计算/存储虚拟化高级特性

目录

计算虚拟化特性

HA高可用

虚拟机热迁移

虚拟机快照技术

存储虚拟化特性

链接克隆

存储热迁移

裸设备映射

---

计算虚拟化特性

HA高可用

通过HA（High Available）机制，可以提升虚拟机的可用度，允许虚拟机所在的服务器节点出现故障之后能够迁移到其他服务器上，在短暂中断后继续运行；可以解决由于服务器死机、服务器蓝屏等（断电、硬件问题）导致虚拟机无法正常工作的问题

HA的前提

所有的服务器要在同一集群（故障服务器和迁移后的服务器要在同一集群）

集群中有空闲的资源

集群需要开启HA

虚拟机使用共享存储，而不是本地存储

如何发现虚拟机故障

开启HA功能后，系统会周期检测虚拟机状态，当物理服务器宕机等引起虚拟机故障时，系统可以将虚拟机迁移到其他物理服务器重新启动，保证虚拟机快速恢复（目前系统能够检测到的引起虚拟机故障的原因包括硬件故障和系统软件故障）

HA注意事项

重新启动的虚拟机，会像物理机一样重新开始引导，加载操作系统（因此发生故障时没有保存到硬盘上的内容将丢失）

对于未启用HA功能的虚拟机，当发生故障后，虚拟机会处于停机状态，用户需要自行操作来启动这台虚拟机

场景举例

当物理服务器A故障后，如果没有开启HA，则服务器A上的运行的虚拟机也会停止

如果开启HA的话，当服务器A故障后，会在集群中找到空闲的资源重新启动新的虚拟机，新的虚拟机直接使用故障服务器上虚拟机使用的存储资源，使得服务器A的虚拟机能够正常运行（主机之间使用共享存储，当存储出问题了，就没办法实现HA了）

对外界客户端来说这只是一次系统重启，察觉不到虚拟机已经进行了跨物理主机的迁移

虚拟机热迁移

在不中断业务的情况下，将运行的虚拟机从一台物理主机移动至另一台物理主机，基于内存压缩技术，虚拟机磁盘数据位置不变，能够实现资源的负载均衡（HA可以看做为冷迁移）

实现前提

所有的服务器要在同一集群（迁移前后的服务器要在同一集群）

集群中有空闲的资源

集群需要开启热迁移

虚拟机使用共享存储，而不是本地存储

不支持非持久化硬盘的迁移

迁移方式

手动迁移：管理员根据需要手动迁移（如负载均衡或设备维护等场景）

自动迁移：系统根据需要预先设定的虚拟机调度策略（负载均衡、节能、定时等策略），对虚拟机进行自动迁移

热迁移应用场景

 1、服务器进行设备维护

 2、服务器进行动态资源、电源管理时，节能减排

虚拟机快照技术

快照基本概念

使用快照可以保留虚拟机的状态，能够在任意时刻让虚拟机返回到该状态

快照在执行时会捕捉虚拟机的整个状态，并保存虚拟机所有卷的信息（包括磁盘、虚拟机电源状态、内存等）；因此虚拟机快照是通过多种快照技术实现的（包括内存快照、存储快照等）

存储快照技术：HyperSnap快照与HyperCDP高密快照技术讲解-CSDN博客

注意：快照不能代替虚拟机备份

---

存储虚拟化特性

链接克隆

虚拟机创建好了之后，想要在创建一个一样的虚拟机，就可以使用克隆的方式实现

克隆有两种方式

链接克隆、完整复制

链接克隆

通过链接克隆能够快速、批量的部署虚拟机

链接克隆可以基于一个虚拟机模板，快速发放类似的虚拟机

具体的工作原理

根据虚拟机模板（母卷）创建差分磁盘；然后将链接克隆母卷和链接克隆差分卷组合映射为一个链接克隆卷，提供给虚拟机使用（即原卷和差分卷一起读取）

特点

创建的差分卷占用空间小，不过会随着虚拟机的使用逐渐磁盘空间会增大

创建速度快

一个链接克隆母卷可以创建多个链接克隆差分卷，进而创建多个虚拟机，不过读写性能会降低

存储热迁移

虚拟机热迁移和存储热迁移的区别

虚拟机热迁移时目标存储是不变的（迁移前后使用的是同一个存储-共享存储）

存储热迁移时目标存储是改变了的（迁移前后存储不一致，需要使用到写时重定向技术）

热迁移概念

在不中断业务的前提下，将虚拟机磁盘从一个存储迁移到另一个存储

大致过程

热迁移开始时首先使用写时重定向，将虚拟机的数据写入到目的数据存储的一个差分磁盘（该差分磁盘是根据原数据存储建立的），原磁盘变为只读磁盘

然后将原磁盘的所有快依次读取出来并合并到目标端的差分磁盘中

等数据合并完成后，目的端的差分磁盘就拥有了所有的最新数据，此时将源端和目的端分裂，将目的端差分磁盘修改为动态磁盘，此时目的端磁盘文件就可以单独运行

具体工作原理

智能数据迁移、智能缓存分区、智能数据缓存技术讲解-CSDN博客

裸设备映射

存储资源裸设备映射RDM ，也称为存储直通技术；使得虚拟机能够直接访问SAN存储上的LUN；即虚拟机上的业务能够直接访问存储设备、直接对存储设备下达控制命令

虚拟机直接访问物理设备的前提

虚拟机直接通过SCSI命令操作裸存储设备（SCSI是一种把主机和存储器连接起来的短距离协议）

兼容FC光纤存储和IP SAN存储

特点

这种类型的存储不支持链接克隆、存储瘦分配、磁盘在线/离线扩容、存储增量快照、存储热迁移存、储QoS等