云计算进阶路上的大难关(三):存储虚拟化

发表于:2020-12-15 09:33

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 作者:half ~summer    来源:CSDN

  数据是用户最重要的资产,在云计算中,数据如何被保存?保存的方式和传统IT有什么区别?
  我们在买个人电脑时,硬盘是必不可少的一部分,可能我们只会关注两项参数——容量和类型,容量是500G还是 1T,目前最主流的类型是机械硬盘和固态硬盘。在云计算中,硬盘也是必不可少的一部分,但是云计算中的硬盘和普通PC不一样,是看不到物理实体的,用户可能只需要关注性能和容量就可以,但是作为一个云计算工程师,除了需要知道如何实现客户的需求,更需要知道如何将物理的硬盘一步步转换为按照用户需求生成的云硬盘。
  下图为虚拟化中存储的架构:
  最下层是物理磁盘,最上层是云硬盘,中间经过了一系列的逻辑划分、文件系统格式化等操作,这些操作都是需要我们重点关注和理解的。另外还需要关注的是虚拟化存储和非虚拟化存储的区别。
  一、常见的物理磁盘类型
  1、机械硬件简介
  机械硬盘(hard disk drive,HDD)的历史始于1956年,世界上第一个磁盘存储系统由IBM公司发明,它拥有50 个24 英寸的盘片,重量约1吨,容量为5MB。
  1973年,IBM公司研制成功了一种新型的硬盘IBM 3340。这种硬盘拥有几个同轴的金属盘片,盘片上涂着磁性材料。它们与可以移动的磁头共同密封在一个盒子里,磁头能从旋转的盘面上读取磁信号的变化。这就是我们今天使用的与硬盘最接近的祖先,IBM把它叫作温切斯特硬盘。
  1980年,希捷公司制造出了个人计算机上的第一块“温切斯特”硬盘,这个硬盘与当时的软驱体积相仿,容量为5MB。
  硬盘的读取速度在当时受到硬盘转速的限制。提高转速可以加快存取数据的速度,但是硬盘的磁头和盘片是相互接触的,过高的转速会导致磁盘损坏,于是技术人员想到让磁头在盘片上方“飞行”。盘片高速旋转会产生流动的风,因此只要磁头的形状合适,它就能像飞机一样在磁盘表面飞行,盘片就能很快的旋转而不必担心摩擦会造成故障,这就是温切斯特技术。
  在现代的计算机系统中,常见的存储介质有硬盘、光盘、磁带、固态硬盘等,硬盘容量大,价格低廉、读取速度可观、可靠性高,有着其它介质无法代替的作用。我们通常说的硬盘主要是指机械硬盘,它主要由盘片和主轴组件、浮动磁头组件、磁头驱动机构、前驱控制电路和接口等组成:
  (1)盘片和主轴组件。盘片和主轴组件是两个紧密相连的部分,盘片是一个圆形的薄片,上面涂了一层磁性材料用以记录数据。主轴由主轴电机驱动,带动盘片高速旋转;
  (2)浮动磁头组件。浮动磁头组件由读写磁头、传动手臂和传动轴三部分组成。在盘片高速旋转时,传动手臂以传动轴为圆心带动前端的读写磁头在盘片旋转的垂直方向上移动,磁头感应盘片上的磁信号来读取或改变磁性涂料的磁性,以达到写入信息的目的;
  (3)磁盘驱动机构。由磁头驱动小车、电机和防震机构组成,其作用是对磁头进行驱动和高精度的定位,使磁头能迅速、准确地在指定的磁道上进行读写工作;
  (4)前驱控制电路。前驱控制电路是密封在屏蔽腔体内的放大线路,主要作用是控制磁头的感应信号、主轴电机调速、驱动磁头和磁头定位等;
  (5)接口。通常包含电源接口与数据传输接口。目前主流的接口类型有 SATA和SAS
  硬盘内部用于存储数据的盘片,是一张表面涂有磁性材料的金属圆盘。盘片表面被划分出一圈圈磁道,当盘片在马达的驱动下高速旋转时,设置在盘片表面的磁头便受到精确的控制,沿着磁道读取和写入数据。当系统向硬盘写入数据时,磁头中便产生随着数据内容而变化的电流,这股电流会产生磁场,使盘片表面磁性物质的状态改变,并且这一状态在电流磁场消失后仍能持久地保持下来,这就相当于是将数据保存了下来。当系统从硬盘中读取数据时,磁头经过盘片指定区域,盘片表面的磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产生变化,这一变化被捕捉下来,经过一定的处理,便能够还原出原本写入的数据。
