本文簡要介紹一下在VSphere 6.7/7.0中vVol的相關(guān)內(nèi)容。隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，新的概念不斷被引入。特別是VMWare的產(chǎn)品更是新概念不斷，讓人眼花繚亂。

vVol是的全稱是Virtual Volume，也就是虛擬卷。但是vVol并非傳統(tǒng)意義上卷的概念，它更多的是一個對SAN和NAS進(jìn)行虛擬化集成與管理的框架。該框架式提供了一個更加有效的對虛擬化環(huán)境進(jìn)行管理的模型，同時將數(shù)據(jù)中心以基礎(chǔ)設(shè)施為中心轉(zhuǎn)換為以應(yīng)用為中心。從而使得虛擬化技術(shù)更好的為應(yīng)用服務(wù)。

vVol通過一種基于策略驅(qū)動的自動化方法來簡化操作。這使得更加靈活的滿足虛擬機(jī)對存儲的消費(fèi)，同時可以實(shí)現(xiàn)按需實(shí)時動態(tài)調(diào)整。它通過對硬件資源及以虛擬卷為粒度的基于磁盤陣列的數(shù)據(jù)服務(wù)的更精細(xì)的控制來簡化向應(yīng)用交付存儲服務(wù)級別操作。這里的存儲服務(wù)級別是指不同性能的存儲資源。

如下圖所示，通過vVol將多臺不同性能的SAN或者NAS設(shè)備虛擬化為一個稱為Datastore的資源池。而虛擬機(jī)所需資源都是從該池分配。

基于vVol， WMware提供了一個虛擬機(jī)及其磁盤粒度的視圖，而非LUN，使其變成了一個存儲系統(tǒng)管理單元。vVol封裝了虛擬磁盤和其他虛擬卷文件，并且將其存儲在存儲系統(tǒng)上。

vVol概述

vVol是從存儲陣列導(dǎo)出的VMDK粒度的存儲實(shí)體。vVol通過一個很小的協(xié)議終端(Protocal end-point，簡稱PE)集合導(dǎo)出到ESXi主機(jī)。PE是物理存儲結(jié)構(gòu)的一部分，其按需的建立起虛擬卷到期望vVol之間的數(shù)據(jù)通路。存儲系統(tǒng)在vVol上提供數(shù)據(jù)服務(wù)。結(jié)果是這些數(shù)據(jù)服務(wù)就是新的vVol。相對于數(shù)據(jù)路徑，數(shù)據(jù)服務(wù)、配置和虛擬卷的管理等則是帶外的。為了管理方便，多個vVol可以被打包為一個稱為存儲容器(SC)的邏輯項。

vVol和存儲容器形成了虛擬存儲結(jié)構(gòu)，PE是物理存儲結(jié)構(gòu)的一部分。這點(diǎn)大家需要區(qū)分清楚。

通過使用一系列的稱為存儲感知的vSphere API(VASA)，存儲系統(tǒng)可以感知vVol和其相關(guān)的虛擬機(jī)。通過VASA，vSphere和底層的存儲系統(tǒng)建立了兩路帶外通信鏈路。通過該通信鏈路vSphere可以執(zhí)行數(shù)據(jù)服務(wù)操作并將某些虛擬機(jī)的操作卸載到存儲系統(tǒng)端完成。例如快照和克隆等，可以從虛擬卷端轉(zhuǎn)移到存儲端來執(zhí)行。

對于帶內(nèi)通信，vSphere仍然通過標(biāo)準(zhǔn)的SCSI和NFS協(xié)議。于是，vVol可以支持任意類型的存儲系統(tǒng)，包括iSCSI、FC、FCoE和NFS等。

• vVols 代表一個虛擬卷的虛擬磁盤，它是一個128位的GUID標(biāo)識的抽象對象，并被存儲系統(tǒng)硬件管理。
• 模型從數(shù)據(jù)存儲的空間管理轉(zhuǎn)變?yōu)榇疟P陣列的抽象對象的管理。
• 存儲硬件可以完全控制虛擬磁盤的內(nèi)容、布局和管理。

