存储
alphaspirit——Fotolia
VMware VVOLs准备改变存储产品
VMware vvol的好处是巨大和毋庸置疑的。但大多数IT商店都在努力应对他们如何改变今天的存储产品。
自2011年8月VMware首次在VMworld的技术会议上公开提出VVOLs概念以来，“VVOLs即将到来”的口号就一直在响起。最后，将近四年之后，VMware宣布VMware Partner Exchange 2015上虚拟卷(vvol)的普遍可用性结合vSphere 6和vSphere api for Storage Awareness (VASA) 2.0。许多存储阵列供应商同时宣布在选定的产品中支持VVOL。那么什么是VMware vvol，它们是如何工作的，它们给用户带来了什么好处?
简单的说,VVOLs启用在支持应用程序存储的存储阵列中，以虚拟机(VM)粒度级别发放、监视和管理应用程序存储。在VMware进入计算领域之前，应用程序与a的关系是1:1LUN或者从存储阵列中分割出来的卷。对该LUN的性能、容量和数据业务(压缩、缓存、精简配置、快照、克隆、复制、重复数据删除、加密等)进行了精确但静态的定义。运行在物理服务器上的应用程序可以访问该LUN可用的所有业务。
当VMware抽象计算端虚拟机监控程序，可以在单个物理服务器上以vm的形式运行多个应用程序。存储基本上和以前一样。当VMware使用虚拟机时，存储继续使用lun和卷。
由此产生的不匹配造成了十年的严重破坏。让存储在VMware中发挥良好作用的唯一方法是拥有一个LUN支持相当数量的vm．如果应用程序开始表现不佳，由于存储性能数据仅在LUN级别可用，因此无法找到确切的原因。由于缺乏vm级别的可见性，很难(如果不是不可能的话)隔离并处理这个问题。
VMware vvol是如何工作的?
VVOLs设计通过消除存储和vm之间的架构不匹配，以一种整体的方式解决这个基本问题。该技术可以实现存储资源的精确、策略分配。这些资源可能包括存储的类型、数量和可用性，以及重复数据删除、快照、复制等数据服务。随着应用程序需求的变化，还可以动态地修改这些资源。要完全掌握VMware vvol的细节，理解以下概念是很重要的。
存储容器和虚拟数据存储
事件解释NAS存储阵列或SAN存储阵列初始分裂一些储物容器，每一种都代表一组不同的能力和功能(服务类别)。存储容器是一种逻辑构造，通常由存储管理员创建。将它们呈现给vSphere as虚拟数据存储，因此不需要在vSphere端进行任何更改。VVOLs住在储藏容器里．
vvol，有时称为虚拟磁盘，定义了一种新的虚拟磁盘容器，它独立于底层物理存储表示(LUN、文件系统或对象)。换句话说，不管附加的物理存储类型是什么(DAS除外)，存储都以VVOL的抽象格式呈现给vSphere。是分配给虚拟机的存储资源的最小单位（参见“虚拟机剖析”)。它也是存储阵列管理的最小度量单位。这意味着资源可以在虚拟机级别发放，所有的监控和管理都可以在虚拟机级别执行。
虚拟机解剖
现在的虚拟机(VM)包括一个交换文件、一个配置文件和至少一个VMDK文件。VMDK的每个快照都会生成另一个VMDK文件。
在VVOL的新世界中，每个文件都由一个VVOL表示。因此，每个VM至少生成三个vvol，或者更多，这取决于VM中的vmdk的数量。
对于每15分钟进行一次快照并存储一周快照的关键任务虚拟机，假设每个虚拟机只有一个VMDK，那么每个虚拟机的vvol数量很快就会接近675个。
我们可以看到vvol的数量增加得有多快。
要在没有vvol的情况下实现虚拟机级别的管理，您必须创建675个lun。考虑到每个VMware主机的256个LUN限制，以及大多数现有存储阵列都有内部LUN限制的事实，这是不可能的。
vvol是为了克服这些限制而设计的，但更重要的是，由于它们是通过自动化管理按需创建的，因此能够创建web规模的基础设施。
存储基于策略的管理和策略驱动的控制平面
策略驱动的控制平面充当应用程序和存储基础设施之间的桥梁。它负责将VM映射到能够满足策略的存储容器。
在该软件定义存储模式下，虚拟机管理员使用存储基于策略的管理(SPBM)接口在vSphere中定义一组可以单独应用到每个VM的策略。这些策略定义了阵列下发的资源类型。例如，白金策略可能使用flash资源以及可用存储阵列的最佳数据保护、容量优化和灾难恢复能力，而黄金策略可能使用较少的资源。
由于所有vvol和vm都是通过SPBM策略自动供应和管理的，所以VMware基础设施可以扩展到数千或数万个vm，而不会增加成本。相比之下，升级或降级绑定到LUN的虚拟机是多么困难。
除了为虚拟机分配相应的存储服务外，控制平面还负责对这些虚拟机进行持续监控，以确保每个虚拟机继续获得资源由政策分配给它．
虚拟数据平面
