VMware vSphere 5.0存储新功能解析

借由改进的VMFS档案系统、VAAI API、虚拟机迁移功能，以及配套的SRM与VSA等经过改进或全新的套件，vSphere 新版可提供更具扩展性、更有效率、管理也更简单的存储服务
刚发布的vSphere 5.0,是VMware数据中心级 ESX虚拟化平台家族的第5代产品，相较于上一个版本，VMware宣称vSphere 5.0拥有200多项功能更新，其中在存储部份，提供了改进的VMFS档案系统，更方便的属性驱动存储（Profile-Driven storage）与Storage DRS功能，还可搭配与vSphere 5.0一同发布、用于提供共享存储服务的vSphere Storage Appliance（VSA）套件，另外与vSphere搭配的SRM自动化灾难复原管理套件，也新增了内置远端复制功能，借由这些改进与新增功能，可为用户的虚拟化环境，提供扩展性更大、更弹性、管理更方便的存储服务。
扩展性更大的VMFS-5档案系统
VMFS档案系统（VMware Virtual Machine File System）是VMware虚拟化平台存储架构的基础，迄今共衍生了4个世代，VFMS-1是搭配ESX 1.x平台，VFMS-2用于搭配ESX 2.x平台，ESX 3.x与vSphere 4.x平台都是采用VMFS-3,vSphere 5.0则搭配新的VMFS-5。
最新的VMFS-5有几项改进：
– 更弹性的区块（block）设定：先前的VMFS使用1MB、2MB、4MB、8MB大小的区块，越大的档案将对应更大的区块，如1MB区块只能支持最大256GB的档案，8MB区块则能支持2TB的档案。VMFS-5则解除了这些限制，即使非常大的档案，也能使用1MB区块。
– 更大的磁盘区：先前版本VMFS支持的单一extent Volume,最大为2TB,VMFS-5则提高到64TB,可利用大于2TB的LUN来建立单一extent Volume.
– 在RDM pass-through（Physical Compatibility）模式下，允许超过60TB大小的LUN;不过非pass-through的RDM模式（Virtual Compatibility）的LUN最大仍为2TB.
– 支持GPT分割：随着支持的磁盘区容量大幅提高，VMFS-5采用了GUID分割表借以支持大于2TB的分割区（先前版本VMFS采用的MBR分割，有2TB容量上限）。
– 更好的小档案支持：先前版本VMFS的子区块（Sub-Block）为64KB,VMFS-5则改为8KB,存放小档案时的容量效率更佳，对于大于1KB、小于8KB的档案，只会占用8KB子区块，不像先前版本是从64KB起跳，可节省许多空间。对于小于1KB的档案，VMFS-5则使用metadata来描述档案位址，不使用档案区块，亦可减少容量消耗。
– 可容纳更多档案：每个Volume允许存放超过10万个档案，较先前增加3倍（VMFS-3是30,720个）。
– 强化效能：可搭配整合在VAAI架构中的ATS（Atomic Test & Set）功能，当存储设备支持VAAI时，可利用存储硬体加速file locking效率。
不过VMFS-5允许的最大VMDK档案大小仍为2TB,每台ESXi主机允许使用的LUN也与先前同样都是最大256个。既有VMFS-3可在线上直接升级为VMFS-5,而不会影响虚拟机运行。
效率更高的Storage vMotion
Storage vMotion可将虚拟机从一台存储设备迁移到另一台存储设备，而不会造成虚拟机服务的中断。这个功能出现的其实相当早，但最初并不是叫做Storage vMotion,而是一种升级工具，用于协助用户将虚拟机从ESX 2.x平台迁移到3.0.1,也就是从VMFS-2档案系统存储区迁移到VMFS-3存储区。
到了ESX 3.5时，则引进了透过快照（snapshot）辅助迁移的机制，在执行虚拟机迁移过程中，可利用虚拟机的快照复本来处理迁移期间的I/O,当迁移完成后，再将异动数据从快照复本，写进搬移到新位置的虚拟机中。
在vSphere 4.x上，Storage vMotion舍弃了利用虚拟机快照作为中继辅助的作法，改透过新增的异动区块追踪（Changed Block Tracking）功能，来记录虚拟机复制迁移期间的数据异动，可减少迁移后所需写入的异动数据量。
到了最新的vSphere 5.0,Storage vMotion引进了称为Mirror Mode的新模式，可透过镜像复制方式，以single pass block copy一次将所有要迁移的区块从来源端复制到目标端，可缩短迁移作业耗费时间。至于开始迁移作业后才在来源端产生的区块异动，则利用新的镜像驱动程式（Mirror Driver）将异动区块从来源端同步到目标端，让来源端与目标端在复制过程中保持一致（当来源端Guest OS要对已经被Storage vMotion复制到目标端的区块进行写入动作时，Mirror Driver会立即将这个写入I/O也同步到目标端）。
除迁移程序上的改进外，vSphere 5.0的Storage vMotion还有两项新功能，一是可以搭配拥有快照或Clone复本连结的虚拟机运作，可同时搬移虚拟机本体与其连结的快照/Clone;另一是可搭配针对存储端的负载平衡功能运作，依负载情况自动在不同存储设备间迁移虚拟机，也就是Storage DRS（Distributed Resource Scheduler）功能。