云平臺(tái)虛擬機(jī)磁盤存儲(chǔ)應(yīng)用研究

魏評(píng)

摘 要：云計(jì)算和虛擬化技術(shù)近幾年在校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中逐步推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)的基于物理服務(wù)器構(gòu)建的信息系統(tǒng)逐步向虛擬化云平臺(tái)存儲(chǔ)中遷移。本文針對(duì)VMWare虛擬機(jī)的磁盤存儲(chǔ)格式、虛擬機(jī)外接USB存儲(chǔ)設(shè)備以及虛擬機(jī)系統(tǒng)崩潰后如何從共享存儲(chǔ)中恢復(fù)重要數(shù)據(jù)作相關(guān)技術(shù)探討與研究。

關(guān)鍵詞：虛擬化；云平臺(tái)；數(shù)據(jù)；虛擬機(jī)；磁盤；存儲(chǔ)

中圖分類號(hào)：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0047-01

1 引言

隨著云計(jì)算和虛擬化在校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中逐步推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)的基于物理服務(wù)器直接構(gòu)建的信息系統(tǒng)正逐步向云平臺(tái)存儲(chǔ)遷移與整合。虛擬化建設(shè)通常在現(xiàn)有校園網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上作統(tǒng)一規(guī)劃，循序漸進(jìn)添置高性能服務(wù)器、共享存儲(chǔ)設(shè)備等，逐步實(shí)現(xiàn)虛擬化應(yīng)用平臺(tái)的升級(jí)與改造。

2 共享存儲(chǔ)的基本架構(gòu)

為了提高應(yīng)用軟件的性能，云平臺(tái)虛擬機(jī)大多采用共享存儲(chǔ)機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理與集中控制。云平臺(tái)物理服務(wù)器一般無(wú)需配置RAID磁盤陣列，可從SD存儲(chǔ)卡或優(yōu)盤直接引導(dǎo)VMWare ESXi系統(tǒng)，通過(guò)光纖通道讀取高性能磁盤陣列共享存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)。虛擬機(jī)以及各類應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)均保存在共享存儲(chǔ)設(shè)備中，在數(shù)據(jù)安全性更為苛刻的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中還可以部署冗余的共享磁盤陣列。云平臺(tái)vCenter Server控制多臺(tái)ESXi服務(wù)器，每臺(tái)ESXi服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)。構(gòu)建新的應(yīng)用平臺(tái)時(shí)，采用從模板部署新虛擬機(jī)，并根據(jù)需求新增特定格式的磁盤分區(qū)。一些老舊物理服務(wù)器可以采用P2V技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移，把原有操作系統(tǒng)環(huán)境及全部數(shù)據(jù)從單臺(tái)物理服務(wù)器向網(wǎng)絡(luò)共享存儲(chǔ)平臺(tái)遷移。

3 虛擬機(jī)磁盤格式

新建虛擬機(jī)或在虛擬機(jī)上添加存儲(chǔ)，需在共享存儲(chǔ)中規(guī)劃和置備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jiǎn)置備。

3.1 厚置備延遲置零

ESXi以默認(rèn)的厚格式創(chuàng)建虛擬磁盤，通過(guò)預(yù)先估算虛擬機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行全部周期需要的存儲(chǔ)空間，為虛擬磁盤置備固定量的存儲(chǔ)空間，并將整個(gè)置備空間提交給虛擬磁盤。創(chuàng)建過(guò)程中不擦除物理磁盤上保留的任何數(shù)據(jù)，沒(méi)有置零操作，但以后首次從虛擬機(jī)寫(xiě)入時(shí)會(huì)按需置零。該模式磁盤讀寫(xiě)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(chuàng)建該格式時(shí)為虛擬磁盤分配所需空間，并將物理設(shè)備上保留的數(shù)據(jù)置零。厚置備置零創(chuàng)建時(shí)間較長(zhǎng)，適合于工作負(fù)荷較大的應(yīng)用系統(tǒng)虛擬機(jī)，如門戶網(wǎng)站、SQLServer/Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等。

3.3 精簡(jiǎn)置備

ESXi精簡(jiǎn)置備與厚置備區(qū)別較大。厚置備方式預(yù)先規(guī)劃大量存儲(chǔ)空間以滿足未來(lái)應(yīng)用存儲(chǔ)需要，但存儲(chǔ)空間可能一直未被使用而導(dǎo)致無(wú)法充分利用存儲(chǔ)容量。精簡(jiǎn)配置以靈活按需方式分配存儲(chǔ)空間，可優(yōu)化存儲(chǔ)利用率，創(chuàng)建磁盤時(shí)占用磁盤的空間大小根據(jù)實(shí)際使用量計(jì)算，即使用多少空間即分配多少，不提前分配空間，對(duì)磁盤保留數(shù)據(jù)不置零，且最大不超過(guò)劃分磁盤的大小。I/O操作不頻繁時(shí)磁盤性能較好，操作頻繁時(shí)性能有所下降，適用于數(shù)據(jù)集群備份、FTP下載等應(yīng)用。