  SATA硬盘
  ATA接口就是我们常说的IDE(integrated drive electronics)接口。ATA接口从20世纪 80 年代
  一直发展至今,且由于其价格低、兼容性好,曾经是市场上的主流配置。但随着时代的发展,其速度过慢,已不足以应用在现代计算机系统中。
  SATA,即串行ATA(serial ATA),如下图所示,现已基本取代所有并行ATA接口。SATA,顾名思义,使用串行的方式发送数据。SATA的显著特点就是比ATA快,目前普及的SATA 3.0可达6.0Gbit/s的传输速率,是并行ATA标准的数倍。
  在传输数据时,SATA使用独立的数据接口和信号接口。并行ATA在传输时使用16 位的数据总线,并且需要传输许多附加的支持和控制信号。又因为工艺的限制,易受噪音影响,需要使用5V电压才能工作。与之相对应,SATA采用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,且只需要使用0.5V的电压即可工作。
  从总线结构上看,SATA使用单通道进行点对点的传输,其中以串行方式按位传输,数据中嵌入了校验和信号位。这种传输方式既能保证速度,又能提高数据传输的可靠性。
  SATA硬盘采用点对点连接方式,支持热插拔,即插即用。SATA接口通常为7+15针,与并行ATA相比,SATA使用较细的线缆,便于弯曲,同时最长可达1m,极大地改善了机箱内的散热.
  SAS接口硬盘
  SAS(serial attached SCSI),即串行连接SCSI(small computer system interface,小型计算机系统接口)。与SATA类似,SAS也是从对应的并行SCSI技术发展而来。
  SCSI以其高性能常常应用于企业级存储领域。SCSI硬盘分为50 针、68针、80针,历经数十年的发展,当前主流的SCSI技术Ultra 320 SCSI支持320MB/s的传输速度。
  SAS作为SCSI技术的分支,与SATA类似,通过采用串行传输以得到更高的性能,目前主流的SAS传输速率为6Gbit/s。同时由于采用串行技术可以使用细而长的线缆,不仅可以实现更长的连接距离,还能提高抗干扰能力。SAS接口正反面如下图所示:
  SAS向下兼容SATA,SAS控制器可以与SATA硬盘相连接,这为企业提供了低成本和优秀的灵活性。在传输方式上,SAS采用点对点连接方式。与SATA类似,SAS不像并行SCSI一样需要终止信号,也不会出现同步问题。SAS最多可以支持65536个设备,不像SCSI只能支持8个或16个设备。
  2、固态硬盘简介
  世界上第一款固态硬盘(Solid State Drive,SSD)出现于1989年。当时的固态硬盘价格极为昂贵,但其性能却远低于当时的普通硬盘,因此没有得到广泛应用,但由于固态硬盘独有的抗震、静音、低功耗等特性,却能应用于非常特殊的市场,如医疗工作以及军用市场,因此在这些领域,固态硬盘得到了一定程度的发展。
  固态硬盘由主控芯片和存储芯片组成,简单地说,就是用固态电子芯片阵列构成的硬盘。固态硬盘的接口规范、定义、功能及使用方法与普通硬盘完全相同,在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致,包括3.5′、2.5′、1.8′多种类型。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转结构,因而抗震性极佳,同时工作温度范围很大,扩展温度的电子硬盘可工作在?45℃~+85℃,广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。传统机械硬盘都是磁碟型的,数据就储存在磁盘扇区里,而常见的固态硬盘的存储介质是闪存(Flash)。固态硬盘是未来硬盘发展的趋势之一。