虚拟数据平面将阵列上所有可用的存储服务抽象出来，以便将这些服务下发(或不下发)给单个虚拟机。从历史上看，位于给定LUN中的VM会接收到该LUN可用的任何功能和服务。例如，一个不需要复制到另一个站点的虚拟机将被复制，无论该LUN是否与该服务建立在一起。
控制面可以使用这些抽象的服务。这些资源不必仅仅来自外部存储阵列;它们可能来自虚拟SAN (VSAN)，从vSphere本身或第三方。控制平面根据与给定VM相关联的策略决定哪些服务可以提供给给定VM。VVOLs是VMware为外部存储阵列实现的虚拟数据平面，VSAN提供x86 hypervisor融合存储。
协议的端点
ESXi主机与存储阵列之间的通信是通过pe (Protocol endpoint)进行的。这是一种传输机制，可按需将vm连接到它们的vvol。一个PE可以连接非常多的vvol，不受lun配置限制(VMware主机只能连接256个lun)。
在NFS存储阵列环境中，PE作为NFS服务器的挂载点被发现，每个VMDK产生自己的VVOL;此外，每个VVOL都位于其自己的存储容器中。
瓦萨号提供者
VASA供应商是软件通常在存储阵列中实现，它告诉ESXi主机和vCenter存储阵列中可用的容量和能力。
如果存储具有闪存、不同类型的硬盘驱动器、缓存、快照、压缩、重复数据删除、复制、加密、克隆和其他功能，则通过VASA供应商进行通信。
拓扑信息也以这种方式进行通信。是光纤通道阵列吗?如果有，有多少端口?它有多路径？
所有这些信息都用于创建策略和虚拟磁盘。如果存储阵列有内置的服务质量(QoS)支持，VASA将通知vSphere和ESXi主机它的可用性。VVOL支持需要VASA 2.0。
vvol的总体好处
到目前为止，很明显vvol代表了VMware环境中存储供应和管理方式的重大转变。LUN的概念并没有消失，但存储管理员不再需要处理LUN。所有外部存储变得抽象，所有存储服务也是如此。应用程序将与正确的存储类型关联，并且只与该虚拟机需要的服务关联。所有的监视和管理都以虚拟机为中心，资源不会像在LUN世界中那样被浪费。绩效管理更加精准，问题更容易被定位。
随着应用程序的需求随时间变化，资源可以自动地、不受干扰地增加/减少。此外，不需要改变应用程序，也不需要叉车升级，就可以进入vvol的世界。客户可以在切换到vvol时继续运行现有的应用程序。这两个环境可以共存，可以通过一个通用的vCenter控制台进行管理。但是vvol要求vv6和VASA 2.0，存储阵列也必须支持VASA 2.0。
现有阵列是否支持vvol ?
一个常见的问题是“我现有的存储阵列是否支持VMware vvol ?”简短的回答是否定的。但是如果问题是“可以修改现有的存储体系结构以支持vvol吗?”答案是可以。这需要大量的工程，特别是如果架构已经有15到20年的历史。
一个常见的问题是“我现有的存储阵列是否支持vvol ?”简短的回答是否定的。
这就是为什么支持VVOLs的存储产品才刚刚上市，而且每次只推出几个型号。EMC是开始与VNXe和VMAX3，并将随着时间的推移增加型号/产品。惠普从3PAR开始模型．考虑到任务的规模，我希望每个存储阵列供应商都有一个分阶段的支持策略。
重要的是要记住，仅仅支持vvol的供应是不够的。在此之前，可以提供vvol，但只适用于那些受支持的数据服务。例如，如果不支持复制，则策略不能包含此功能。
进入vvol将不是一个简单的一次性升级问题。用户需要了解所支持的模型和服务的全貌，以决定何时以何种顺序升级基础设施。
那些拥有以虚拟机为中心的产品的供应商呢?
NexGen Storage, Nutanix Inc.，规模计算、SimpliVity、Tintri和其他几家供应商已经做到了实现VM-centricity几年来一直在运送和支持产品。现在VVOLs过时了，他们失去了所有的优势吗?VVOL是否创造了一个公平的竞争环境?简短的回答是“不可能”。他们所有的数据服务都是以虚拟机为中心的。其他厂商至少需要一年，更有可能是两年，才能让他们所有的模型和数据服务都支持vvol。
另一个需要记住的因素是，上面列出的许多播放器都实现了非常强大的QoS特性。而且，恐怕我们忘记了，vvol不会为应用程序提供自动QoS。底层存储阵列必须实现它。如果是这样，那么可以通过VASA将QoS显示到vSphere并附加到策略中。
市场上有一个普遍的误解，即vvol本质上交付QoS。这不是真的。
目前很少有存储阵列内置复杂的QoS功能，特别是与上面提到的一些供应商的产品相比——添加它并非易事。当然，也有例外。这意味着在可预见的未来，那些拥有高质量QoS的供应商将继续享有竞争优势。
总结
VVOLs正迫使整个行业的存储产品发生重大变化。VMware vvol带来的好处是很多的，而且是毋庸置疑的。但是改变是困难的，接下来的18个月对大多数IT公司来说都是困难的，因为他们要努力理解VVOLs，并确定如何在不影响他们正在进行的操作的情况下实现这种改变。
