云平臺虛擬機磁盤存儲應用研究

魏評

摘 要：云計算和虛擬化技術近幾年在校園網數據中心建設中逐步推廣應用，傳統的基于物理服務器構建的信息系統逐步向虛擬化云平臺存儲中遷移。本文針對VMWare虛擬機的磁盤存儲格式、虛擬機外接USB存儲設備以及虛擬機系統崩潰后如何從共享存儲中恢復重要數據作相關技術探討與研究。

關鍵詞：虛擬化；云平臺；數據；虛擬機；磁盤；存儲

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0047-01

1 引言

隨著云計算和虛擬化在校園網數據中心建設中逐步推廣應用，傳統的基于物理服務器直接構建的信息系統正逐步向云平臺存儲遷移與整合。虛擬化建設通常在現有校園網基礎設施上作統一規劃，循序漸進添置高性能服務器、共享存儲設備等，逐步實現虛擬化應用平臺的升級與改造。

2 共享存儲的基本架構

為了提高應用軟件的性能，云平臺虛擬機大多采用共享存儲機制實現數據存儲管理與集中控制。云平臺物理服務器一般無需配置RAID磁盤陣列，可從SD存儲卡或優盤直接引導VMWare ESXi系統，通過光纖通道讀取高性能磁盤陣列共享存儲中的數據。虛擬機以及各類應用軟件、數據均保存在共享存儲設備中，在數據安全性更為苛刻的網絡環境中還可以部署冗余的共享磁盤陣列。云平臺vCenter Server控制多臺ESXi服務器，每臺ESXi服務器運行多個虛擬機。構建新的應用平臺時，采用從模板部署新虛擬機，并根據需求新增特定格式的磁盤分區。一些老舊物理服務器可以采用P2V技術實現數據遷移，把原有操作系統環境及全部數據從單臺物理服務器向網絡共享存儲平臺遷移。

3 虛擬機磁盤格式

新建虛擬機或在虛擬機上添加存儲，需在共享存儲中規劃和置備數據存儲空間。虛擬磁盤的格式有三種：厚置備延遲置零、厚置備置零和精簡置備。

3.1 厚置備延遲置零

ESXi以默認的厚格式創建虛擬磁盤，通過預先估算虛擬機系統運行全部周期需要的存儲空間，為虛擬磁盤置備固定量的存儲空間，并將整個置備空間提交給虛擬磁盤。創建過程中不擦除物理磁盤上保留的任何數據，沒有置零操作，但以后首次從虛擬機寫入時會按需置零。該模式磁盤讀寫性能較高，適合于池模式的虛擬桌面等。

3.2 厚置備置零

ESXi可支持群集功能厚虛擬磁盤類型，如Fault Tolerance。創建該格式時為虛擬磁盤分配所需空間，并將物理設備上保留的數據置零。厚置備置零創建時間較長，適合于工作負荷較大的應用系統虛擬機，如門戶網站、SQLServer/Oracle 數據庫服務器等。

3.3 精簡置備

ESXi精簡置備與厚置備區別較大。厚置備方式預先規劃大量存儲空間以滿足未來應用存儲需要，但存儲空間可能一直未被使用而導致無法充分利用存儲容量。精簡配置以靈活按需方式分配存儲空間，可優化存儲利用率，創建磁盤時占用磁盤的空間大小根據實際使用量計算，即使用多少空間即分配多少，不提前分配空間，對磁盤保留數據不置零，且最大不超過劃分磁盤的大小。I/O操作不頻繁時磁盤性能較好，操作頻繁時性能有所下降，適用于數據集群備份、FTP下載等應用。

4 添加USB外置存儲

采用共享磁盤存儲方式的虛擬機，有時需要連接外置USB存儲設備，如優盤、移動硬盤、硬件加密狗等。在物理層，需將USB存儲設備連接到運行該虛擬機的ESXi服務器主板USB接口；在邏輯層，需在ESXi中掛載到對應的虛擬機。以添加USB移動硬盤為例，操作步驟如下：登錄vSphere Client，點擊需添加USB設備的虛擬機；編輯虛擬機設置，在硬件一欄中添加“USB控制器”，控制器的類型包括EHCI+UHC支持USB2.0和USB1.1設備、xHCI支持USB3.0、USB2.0和USB1.0設備，其中xHCI支持Windows7以上操作系統；再次添加USB設備，選擇列表中的主機USB設備，如Western Digital My Passport 0827移動硬盤。一個物理USB設備，只能掛載當前運行的一個虛擬機上。登錄虛擬機控制臺或遠程桌面，在磁盤管理中發現新增的存儲設備，掛載該USB移動硬盤并分配盤符，即可進行讀寫操作，操作方式與在物理機操作移動硬盤完全一樣。

5 虛擬機崩潰后應急恢復存儲數據庫

云平臺虛擬機運行著大量基于SQLServer、Oracle數據庫構建的信息系統，數據庫的存儲安全是云平臺管理的一項重要工作。一旦發生操作系統崩潰、虛擬機啟動失敗、數據庫備份丟失等情況，從虛擬機中恢復最新數據庫就顯得尤為重要。筆者遇到過一次系統故障：云平臺磁盤共享存儲硬件完好，但某個虛擬機操作系統崩潰已無法啟動，急需恢復最新SQLServer數據庫來重新構建軟件平臺。參考步驟如下：將崩潰的虛擬機在關機狀態時導出為一個OVF模板文件；在安裝VMWare Workstation12 Pro的計算機上打開該OVF文件；在虛擬機設置中，選擇“硬盤（SCSI）即C盤”；在磁盤實用工具中，將該虛擬機磁盤映射到本地盤，如映射到Y盤；映射完成后，此Y盤符即顯示在Windows資源管理器內。打開資源管理器后，搜索SQLServer數據庫的安裝目錄，將脫機狀態的mdf和log文件復制出來；在云平臺上恢復該軟件平臺完好狀態下的OVF備份文件，重新掛載剛才復制出來的最新SQLServer數據庫文件，即可恢復該軟件平臺的正常運行。

6 結語

共享磁盤存儲架構是VMware vSphere云平臺系統主流的存儲方式。靈活合理的選用虛擬機磁盤存儲格式對優化虛擬機性能、合理利用存儲空間起著非常重要的作用。通過外接USB存儲設備可以提高虛擬機外接存儲容量，同時需加強虛擬機的數據備份與應急恢復重要數據的各項措施，確保云平臺系統安全。

參考文獻

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