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擴展性與效能全面提升：VMware vSphere 5.0 儲存新功能

參考來源:iThome電腦報週刊

剛發表的vSphere 5.0，是VMware資料中心級 ESX虛擬化平臺家族的第5代產品，相較於上一個版本，VMware宣稱vSphere 5.0擁有200多項功能更新，其中在儲存部份，提供了改進的VMFS檔案系統，更方便的屬性驅動儲存（Profile-Driven storage）與Storage DRS功能，還可搭配與vSphere 5.0一同發表、用於提供共享儲存服務的vSphere Storage Appliance（VSA）套件，另外與vSphere搭配的SRM自動化災難復原管理套件，也新增了內建遠端複製功能，藉由這些改進與新增功能，可為用戶的虛擬化環境，提供擴展性更大、更彈性、管理更方便的儲存服務。

擴展性更大的VMFS-5檔案系統
VMFS檔案系統（VMware Virtual Machine File System）是VMware虛擬化平臺儲存架構的基礎，迄今共衍生了4個世代，VFMS-1是搭配ESX 1.x平臺，VFMS-2用於搭配ESX 2.x平臺，ESX 3.x與vSphere 4.x平臺都是採用VMFS-3，vSphere 5.0則搭配新的VMFS-5。
最新的VMFS-5有幾項改進：
● 更彈性的區塊（block）設定：先前的VMFS使用1MB、2MB、4MB、8MB大小的區塊，越大的檔案將對應更大的區塊，如1MB區塊只能支援最大256GB的檔案，8MB區塊則能支援2TB的檔案。VMFS-5則解除了這些限制，即使非常大的檔案，也能使用1MB區塊。
● 更大的磁碟區：先前版本VMFS支援的單一extent Volume，最大為2TB，VMFS-5則提高到64TB，可利用大於2TB的LUN來建立單一extent Volume。
● 在RDM pass-through（Physical Compatibility）模式下，允許超過60TB大小的LUN；不過非pass-through的RDM模式（Virtual Compatibility）的LUN最大仍為2TB。
● 支援GPT分割：隨著支援的磁碟區容量大幅提高，VMFS-5採用了GUID分割表藉以支援大於2TB的分割區（先前版本VMFS採用的MBR分割，有2TB容量上限）。
● 更好的小檔案支援：先前版本VMFS的子區塊（Sub-Block）為64KB，VMFS-5則改為8KB，存放小檔案時的容量效率更佳，對於大於1KB、小於8KB的檔案，只會占用8KB子區塊，不像先前版本是從64KB起跳，可節省許多空間。對於小於1KB的檔案，VMFS-5則使用metadata來描述檔案位址，不使用檔案區塊，亦可減少容量消耗。
● 可容納更多檔案：每個Volume允許存放超過10萬個檔案，較先前增加3倍（VMFS-3是30,720個）。
● 強化效能：可搭配整合在VAAI架構中的ATS（Atomic Test & Set）功能，當儲存設備支援VAAI時，可利用儲存硬體加速file locking效率。
不過VMFS-5允許的最大VMDK檔案大小仍為2TB，每臺ESXi主機允許使用的LUN也與先前同樣都是最大256個。既有VMFS-3可在線上直接升級為VMFS-5，而不會影響虛擬機器運行。

效率更高的Storage vMotion
Storage vMotion可將虛擬機器從一臺儲存設備遷移到另一臺儲存設備，而不會造成虛擬機器服務的中斷。這個功能出現的其實相當早，但最初並不是叫做Storage vMotion，而是一種升級工具，用於協助用戶將虛擬機器從ESX 2.x平臺遷移到3.0.1，也就是從VMFS-2檔案系統儲存區遷移到VMFS-3儲存區。
到了ESX 3.5時，則引進了透過快照（snapshot）輔助遷移的機制，在執行虛擬機器遷移過程中，可利用虛擬機器的快照複本來處理遷移期間的I/O，當遷移完成後，再將異動資料從快照複本，寫進搬移到新位置的虛擬機器中。
在vSphere 4.x上，Storage vMotion捨棄了利用虛擬機器快照作為中繼輔助的作法，改透過新增的異動區塊追蹤（Changed Block Tracking）功能，來記錄虛擬機器複製遷移期間的資料異動，可減少遷移後所需寫入的異動資料量。
到了最新的vSphere 5.0，Storage vMotion引進了稱為Mirror Mode的新模式，可透過鏡像複製方式，以single pass block copy一次將所有要遷移的區塊從來源端複製到目標端，可縮短遷移作業耗費時間。至於開始遷移作業後才在來源端產生的區塊異動，則利用新的鏡像驅動程式（Mirror Driver）將異動區塊從來源端同步到目標端，讓來源端與目標端在複製過程中保持一致（當來源端Guest OS要對已經被Storage vMotion複製到目標端的區塊進行寫入動作時，Mirror Driver會立即將這個寫入I/O也同步到目標端）。
除遷移程序上的改進外，vSphere 5.0的Storage vMotion還有兩項新功能，一是可以搭配擁有快照或Clone複本連結的虛擬機器運作，可同時搬移虛擬機器本體與其連結的快照／Clone；另一是可搭配針對儲存端的負載平衡功能運作，依負載情況自動在不同儲存設備間遷移虛擬機器，也就是Storage DRS（Distributed Resource Scheduler）功能。

Storage DRS自動儲存負載平衡
Storage DRS（SDRS）是vSphere 5.0平臺上基於Storage vMotion所延伸出的新功能，管理者可在一個儲存區（datastore）叢集中建立自動化的負載平衡，依照存取負荷，自動在叢集中不同儲存區之間遷移虛擬機器位置。
SDRS的儲存區叢級可混搭VMFS-3與VMFS-5的儲存區，但不能混合使用VMFS與NFS儲存區。採用的負載平衡政策基準有兩種類型，一為基於可用容量，另一為基於I/O延遲，作業模式則有自動與手動兩種。
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