Типы виртуальных дисков в VMware vSphere ESXI 5-5

Всем привет сегодня рассмотрим, в чем разница виртуальных дисков у Vmware ESXi 5.5, разберем каждый тип диска и где его лучше применять. Виртуальные машины на платформе VMware vSphere размещаются на хранилищах Fibre Channel, iSCSI, NAS/NFS или локальных дисках серверов ESX. Диски виртуальных машин могут располагаться на томах в файловой системе VMFS (Virtual Machine File System), NFS (Network File System) или на томах RDM (Raw Device Mapping). При этом на томах VMFS и NFS виртуальные диски машин хранятся в формате vmdk, а на томах RDM виртуальная машина хранит свои данные напрямую на LUN. Сегодня мы поговорим о том, в каких форматах могут быть виртуальные диски машин в VMware vSphere, к которым обращаются серверы VMware ESXI 5.x.x

Диски типа Raw

Файловая система VMFS поддерживает схему Raw Device Mapping (RDM), которая представляет собой механизм для прямого доступа виртуальной машины к дисковой подсистеме (конкретному LUN) устройств хранения  Fibre Channel или iSCSI. Этот тип виртуального диска доступен для создания из vSphere Client.

Если в сети хранения данных используется ПО для создания мгновенных снимков системами резервного копирования, которые запущены в виртуальных машинах, требуется прямой доступ к дисковой подсистеме устройств хранения. Кроме того Raw-диски используются для кластеров Microsoft Clustering Services (MSCS), включая кластеры типа «виртуальный-виртуальный» и «виртуальный-физический».

Но RDM не используется для повышения производительности - его производительность аналогична дискам vmdk в файловой системе VMFS.

RDM может обеспечиваться путем предоставления символьной ссылки в томе VMFS к разделу Raw (режим виртуальной совместимости). В этом случае файлы маппирования, относящиеся к конфигурации виртуальных машин, отображаются как файлы в томе VMFS в рабочей директории виртуальной машины. Когда том Raw открывается для записи, файловая система VMFS предоставляет доступ к файлу RDM на физическом устройстве и реализует через него механизм блокирования и контроля доступа. После этого операции чтения и записи идут напрямую к тому Raw, минуя файл маппирования.

Файлы RDM содержат метаданные, используемые для управления и перенаправления доступа к физическому устройству. RDM предоставляет возможности прямого доступа к дискам, при этом сохраняются некоторые возможности, присущие файловой системе VMFS. Схема взаимодействия виртуальной машины с устройством хранения посредством механизма RDM изображена на рисунке:

Перед началом операций ввода-вывода виртуальная машина vmware посредством файла маппирования инициирует открытие тома Raw. Далее файловая система VMFS осуществляет разрешение адресов секторов физического устройства, а виртуальная машина начинает производить операции чтения-записи на физическое устройство.

Используя RDM возможно производить следующие операции:

• «горячая» миграция виртуальных машин посредством VMotion на томах Raw;
• добавлять новые тома Raw с помощью VI Client;
• использовать возможности файловых систем, такие как распределенное блокирование файлов, установка разрешений и именование;

Для RDM используются два режима совместимости:

• Режим виртуальной совместимости, который позволяет производить маппирование файлов виртуальных дисков, включая возможности создания мгновенных снимков системы хранения. При таком режиме выбирается том VMFS, на котором будет храниться файл маппирования и том, где находится файл конфигурации виртуальной машины.
• Режим физической совместимости, позволяющий приложениям получать низкоуровневый доступ к SCSI-устройствам, при этом наличие файла маппирования не требуется.

Использование функций VMotion, DRS и HA поддерживаются в обоих режимах совместимости.

Диски типа Thick (толстые диски)

Это тип дисков vmdk на томах VMFS или NFS, размер которых предопределяется заранее (при создании) и не изменяется в процессе наполнения его данными. Давайте добавим для примера новый виртуальный диск.

Существует три типа дисков thick:

Thick disks

Все пространство диска выделяется в момент создания, при этом блоки не очищаются от данных, которые находились там ранее. Это может создавать потенциальные угрозы безопасности, поскольку виртуальная машина может получить доступ к данным на хранилище VMFS, которые ей не принадлежат. При обращении к блокам такого диска их содержимое предварительно не очищается со стороны ESX. Преимущество дисков типа thick - производительность и быстрота создания, недостаток - безопасность

Zeroed thick disks (lazy zeroed thick disks)

Все пространство такого диска выделяется в момент создания, при этом блоки не очищаются от данных, которые находились там ранее. При первом обращении виртуальной машины к новому блоку происходит его очистка. Таким образом, эти диски более безопасны, однако при первом обращении к блоку - теряется производительность системы ввода-вывода на операцию очистки. При последующих обращениях - производительность идентична дискам типаEager zeroed thick. Этот тип диска создается по умолчанию через VMware vSphere Client для виртуальных машин. Преимущество дисков Zeroed thick disks - безопасность и быстрота создания, недостаток - производительность при первом обращении к блоку.

Eager zeroed thick disks

Все пространство такого диска выделяется в момент создания, при этом блоки очищаются от данных, которые находились там ранее. Далее происходит обычная работа с блоками без очистки. Преимущество такого диска - производительность и безопасность, недостаток - долгое время создания.

Диски типа Thin (тонкие диски)

Эти диски создаются минимального размера и растут по мере их наполнения данными до выделенного объема. При выделении нового блока - он предварительно очищается. Эти диски наименее производительны (выделение нового блока и его очистка), однако наиболее оптимальны для экономии дискового пространства на системе хранения данных. Чаще всего их используют в тестовых средах и стендах, где нужно по экономить дисковое пространство или же для разработки.

На слайде пример виртуальной машины с тремя дисками общего объема 140 ГБ, а по фату на датасторе используется 80 гб.

Independent, Persistent, Non-Persistent диски

И так теперь у вас есть виртуальная машина, если вы зайдете в ее свойства то сможете обнаружить, что для каждого виртуального диска есть еще дополнительные опции

• Independent
• Persistent
• Non-Persistent

давайте смотреть, что каждый из них означает. Вот такая картинка идет по умолчанию для виртуального диска. Что это подразумевает, а то, что у вас в конфигурации стандартный виртуальный диск, на нем можно делать снапшоты ESXI, это дает возможность делаться дельте диска и данные уже писать в него. Если откатывать снапшот, то вы получите диск на момент снятия.

Если у нас стоит Independent и Persistent. В такой конфигурации это означает, что вы не сможете создать снапшот, так как все изменения сразу пишутся на диск. При попытке его создать вас пошлют с ошибкой Cannot take a memory snapshot, since the virtual machine is configured with independent disks. Некий такой механизм защиты от снапшота,

И последний вариант это Independent > Non-Persistent. Тут тоже не работают снапшоты. Диск необходим вот для чего. Предположим у вас есть какой, то публичный или тестовый стенд, где все что то могут поставить, до этого вы его подготовили в эталонный вид и поставили тип диска Non-Persistent, далее все начинаю херачить и ломать эту машинку, ставить там свой софт и тестить его, в итоге, у вас же нет снапшота, а откатиться хочется, этот тип диска и позволяет это сделать путем обычной перезагрузки. Хороших примеров его использования полно, главный принцип один раз настроили, что то пошло не так ребутнули и все счастливы.