  固态硬盘由主控芯片、存储芯片构成。存储芯片负责存放数据,主控芯片则控制数据的读/写过程协调。存储芯片按介质分为两种,最常见的一种是采用闪存(Flash芯片)作为存储介质,另一种是采用动态随机存取存储器(DRAM)作为存储介质。
  相比于传统硬盘,固态硬盘在很多方面都更具优势,具体如下:
  读取速度快:由于固态硬盘是以闪存芯片为介质,没有磁盘与马达的结构,因此在读取数据时节省了寻道时间,在随机读取时尤其能体现速度的优势。同时,固态硬盘的性能不会受到磁盘碎片的影响;
  抗震性好:固态硬盘内部不存在任何机械活动部件,不会发生机械故障,也不怕碰撞、冲击、振动。这样即使在高速移动,甚至伴随翻转倾斜的情况下,也不会影响正常使用;
  无噪音:固态硬盘内部没有机械马达,因此是真正的无噪音静音硬盘;
  体积下,重量轻:一块很小的电路板上就可以集成一块固态硬盘;
  工作温度范围更大 :典型的硬盘驱动器只能在5℃~55℃范围内工作。而大多数固态硬盘可在-10℃~70℃温度范围内工作,一些工业级的固态硬盘还可在-40℃~85℃,甚至更大的温度范围下工作。
  固态硬盘的缺点:
  1、成本较高; 2、固态硬盘的寿命有限
  两者对比:
  二、集中式存储和分布式存储
  1、集中式存储简介
  所谓集中式,指的是所有的资源都集中在某一个中心,然后通过统一接口向外提供服务。集中式存储指的是将所有的物理磁盘集中在硬盘框中,然后通过控制器向外提供存储服务,这里的集中式存储主要指的是磁盘阵列。
  集中式存储按照技术架构可以分为SAN和NAS,其中 SAN又可以细分为FCSAN、IPSAN、FCoESAN。目前FCSAN和IPSAN技术都比较成熟,FCoESAN目前还处于发展初期。
  磁盘阵列将多个磁盘组成一个逻辑上更大的磁盘,当做单一的存储资源来使用。在外形上,磁盘阵列包括了控制框和硬盘框两大部分。控制框与硬盘框两者有机结合共同为用户提供一个高可用、高性能和大容量的智能化存储空间。
  (1)SAN存储简介
  存储区域网络(Storage area network,SAN)是一种独立于业务网络系统之外,以块级数据为其基本访问单位的高速存储专用网络。这种网络的主要实现形式有光纤通道存储区域网络(FC-SAN)、 IP存储区域网络(IP-SAN)和SAS存储区域网络(SAS-SAN)。不同的实现形式分别采用不同的通信协议和连接方式在服务器和存储设备之间传输数据、命令和状态。
  SAN是一个由存储设备和各种系统部件构成的网络架构,包括要使用存储设备资源的服务器、用于连接各存储设备的主机总线适配器(host bus adapter,HBA)卡以及FC交换机等。
  在SAN网络中,所有与数据存储相关的通信都在一个与应用网络隔离的独立网络上完成,这也意味着数据在SAN中传输时,不会对现有的应用系统数据网络产生任何影响,所以,SAN可以在不降低原有应用系统数据网络效率的基础上提高网络整体的 I/O能力,同时增加了对存储系统的冗余链接,并提供了对高可用集群系统的支持。
  如今,SAN形成了三类存储区域间网络体系:以FC为基础的FC-SAN光纤通道存储区域网络、以IP为基础的IP-SAN存储区域网络和以SAS总线为基础的SAS-SAN网络,主要了解FC-SAN IP-SAN。
  在FC-SAN中,存储服务器上通常配置两个网络接口适配器:一个用于连接业务 IP 网络的普通网卡(network interface card,NIC),服务器通过该网卡与客户机交互;另一个网络接口适配器是与FC-SAN连接的主机总线适配器(hoat bus adaptor,HBA),服务器通过该适配器
  与FC-SAN中的存储设备通信,如图所示:
