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云平台虚拟机磁盘存储应用研究

2017-06-30魏评

中国科技纵横 2017年10期
关键词:虚拟机存储云平台

魏评

摘 要:云计算和虚拟化技术近几年在校园网数据中心建设中逐步推广应用,传统的基于物理服务器构建的信息系统逐步向虚拟化云平台存储中迁移。本文针对VMWare虚拟机的磁盘存储格式、虚拟机外接USB存储设备以及虚拟机系统崩溃后如何从共享存储中恢复重要数据作相关技术探讨与研究。

关键词:虚拟化;云平台;数据;虚拟机;磁盘;存储

中图分类号:TP309 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)10-0047-01

1 引言

随着云计算和虚拟化在校园网数据中心建设中逐步推广应用,传统的基于物理服务器直接构建的信息系统正逐步向云平台存储迁移与整合。虚拟化建设通常在现有校园网基础设施上作统一规划,循序渐进添置高性能服务器、共享存储设备等,逐步实现虚拟化应用平台的升级与改造。

2 共享存储的基本架构

为了提高应用软件的性能,云平台虚拟机大多采用共享存储机制实现数据存储管理与集中控制。云平台物理服务器一般无需配置RAID磁盘阵列,可从SD存储卡或优盘直接引导VMWare ESXi系统,通过光纤通道读取高性能磁盘阵列共享存储中的数据。虚拟机以及各类应用软件、数据均保存在共享存储设备中,在数据安全性更为苛刻的网络环境中还可以部署冗余的共享磁盘阵列。云平台vCenter Server控制多台ESXi服务器,每台ESXi服务器运行多个虚拟机。构建新的应用平台时,采用从模板部署新虚拟机,并根据需求新增特定格式的磁盘分区。一些老旧物理服务器可以采用P2V技术实现数据迁移,把原有操作系统环境及全部数据从单台物理服务器向网络共享存储平台迁移。

3 虚拟机磁盘格式

新建虚拟机或在虚拟机上添加存储,需在共享存储中规划和置备数据存储空间。虚拟磁盘的格式有三种:厚置备延迟置零、厚置备置零和精简置备。

3.1 厚置备延迟置零

ESXi以默认的厚格式创建虚拟磁盘,通过预先估算虚拟机系统运行全部周期需要的存储空间,为虚拟磁盘置备固定量的存储空间,并将整个置备空间提交给虚拟磁盘。创建过程中不擦除物理磁盘上保留的任何数据,没有置零操作,但以后首次从虚拟机写入时会按需置零。该模式磁盘读写性能较高,适合于池模式的虚拟桌面等。

3.2 厚置备置零

ESXi可支持群集功能厚虚拟磁盘类型,如Fault Tolerance。創建该格式时为虚拟磁盘分配所需空间,并将物理设备上保留的数据置零。厚置备置零创建时间较长,适合于工作负荷较大的应用系统虚拟机,如门户网站、SQLServer/Oracle 数据库服务器等。

3.3 精简置备

ESXi精简置备与厚置备区别较大。厚置备方式预先规划大量存储空间以满足未来应用存储需要,但存储空间可能一直未被使用而导致无法充分利用存储容量。精简配置以灵活按需方式分配存储空间,可优化存储利用率,创建磁盘时占用磁盘的空间大小根据实际使用量计算,即使用多少空间即分配多少,不提前分配空间,对磁盘保留数据不置零,且最大不超过划分磁盘的大小。I/O操作不频繁时磁盘性能较好,操作频繁时性能有所下降,适用于数据集群备份、FTP下载等应用。

4 添加USB外置存储

采用共享磁盘存储方式的虚拟机,有时需要连接外置USB存储设备,如优盘、移动硬盘、硬件加密狗等。在物理层,需将USB存储设备连接到运行该虚拟机的ESXi服务器主板USB接口;在逻辑层,需在ESXi中挂载到对应的虚拟机。以添加USB移动硬盘为例,操作步骤如下:登录vSphere Client,点击需添加USB设备的虚拟机;编辑虚拟机设置,在硬件一栏中添加“USB控制器”,控制器的类型包括EHCI+UHC支持USB2.0和USB1.1设备、xHCI支持USB3.0、USB2.0和USB1.0设备,其中xHCI支持Windows7以上操作系统;再次添加USB设备,选择列表中的主机USB设备,如Western Digital My Passport 0827移动硬盘。一个物理USB设备,只能挂载当前运行的一个虚拟机上。登录虚拟机控制台或远程桌面,在磁盘管理中发现新增的存储设备,挂载该USB移动硬盘并分配盘符,即可进行读写操作,操作方式与在物理机操作移动硬盘完全一样。

5 虚拟机崩溃后应急恢复存储数据库

云平台虚拟机运行着大量基于SQLServer、Oracle数据库构建的信息系统,数据库的存储安全是云平台管理的一项重要工作。一旦发生操作系统崩溃、虚拟机启动失败、数据库备份丢失等情况,从虚拟机中恢复最新数据库就显得尤为重要。笔者遇到过一次系统故障:云平台磁盘共享存储硬件完好,但某个虚拟机操作系统崩溃已无法启动,急需恢复最新SQLServer数据库来重新构建软件平台。参考步骤如下:将崩溃的虚拟机在关机状态时导出为一个OVF模板文件;在安装VMWare Workstation12 Pro的计算机上打开该OVF文件;在虚拟机设置中,选择“硬盘(SCSI)即C盘”;在磁盘实用工具中,将该虚拟机磁盘映射到本地盘,如映射到Y盘;映射完成后,此Y盘符即显示在Windows资源管理器内。打开资源管理器后,搜索SQLServer数据库的安装目录,将脱机状态的mdf和log文件复制出来;在云平台上恢复该软件平台完好状态下的OVF备份文件,重新挂载刚才复制出来的最新SQLServer数据库文件,即可恢复该软件平台的正常运行。

6 结语

共享磁盘存储架构是VMware vSphere云平台系统主流的存储方式。灵活合理的选用虚拟机磁盘存储格式对优化虚拟机性能、合理利用存储空间起着非常重要的作用。通过外接USB存储设备可以提高虚拟机外接存储容量,同时需加强虚拟机的数据备份与应急恢复重要数据的各项措施,确保云平台系统安全。

参考文献

[1]王春海.VMware虚拟化与云计算应用案例详解(第2版)[M].北京:中国铁道出版社,2016.

[2]王春海.深入学习VMware vSphere6[M].北京:人民邮电出版社,2016.

[3]Scott Lowe.精通VMware vSphere5.5[M].北京:人民邮电出版社,2015.

[4]Nick Marshall.精通VMware vSphere6[M].北京:人民邮电出版社,2016.

[5]何坤源.VMware vSphere6.0虚拟化架构实战指南[M].北京:人民邮电出版社,2016.

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