云计算介绍之云计算存储(5)存储高级特性

云计算存储

1. 存储高级特性

1.1虚拟磁盘的分配方式

Sangfor虚拟化平台为虚拟机创建新磁盘时，有两种磁盘分配方式可选，一种为预分配，一种为精简分配

（1）预分配

设置预分配的磁盘，在磁盘初始化时就占用了配置的全部空间，这样可以大幅提升该虚拟机的 IOPS 和吞吐量,但是虚拟机未使用的磁盘空间无法被其他虚机使用

（2）精简分配

虚拟机写磁盘时按需分配，虚拟未使用的空间还能够给其他虚拟机使用，可以节省存储空间，但是虚拟机写磁盘时要先申请存储空间,这个过程 对写性能有一定影响,相比来说磁盘性能不如预分配

1. 什么是精简分配

精简分配是一种存储管理的特性，核心思想是“欺骗”操作系统，利用主机不会去逐字节检查所有空间，并且分配给主机的存储空间不会被瞬间写满这个特点，把传统的完全供给变为按需供给
精简卷能够随着主机数据的写入而动态扩展容量，但最终扩展后的容量不会高于创建卷时指定的卷容量

2. 精简分配详细说明

(1) LUN虚拟化

分配虚拟LUN给主机，实现存储按需扩容

例如：主机看到500GB的空间，存储端实际只占用200GB

(2) LUN动态扩容

LUN空间按策略自动增长
扩容过程主机无需停机
空间最大化利用，降低管理复杂度

(3) 客户价值

提高资源利用率，避免首次存储资源规划浪费

3. 精简分配功能的优势及问题

优势

当精简卷在存储内镜像、克隆和存储间复制时，只需同步实际使用的数据，节省CPU、磁盘和带宽开销

问题

当存储池内的容量被用尽，而又没有及时添加新的物理资源。导致精简卷无法正常扩展空间，数据无法写入底层数据块，对应用产生重大影响
所以在系统运行过程中要密切关注存储池运行状态

4. 精简分配存储池状态检测

精简卷扩展的容量来自于存储池内的未分配容量

当存储池内的未分配空间少于一定百分比时，提示用户
当存储池内的未分配空间少于临界百分比时，触发告警，直至向存储池内添加新的物理资源
添加新的物理资源后，存储池状态变为正常

1.2 快照

1.2.1 快照介绍

快照的定义

SNIA（存储网络行业协会）对快照（Snapshot）的定义是：关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点（拷贝开始的时间点）的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品

快照的价值

快速备份／恢复
保存多个恢复点目标
重新定义数据用途

快照的分类

写时复制（COW : Copy On Write)
写时重定向(ROW : Redirect On Write)

1.2.2 快照的技术

（1） COW

COW(1)

COW(2)

COW(3)

（2） ROW

ROW(1)

ROW(2)

ROW(3)

(3) COW 和 ROW 对比

	COW	ROW
源卷状态	源卷保持最新状态	源卷状态冻结
写操作步骤	：当一个新的写操作执行 时：1.首先读出写操作将要覆盖地址的当前数 据 2.将读出数据保存至专用空间并建立索引3.新的写操作执行（写入目标地址）	读写操作步骤 1.到源盘的新的写操作被存入日志（并索引）2. 读源卷时，先检索日志3.读快照时，源卷需要引用4.当快照取消时，写日志必须全部执行以与源卷保证 数据状态同步更新
读写路径影响	1.源卷的读路径基本无影响 2.源卷的写操作受拷贝影响3.对快照（卷）的读写路径都有影响	1.源卷的写操作基本无影响2.源卷的读路径潜在受影响3.快照（卷）的读写路径最优化

1.3 副本

副本是对原始数据的完全拷贝。
通过为系统中的文件增加副本，保存冗余的文件数据，可以有效地提高数据可靠性。aSAN可以选择配置文件副本数为2副本或3副本。副本数量、副本保存的位置对虚拟存储上层的应用不可见

1.3.1 副本分布卷

虚拟存储对上层应用可见的逻辑卷，aCloud/aDesk读写文件是对分布卷进行操作的 ，由分布卷组成分布式存储。

数据写入时先进行分布，分散到各个主机。

1.3.2 副本复制卷

1.复制卷将文件写入具体磁盘，通过副本间的同步复制实现数据冗余。
2.每个复制卷包含的物理磁盘个数跟副本数量相同，一个复制卷下每个物理磁盘的数据内容完全一致。
3.复制卷的最小组成单位是物理磁盘，即同一文件的不同副本只能保存在不同的物理磁盘上。

1.3.3 副本分布卷和复制卷

1.3.4 多副本磁盘管理

（1）主机个数、磁盘个数可以被副本数整除情况

（2）主机个数、磁盘个数不能被副本数整除情况

1.3.5 多副本主机读写数据

在没有故障等异常情况下，文件副本数据是始终一致的，不存在所谓主副本和备副本之分。

如果对文件X进行修改，如写入一段数据，这段数据会被同时写到2个副本文件。

如果是从文件X读取一段数据，则只会从其中一个副本读取。

1.4 数据平衡

1.4.1 数据平衡介绍

虚拟存储进行扩容之后，老数据依然存在原来磁盘上，不同复制卷中的磁盘容量利用率可能差别较大，此时可以通过启用数据平衡计划， 将数据平衡到不同的磁盘中，可以使各主机的资源合理利用。

1.4.2 数据平衡配置

配置数据平衡执行时间建议配置为业务空闲时间段，以免影响正常虚 拟机业务，若数据平衡执行时长超过配置时间，会自动停止，等下次数据平衡执行时间再次进行数据迁移