  在早期的SAN环境中,数据以块为基本访问单位在光纤通道中传播,即早期的SAN都是 FC-SAN。由于 FC 协议与 IP 协议不兼容,要实现FC-SAN,必须单独采购部署FC-SAN的设备和组件,其高昂的价格、复杂的配置也让众多中小用户望而却步。因此SAN的发展方向开始考虑与已经普及并且相对廉价的IP网络进行融合。所以使用已有IP网络构架的IP-SAN应运而生,IP-SAN是标准的TCP/IP协议和SCSI指令集相结合的产物,是基于IP网络来实现块级数据存储的方式。
  IP-SAN与FC-SAN的区别在于传输协议和传输介质不同。常见的IP-SAN协议有iSCSI、FCIP、iFCP等。基于iSCSI的SAN的目的就是要使用本地iSCSI Initiator(启动器,通常为服务器)通过IP网络与iSCSI Target(目标器,通常为存储设备)来建立SAN网络连接。IP-SAN架构如下图 所示:
  对比FC-SAN,IP-SAN主要有以下几方面的优点:
  接入标准化。不需要专用的HBA卡和光纤交换机,只需要普通的以太网卡和以太网交换机就可以实现存储和服务器的连接;
  传输距离远。理论上只要是IP 网络可达的地方,就可以使用IP-SAN,而 IP网络是目前地球上应用最为广泛的网络;
  可维护性好。大部分网络维护人员都有IP网络基础,IP-SAN自然比FC-SAN更容易被人接受;
  后续带宽扩展方便。因为iSCSI是承载于以太网的,随着10GB以太网的迅速发展,IP-SAN单端口带宽扩展到10GB已经是发展的必然。
  两者对比:
  (2)NAS简介
  网络附加存储(network attached aToRage,NAS)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心,以便于不同主机和应用服务器进行访问的技术。
  NAS的出现与网络的发展密不可分,Internet的雏形ARPANET出现后,现代网络技术得到了迅猛的发展,人们在网络中共享数据的需求越来越多。早期网络共享如图所示:
  随着网络的发展,网络中不同计算机间的数据共享需求越来越多。大多数情况下,人们希望网络中的系统和用户可以连接到特定的文件系统并访问数据,从而可以像处理本地操作系统中的本地文件那样来处理来自共享计算机的远程文件,进而可以为用户提供一个虚拟的文件集合,这个集合中的文件并不存在于本地计算机的存储设备中,其位置实际上是虚拟的。这种存储方式的发展方向之一就是与支持Windows操作系统的传统客户机/服务器环境相集成。这涉及诸如Windows的网络能力、专用协议以及基于UNIX的数据库服务器等问题。在最初的发展阶段中,Windows网络由一种至今仍在使用的网络文件服务器组成,并且使用一种专用的网络系统协议。早期的Windows文件服务器示意图如下图4-14所示:
  文件共享服务器的出现使数据存储趋于向集中式存储发展,这种趋势使得集中的数据和业务量也飞速增长。因此,专注于文件共享服务的NAS产品应运而生。
  NAS通常在一个LAN上拥有自己的节点,无需应用服务器的干涉,NAS允许用户通过网络直接存取文件数据,在这种配置中,NAS将集中管理和处理网络上的所有共享文件,将负载从应用或企业服务器上释放出来,有效降低总体拥有成本(total cost of ownership,TCO),保护用户的投资。简单来说,NAS设备就是连接在网络上,具备文件存储功能的设备,因此也称为“网络文件存储设备”。它是一种专用文件数据存储服务器,以文件为核心,实现了集中文件存储与管理,将存储设备与服务器彻底分离,从而释放带宽,提高性能,保护用户的投资,并降低TCO。从本质上讲,NAS是存储设备而不是服务器。
  NAS的内在价值在于其拥有利用数据中心现有的资源,以快速且低成本的方式提供文件存储服务的能力。现在的解决方案可以在UNIX、Linux以及Windows环境之间实现兼容,并且能够轻易提供与用户的TCP/IP网络相连接的能力。NAS系统示意图如图所示:
  2、RAID机制
  集中式存储把所有的磁盘集中到硬盘框,使用控制框进行统一控制,可以实现存储容量的动态扩展,同时增强系统的容错能力,提高存储系统的读写性能,而用到的技术就是RAID机制。
  RIAD全称是Redundant Arrays of Independent Disks,冗余磁盘阵列。
  RAID技术经过不断的发展,现在已拥有了RAID-0~RAID-6 共7种基本的RAID 级别。另外,还有一些基本RAID 级别的组合形式,如RAID-10(RAID-1与RAID-0的组合)、RAID-50(RAID-5与RAID-0的组合)等。不同RAID级别代表不同的存储性能、数据安全性和存储成本。
  RAID0
  RAID-0也称为条带化(stripe),其原理是将多个物理磁盘合并成一个大的逻辑磁盘,它代表了所有RAID 级别中最高的存储性能,不具有冗余,不能并行I/O,但速度最快。在存放数据时,根据构建RAID-0的磁盘个数对数据进行分段,然后同时将这些数据并行写进磁盘中,因此在所有级别中,RAID-0的速度是最快的。但是RAID-0没有冗余功能,如果一个物理磁盘损坏,则所有的数据都会丢失。因此RAID-0适用于对数据访问具有容错能力的应用,以及能够通过其它途径重新形成数据的应用,如Web应用以及流媒体。
  RAID1
  RAID-1又称为Mirror或Mirroring(镜像),其目的是最大限度地保证用户数据的可用性和可修复性。RAID-1的原理是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。
  RAID-1在主硬盘上存放数据的同时,也在镜像硬盘上写同样的数据。当主硬盘损坏时,镜像硬盘代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID-1的数据安全性是所有 RAID 级别中最好的。但是无论用多少磁盘做RAID-1,有效数据空间大小仅为单个磁盘容量,是所有RAID级别中磁盘利用率最低的一个。
  RAID5
  RAID-5是高级RAID系统中最常见的一种RAID级别,由于其出色的性能与数据冗余平衡设计而被广泛采用。其全名为“独立的数据磁盘与分布式校验块”。RIAD使用的是奇偶校验来进行校验和纠错。
  RAID5数据存储方式如下图所示,图中以三个硬盘为例,P为数据的校验值,D为真实的数据。RAID 5不对存储的数据进行备份,而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上,并且数据和相对应的奇偶校验信息分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后,利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息可以恢复被损坏的数据。因此,RAID-5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。
  RAID6
  RAID-6是为了进一步加强数据保护而设计的一种RAID 方式,与RAID-5相比,RAID-6增加了第二种独立的奇偶校验信息块。这样一来,等于每个数据块都有两个校验保护屏障(一个分层校验,一个是总体校验),因此RAID-6的数据冗余性能非常好。但是,由于增加了一个校验,所以写入的效率较RAID-5差,而且控制系统的设计也更为复杂,第二块的校验区也减少了有效存储空间。
  3、分布式存储和副本机制
  分布式存储技术并不是将数据存储在某个或多个特定的节点上,而是通过网络将企业每台机器上的磁盘空间集中起来,并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备,数据分散地存储在企业的各个角落。
