vmfs

VMware Virtual Machine File System （VMFS ）是一種高性能的群集檔案系統，它使虛擬化技術的套用超出了單個系統的限制。VMFS的設計、構建和最佳化針對虛擬伺服器環境，可讓多個虛擬機共同訪問一個整合的群集式存儲池，從而顯著提高了資源利用率。VMFS 是跨越多個伺服器實現虛擬化的基礎，它可啟用VMware VmotionTM 、Distributed Resource Scheduler 和 VMware High Availability 等各種服務。VMFS 還能顯著減少管理開銷，它提供了一種高效的虛擬化管理層，特別適合大型企業數據中心。採用 VMFS 可實現資源共享，使管理員輕鬆地從更高效率和存儲利用率中直接獲益。

基本介紹

• 外文名：VMware Virtual Machine File System
• 縮寫：vmfs
• 類別：高性能的群集檔案系統
• 隸屬：虛擬化技術

簡介

VMFS有一個本質的區別就是：在VMFS中沒有某台伺服器或某個軟體可以完全控制對檔案系統的訪問許可權。VMFS通過運行與每一台主機上，直接管理檔案系統的命名空間來達到協調管理客戶端對檔案訪問許可權。每個VMFS卷都在檔案系統中保留了一定的空白區域用於內部協調時使用。

VMFS 的特性

確保 VMFS 適用於虛擬環境的技術特性包括：

具有分層目錄結構的自動檔案系統

針對群集環境中的虛擬機進行最佳化

鎖定管理和分散式邏輯卷管理

跨越多個存儲盤區，動態擴展數據存儲區

具有日誌記錄的群集式檔案系統可迅速恢復

將整個虛擬機狀態封裝在單個目錄中

VMFS 的優勢

作為虛擬機（VM ）環境的智慧型化和自動化存儲接口，VMFS 提供了自動的群集檔案系統功能和智慧型的群集卷管理功能。VMFS 所具有的大量優點使其特別適合作為虛擬環境中的群集檔案系統。

支持可確保應用程式服務級別的獨特功能

傳統檔案系統在給定時間只允許一台伺服器讀寫同一檔案，而 VMware vStorage VMFS 是一種集群檔案系統，它利用共享存儲來允許多個 VMware ESX 實例同時讀寫相同存儲位置。VMware vStorage VMFS 允許您：

在一個中心位置高效存儲整個虛擬機狀態，從而極大地簡化虛擬機的部署和管理。支持獨特的基於虛擬化的功能，例如，將正在運行的虛擬機從一台物理伺服器實時遷移到另一台伺服器、自動在單獨的物理伺服器上重啟發生故障的虛擬機，以及跨不同物理伺服器建立虛擬機集群等等。

無縫管理虛擬機存儲

通過動態控制虛擬存儲卷，即使要處理大量數據的應用程式也能實現接近本機 SCSI 的虛擬磁碟性能。

支持多個 VMware ESX 安裝對同一個存儲位置執行並發讀寫操作。無需中斷其他 VMware ESX 主機，即可在 VMware vStorage VMFS 卷中添加或刪除某個 VMware ESX 伺服器。無需依賴存儲管理員即可創建新的虛擬機。可對不斷增長的檔案調整自適應數據塊大小和定址，以便動態增加 vStorage VMFS 卷的大小。自動發現 LUN 並將其映射到某個 VMware vStorage VMFS 卷，從而簡化存儲管理。用可調整的卷、磁碟、檔案和塊大小最佳化虛擬機 I/O。利用分散式日誌在伺服器發生故障時更快、更可靠地恢復虛擬機。所有VMware Infrastructure 版本都包括 VMware vStorage VMFS 集群檔案系統。

簡化災難恢復

由於 VMFS 將一個虛擬機的檔案存儲在單個子目錄中，因此災難恢復、測試和克隆等過程都極大地簡化了。在發生災難時，可以遠程鏡像虛擬機的完整狀態，從而很容易將其恢復。通過自動處理虛擬機檔案，VMFS 可以封裝整個虛擬機，因而很容易成為災難恢復（DR ）解決方案的一部分。

VMFS和zone

因為VMFS不是通過磁碟訪問許可權管理的方式做協調的，所以對於格式化成VMFS系統的卷，可以跨管理zone完成大量任務。每個被管理zone內可以是一台單獨的ESXi主機（完全獨立，沒有被vCenter管理，也無需購買軟體許可），可以是被vCenter管理下的ESX或ESXi主機，甚至是兩者的混合。VMFS支持把一個LUN（logical unit number）和多個vCenter Servers管理下的ESX 或ESXi主機劃分到一個zone當中去。這種管理的方式下，使得我們可以輕鬆跨越多個被管理的zone實現虛擬機的遷移，因為您既不需要VMware Converter的支持，也不需要緩慢而複雜的Virtual Machine Disk (VMDK)檔案的支持。

需要提醒的是這種兼容方式並不是僅僅VMFS具備。下圖顯示了一個獨立的LUN如何在VMFS檔案系統下跨越多個被管理的zone。

這種配置方式適用於需要跨被管理zone實現訪問並且不需購買額外軟體許可的套用環境。而且，通過避免為一些不需要高級功能的主機購買額外的vCenter許可軟體費用，可以節省大筆的費用。只有當現實環境馬上就要超出管理能力，確實有需求時才去購買那些高級功能配置許可。在一個集群中，沒有購買許可的ESXi主機，無法使用VMotion、VMware High Availability、Distributed Resource Scheduler和其他的一些高級功能，但是其他的ESX和ESXi主機則可以使用這些高級功能。

VMFS卷的組成

組成VMFS卷的檔案跟其他檔案系統中的情況比起來差別非常的大，一個LUN通常是由一些非常大的檔案和另外一些非常小的檔案共同構成。這些非常大的檔案有虛擬硬碟檔案.VMDK，虛擬硬碟的快照檔案和記憶體交換檔案。小的檔案包含虛擬機的日誌檔案、配置檔案或者是虛擬機BIOS檔案。

VMFS卷的組成特性源於VMFS的兩級架構：檔案數據塊和子系統數據塊。檔案數據塊是在卷創建時根據需要選擇的，通用有1 MB、2MB、4MB或8MB的塊大小。建議您一定要參考一下Eric Siebert的文章block size selection when formatting a VMFS-3 volume來了解更多關於檔案塊的問題。子檔案數據塊是在檔案系統內再進一步劃分更小的塊，通過多個非常小的塊劃分的方式來減少內部碎片的產生。

在通常情況下，如果VMFS卷被格式化成1MB大小的塊，然後再劃分多個64KB的小塊用於滿足小檔案的存儲需求。這樣每個VMFS-3的卷將存在多個由主塊分割出來的64KB大小的塊。下圖演示了這種情況：

大的塊劃分可以有效減少存儲大檔案時的碎片，通過小的塊劃分可以減少小檔案存儲時的碎片。這種實現方式直接導致了虛擬機卷組成的特殊情況：包含許多非常大的檔案和許多非常小的檔案。這裡我們也可以很清楚地理解，這種混合大小塊的編制有效保證了VMFS更好地工作。在這種情況下，我們可以把VMFS-3卷劃分成8MB的塊單元，然後劃分小檔案所使用的小的子塊，實現對系統的最佳化。