4 添加USB外置存儲(chǔ)

采用共享磁盤存儲(chǔ)方式的虛擬機(jī)，有時(shí)需要連接外置USB存儲(chǔ)設(shè)備，如優(yōu)盤、移動(dòng)硬盤、硬件加密狗等。在物理層，需將USB存儲(chǔ)設(shè)備連接到運(yùn)行該虛擬機(jī)的ESXi服務(wù)器主板USB接口；在邏輯層，需在ESXi中掛載到對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)。以添加USB移動(dòng)硬盤為例，操作步驟如下：登錄vSphere Client，點(diǎn)擊需添加USB設(shè)備的虛擬機(jī)；編輯虛擬機(jī)設(shè)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(shè)備、xHCI支持USB3.0、USB2.0和USB1.0設(shè)備，其中xHCI支持Windows7以上操作系統(tǒng)；再次添加USB設(shè)備，選擇列表中的主機(jī)USB設(shè)備，如Western Digital My Passport 0827移動(dòng)硬盤。一個(gè)物理USB設(shè)備，只能掛載當(dāng)前運(yùn)行的一個(gè)虛擬機(jī)上。登錄虛擬機(jī)控制臺(tái)或遠(yuǎn)程桌面，在磁盤管理中發(fā)現(xiàn)新增的存儲(chǔ)設(shè)備，掛載該USB移動(dòng)硬盤并分配盤符，即可進(jìn)行讀寫(xiě)操作，操作方式與在物理機(jī)操作移動(dòng)硬盤完全一樣。

5 虛擬機(jī)崩潰后應(yīng)急恢復(fù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

云平臺(tái)虛擬機(jī)運(yùn)行著大量基于SQLServer、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)安全是云平臺(tái)管理的一項(xiàng)重要工作。一旦發(fā)生操作系統(tǒng)崩潰、虛擬機(jī)啟動(dòng)失敗、數(shù)據(jù)庫(kù)備份丟失等情況，從虛擬機(jī)中恢復(fù)最新數(shù)據(jù)庫(kù)就顯得尤為重要。筆者遇到過(guò)一次系統(tǒng)故障：云平臺(tái)磁盤共享存儲(chǔ)硬件完好，但某個(gè)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)崩潰已無(wú)法啟動(dòng)，急需恢復(fù)最新SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)重新構(gòu)建軟件平臺(tái)。參考步驟如下：將崩潰的虛擬機(jī)在關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)導(dǎo)出為一個(gè)OVF模板文件；在安裝VMWare Workstation12 Pro的計(jì)算機(jī)上打開(kāi)該OVF文件；在虛擬機(jī)設(shè)置中，選擇“硬盤（SCSI）即C盤”；在磁盤實(shí)用工具中，將該虛擬機(jī)磁盤映射到本地盤，如映射到Y(jié)盤；映射完成后，此Y盤符即顯示在Windows資源管理器內(nèi)。打開(kāi)資源管理器后，搜索SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)的安裝目錄，將脫機(jī)狀態(tài)的mdf和log文件復(fù)制出來(lái)；在云平臺(tái)上恢復(fù)該軟件平臺(tái)完好狀態(tài)下的OVF備份文件，重新掛載剛才復(fù)制出來(lái)的最新SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)文件，即可恢復(fù)該軟件平臺(tái)的正常運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

共享磁盤存儲(chǔ)架構(gòu)是VMware vSphere云平臺(tái)系統(tǒng)主流的存儲(chǔ)方式。靈活合理的選用虛擬機(jī)磁盤存儲(chǔ)格式對(duì)優(yōu)化虛擬機(jī)性能、合理利用存儲(chǔ)空間起著非常重要的作用。通過(guò)外接USB存儲(chǔ)設(shè)備可以提高虛擬機(jī)外接存儲(chǔ)容量，同時(shí)需加強(qiáng)虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)備份與應(yīng)急恢復(fù)重要數(shù)據(jù)的各項(xiàng)措施，確保云平臺(tái)系統(tǒng)安全。

參考文獻(xiàn)

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