  分布式存储使用的设备一般是普通服务器,而非存储设备。分布式存储没有控制框和硬盘框,所有的硬盘存储资源都来自于通用的x86架构服务器,对硬盘的识别和管理都需要分布式存储本身提供的客户端,这些客户端负责数据路由的建立、I/O读写的执行等等。
  为了保证数据的高可用性和安全性,集中式存储使用的是RAID 技术,RAID可以通过硬件和软件的方式来实现,无论是软RAID 或者硬RAID,所有的硬盘都需要在一个服务器内(硬RAID 需要统一RAID卡,软RAID需要统一操作系统),由于分布式存储的硬盘分布在不同的服务器上,所以无法再使用RAID机制。因此,分布式存储是通过副本机制来实现数据的高可靠性的。
  副本机制是指将数据复制成多份一模一样的内容,并分别保存在不同的服务器上,当某台服务器出现故障后,数据并不会丢失。分布式存储系统把所有服务器的本地硬盘组成若干个资源池,基于资源池提供创建/删除应用卷(Volume)、创建/删除快照等接口,为上层软件提供卷设备功能,在分布式存储中,每块硬盘分为若干个数据分片(Partition),每个Partition只属于一个资源池,Partition是数据多副本的基本单位,也就是说多个数据副本指的是多个 Partition如图所示:
  分布式存储的架构如图所示:
  存储接口层:通过SCSI接口驱动向操作系统、数据库提供卷设备。
  存储服务层:提供各种存储高级特性,如快照、链接克隆、精简配置、分布式 Cache、容灾备份等。
  存储引擎层:分布式存储系统存储基本功能,包括管理状态控制、分布式数据路由、强一致性复制技术、集群故障自愈与并行数据重建等。
  存储管理层:实现分布式存储系统软件的安装部署、自动化配置、在线升级、告警、监控和日志等OM 功能,同时为用户提供Portal界面。
  常见的分布式存储产品有ceph(开源)、HDFS、FusionStorage(华为)、vSAN(VMware)等。
  三、虚拟化存储和非虚拟化存储
  我们这里讲的存储虚拟化是狭义的虚拟化,仅指集群是否有文件系统,如果有即为虚拟化存储,如果没有即为非虚拟化存储。文件系统可以是NFS文件系统,也可以是虚拟化集群的文件系统,如果没有文件系统,虚拟化集群需要直接调动逻辑卷使用。
  无论是集中式存储,还是分布式存储,使用RAID机制或者副本机制后,会形成一个物理卷,但大多数情况下都不会把整个物理卷挂载给上层的应用使用。因为如果把挂载整个物理卷后,上层应用会格式化所有空间,存储空间使用完后,虽然可以通过添加硬盘的方式进行扩容,但是扩容后需要重新格式化,数据可能丢失。所以,一般会将物理卷组成卷组,然后再将卷组划分成多个逻辑卷,上层应用使用逻辑卷的空间。
  在云计算中,虚拟化程序会对逻辑卷进行格式化,各个厂商虚拟文件系统各不相同。VMware使用的是VMFS(Virtual Machine File System),华为使用的是VIMS(Virtual Image Manage System),它们都属于高性能的集群文件系统,可以使虚拟化超出单个系统的限制。
  以VIMS为例,它是一种基于SAN存储的集群文件系统,因此使用FusionStorage提供存储空间时,只能是非虚拟化存储。通过VIMS,FusionCompute以文件的形式管理虚拟机镜像及配置文件。VIMS通过分布式锁机制来确保集群中数据读写的一致性。虚拟化程序使用的最小存储单位为LUN(Logical Unit Number),而与LUN对应的是卷Volume,卷是存储系统内部的管理对象,LUN是Volume的对外体现。LUN和卷都是从一个资源池(Pool)中划分出来的。
  常见的操作系统文件格式包括:FAT32(微软)、NTFS(微软)、UFS(UNIX)、 EXT2/3/4,(Linux)等。
  操作系统文件系统的工作过程:
  描述首先,用户或者应用程序创建了文件或文件夹;
