通信。NFS 默认将精简磁盘配置用作虚拟磁盘。带有 VAAI 硬件加速的 NFS 数据存储支持平面磁盘、厚配置与精简配置。
请注意,NFS 数据存储经常用于在 VMware 基础架构中部署存储。
vSphere Client 中显示有关选定 ESXi 主机的存储适配器、存储设备以及所有可用数据存储的详细信息。“Configuration”(配置)选项卡中的“Storage”(存储)和“Storage Adapters”(存储适配器)链接可显示所选 ESXi 主机的所有可用存储设备。“Storage”(存储)链接可列出 ESXi 主机使用存储适配器访问的本地和网络存储,它还列出了这些存储的数据存储名称。“Storage Adapters”(存储适配器)链接可列出所有可用适配器及其类型,如 FC、SCSI 或 iSCSI 及其 naa ID(如存在)。
在了解数据存储类型之后,您将了解数据存储集群和实施 Storage DRS 的优势。 和主机集群一样,您也可以创建支持资源分配策略的数据存储集群。您可以为数据存储设置一个空间利用率阈值。当使用率超出阈值时,Storage DRS 会建议或执行 Storage vMotion 来平衡集群内数据存储的空间利用率。您也可以设置 I/O 瓶颈阈值。当 I/O 延迟超过设定的阈值时,Storage DRS 会建议或执行 Storage vMotion 来缓解 I/O 拥塞。 不能在已启用 Storage DRS 的同一数据存储集群中组合使用 NFS 和 VMFS 数据存储。这些数据存储可具有不同的大小和 I/O 容量,还可以使用配置数据存储集群的不同供应商提供的不同阵列。
请注意,连接数据存储集群内数据存储的任何主机都必须使用 ESXi 5.0 或更高版本。数据存储集群中不支持早期版本的 ESX 或 ESXi。
除一般的硬盘驱动器外,ESXi 还支持具有弹性恢复能力且数据访问速度更快的 SSD。您将在下面的幻灯片中了解 SSD。
SSD 使用半导体元件存储数据,不存在传统硬盘驱动器使用的转动磁盘组或磁盘。ESXi 主机可以自动辨别 SSD 和常规硬盘驱动器。SSD 具有许多优势。为提高性能,您可以为每个虚拟机交换区域使用 SSD。它具有很高的 I/O 吞吐量,有助于提高虚拟机的整合率。
请注意,客户操作系统可将 SSD 识别为虚拟 SSD。利用虚拟 SSD,用户可在 SSD 设备上创建虚拟磁盘,并允许客户操作系统将其识别为 SSD。
可使用 PSA SATP 声明规则来标记那些无法通过自动检测发现的 SSD 设备。虚拟硬件版本 8、ESXi 5.0 主机或 VMFS5 文件类型或更高版本支持虚拟 SSD。
RDM 为虚拟机提供了一种直接访问物理存储子系统中的 LUN 的机制。RDM 仅对基于块的存储阵列可用。RDM 是单独 VMFS 卷上的映射文件,可用作原始物理存储设备的代理。它允许虚拟机直接访问并使用存储设备,且包含管理和重定向对物理设备的磁盘访问权限所需的元数据。
该映射文件既拥有直接访问物理设备的优势,又具备 VMFS 虚拟磁盘的某些优点。因而,它兼具了 VMFS 的可管理性和裸设备访问的优点。描述 RDM 的术语有很多,如“将裸设备映射到数据存储”、“映射系统 LUN”或“将磁盘文件映射到物理磁盘卷”。 您可以使用 vSphere Client 将原始 LUN 添加到虚拟机。也可以用 vMotion 迁移带有 RDM 的虚拟机,前提是源主机和目标主机都可以访问原始 LUN。RDM 的其他优势包括分布式文件锁定、权限和命名功能。
请注意,VMware 建议将 VMFS 数据存储用于多数虚拟磁盘存储。
RDM 可使用两种兼容模式,即虚拟模式和物理模式。
在虚拟兼容模式下,RDM 对于虚拟机而言完全相当于 VMFS 虚拟磁盘。它提供 VMFS 的优势,如用于数据保护和快照的高级文件锁定系统。但会向虚拟机隐藏存储磁盘的实际硬件特性。
在物理兼容模式下,VMkernel 会将所有 SCSI 命令直接传送到设备,但不包括 Report LUNs 命令。因此,底层存储的所有特性均向虚拟机公开。然而,阻止 Report LUNs 也会使虚拟机无法发现除 RDM 文件映射的设备外的其他任何 SCSI 设备。当虚拟机运行 SAN 管理代理或基于 SCSI 目标的软件时,SCSI 命令功能会非常有用。
请注意,对于物理兼容模式下的 RDM,您无法将该 RDM 转换为虚拟磁盘,也不能执行 Storage vMotion、迁移或克隆等操作。另外,也无法重新定位 RDM,除非定位到 VMFS5 数据存储。在物理兼容模式下,VMFS5 支持磁盘容量大于 2 TB 的 RDM。
在虚拟机中运行 SAN 快照或其他分层应用时,您可能需要使用带有 RDM 的原始 LUN。通过 SAN 固有特性,RDM 可实现可扩展备份卸载系统。
在任何 Microsoft 集群服务 (MSCS) 集群方案中,如果其包含的物理主机跨越虚拟到虚拟集群和物理到虚拟集群,您可能还需要使用 RDM。在此情况下,集群数据和仲裁磁盘应配置为 RDM 而不是共享 VMFS 上的文件。 每个带有 RDM 的虚拟机都需要一个新 LUN。
在讨论 RDM 之后,我们来看一下 FC SAN 组件。通过了解 FC SAN 组件,您将获得在 ESXi 主机上配置 FC SAN 连接的基本知识。 FC SAN 组件分为三类:主机、光纤和存储组件。
SAN 的主机组件包含主机本身,还包括主机总线适配器 (HBA) 组件,用于将主机实际连接到 SAN。HBA 位于各主机服务器内。每台主机均通过其 HBA 与光纤端口连接。主机中运行的 HBA 驱动程序可使服务器操作系统与 HBA 进行通信。
在 FC SAN 环境中,ESXi 主机通过名为光纤组件的专用网络访问磁盘阵列。所有主机都通过 SAN 光纤通道连接 SAN 上的存储设备。SAN 的网络部分由光纤组件构成。 SAN 交换机可连接主机、存储设备和其他交换机。因此,它们可为 SAN 光纤通道提供连接点。SAN 交换机的类型、设计特性及端口功能都将影响其总体容量、性能和容错能力。交换机数量、类型和连接方式可定义光纤拓扑结构。