  第二,这些文件或文件夹会被保存在文件系统上;
  第三,文件系统将这些文件对应的数据映射到文件系统块上;
  第四,文件系统块与由逻辑卷形成的逻辑区域进行对应;
  第五,通过操作系统或LVM将逻辑区域映射到物理磁盘的物理区域,也就是我们前面讲过的逻辑卷与物理卷的对应;
  最后,物理区域所对应的物理卷可能会包含一块或多块物理磁盘。
  四、虚拟化磁盘
  虚拟机是由两部分组成的——配置文件和磁盘文件,每个虚拟机磁盘会对应一个磁盘文件,用来保存用户真实的数据。
  如果使用虚拟化存储,所有的磁盘文件都会以文件的形式存放到文件系统形成的共享目录中,如果使用非虚拟化存储,每个磁盘文件对应一个LUN。无论是文件还是LUN,从用户和操作系统视角来看,它与普通硬盘一样,在系统的“硬件资源”中看到的都是一个硬盘。对管理员来说,创建虚拟机时需要同时为虚拟机创建磁盘来保存数据,磁盘文件在虚拟机配置文件中对应的是几行配置信息。
  与其它文件一样,虚拟机磁盘文件也有自己的固定格式,常见的虚拟机磁盘格式如下:
  各厂商都有自己的虚拟机磁盘格式转换工具,可以将其它的格式转换成自己产品可用的格式,例如,华为的Rainbow可将第三方或者开源的虚拟机磁盘格式转换成VHD 格式。
  五、华为虚拟化产品的存储特性
  1、华为虚拟化产品存储架构
  FusionCompute使用的存储资源可以来自本地磁盘或专用的存储设备。专用的存储设备与
  主机之间应通过网线或光纤进行连接。数据存储是FusionCompute对存储资源中的存储单元进行的统一封装。存储资源封装成数据存储并与主机关联后,能进一步创建成若干个虚拟磁盘,供虚拟机使用。
  能够封装为数据存储的存储单元包括:
  SAN存储(包括iSCSI或光纤通道的SAN存储)上划分的LUN。
  NAS存储上划分的文件系统。
  FusionStorage Block上的存储池。
  主机的本地硬盘(虚拟化)
  这些存储单元在华为FusionCompute中统称为“存储设备”,而向虚拟化提供存储空间的物理存储介质被称为“存储资源:
  2、华为虚拟机磁盘特性
  根据不同用户对虚拟机磁盘的不同需求,比如要求共享同一个虚拟机磁盘,也可能要求尽可能地节省更多的物理空间等。华为虚拟机磁盘可分为以下几种:
  按照类型,可将虚拟机磁盘分为普通和共享:
  普通:普通磁盘只能提供给单个虚拟机使用
  共享:共享磁盘可以绑定给多个虚拟机使用
  多个虚拟机使用同一个共享磁盘时,如果同时写入数据,有可能会导致数据丢失。若使用共
  享磁盘,需要通过应用软件来保证对磁盘的访问控制。
  根据配置模式,可将虚拟机磁盘分为普通、精简和普通延迟置零:
  普通:该模式下,磁盘分配空间即为磁盘容量,在创建过程中会将物理设备上保留的数据置零。这种格式的磁盘性能要优于其它两种磁盘格式,但创建这种格式的磁盘所需的时间可能会比创建其它类型的磁盘长;
  精简:该模式下,系统首次仅分配磁盘容量设置值的一部分,后续根据使用情况,逐步进行分配,直到分配总量达到磁盘容量配置值为止。同时,在此模式下,数据存储支持超分配,但是建议超分配的比例不超过50%;
  普通延迟置零:该模式下,磁盘容量即为磁盘分配空间,但创建时不会擦除物理设备上保留的任何数据,而从虚拟机首次执行写操作时开始会按需将其置零。其创建速度比“普通”模式快;I/O性能介于“普通”和“精简”两种模式之间。这种磁盘的配置模式只支持数据存储类型为“虚拟化本地硬盘”或“虚拟化SAN存储”;
  根据磁盘模式,可将虚拟机磁盘分为从属、独立-持久和独立-非持久:
  从属:快照中包含该磁盘,更改将立即并永久写入磁盘
  独立-持久:更改将立即并永久写入磁盘,持久磁盘不受快照影响
  独立-非持久:关闭电源或恢复快照后,丢弃对该磁盘的更改。

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