VMware的很多合作伙伴在其陣列中添加了多vVol的支持。為了端到端的支持，HBA卡驅(qū)動需要實(shí)現(xiàn)對基于vVol設(shè)備的支持。這需要為SCSI驅(qū)動提供一個新的API，該API用于獲得二級LUNID(SLLID)。

vVol 核心組件簡述

vVol包含5個主要的組件，分別是vVol設(shè)備，協(xié)議終端(PE)，存儲容器(SC)，VASA提供者和陣列。所有這些組件被VSphere棧的不同組件所管理或者使用。比如Virtual Center(VSSA，SPBM)，ESXi(Hostd，VVolD，VVol FDS 驅(qū)動)。關(guān)于vVol的整體特性，我們概述如下：

• 沒有文件系統(tǒng)
• ESX通過VASA來管理磁盤陣列
• 陣列被劃分為邏輯的容器，稱為存儲容器
• 虛擬卷磁盤稱為vVol，被存儲在存儲容器當(dāng)中
• 從ESXi主機(jī)到存儲陣列的IO通過稱為PE的連接點(diǎn)進(jìn)行定位
• 數(shù)據(jù)服務(wù)被下沉(offload)到陣列，比如快照和加密等由陣列完成，而非虛擬化平臺
• 通過基于策略的存儲管理框(SPBM)架完成管理

VASA (存儲感知的vSphere APIs) APIs (VP)

vVol存儲提供者，也被稱為VASA提供者，本質(zhì)上就是一個軟件組件。其角色就是vSphere的一個存儲感知的服務(wù)。它負(fù)責(zé)組件間的帶外通信，其一端是ESXi主機(jī)，另外一端是存儲系統(tǒng)。如下圖所示是EMC Unity的整體架構(gòu)圖，這個圖比較清楚的描述清楚了VASA與其它組件間的關(guān)系。 

• 該組件由存儲陣列供應(yīng)商開發(fā)
• ESX和vCenter Server連接到VASA提供者
• 提供存儲感知的服務(wù)
• 一個VASA提供者可以管理多個陣列
• 支持VASA API通過ESXi主機(jī)導(dǎo)出
• VASA提供者可以基于陣列的管理程序或者固件實(shí)現(xiàn)
• 負(fù)責(zé)創(chuàng)建vVol

存儲容器 (SC)

不同于傳統(tǒng)LUN和基于NFS的vSphere存儲，vVol功能并不需要在存儲端預(yù)配置卷。取而代之的是，vVol使用一個存儲容器。這個存儲容器可以是一個原始的存儲池或者聚合的存儲池。我們這里對存儲容器做如下總結(jié)：

• 用于分組vVol的邏輯存儲結(jié)構(gòu)
• 根據(jù)虛擬卷對存儲的不同需求進(jìn)行隔離
• 一個SC可以被多個不同的PE訪問
• 所需能力(容量，QoS等)由SC申請
• VASA 提供者(Provider)發(fā)現(xiàn)存儲容器，并報告給vCenter服務(wù)
• 新虛擬機(jī)創(chuàng)建時，隨后SC會自動創(chuàng)建所需資源

協(xié)議終端 (PE)

雖然存儲系統(tǒng)負(fù)責(zé)vVol的所有管理工作，ESXi主機(jī)并不直接訪問存儲端的vVol。但是，ESXi主機(jī)通過一個邏輯IO代理與vVol和由vVol封裝的虛擬磁盤文件進(jìn)行通信。這里所謂的IO代理就是PE。ESXi通過PE按需的建立虛擬機(jī)與vVol的數(shù)據(jù)通路。

• 由存儲端隔離訪問點(diǎn)
• 可以使用多路徑策略或者NFS拓?fù)?/li>
• 實(shí)現(xiàn)ESXi主機(jī)與磁盤陣列間的通信
• 兼容所有SAN和NAS協(xié)議，如iSCSI, NFS v3, FC, FCoE.
• PE可以使用上述任何協(xié)議

vVols對象

在vCenter和vSphere Web客戶端中，虛擬數(shù)據(jù)存儲(datastore)代表一個存儲容器。vVol是對虛擬機(jī)文件、虛擬盤和其衍生品(比如快照)的封裝。

虛擬卷對象存儲在存儲容器當(dāng)中有5種不同類型的vVol，具體如下：

• Config-vVol - 元數(shù)據(jù)
• Data-vVol - VMDK
• Mem-vVol - 快照
• Swap-vVol - Swap 文件
• Other-vVol - 供應(yīng)商解決方案相關(guān)

實(shí)例簡析

雖然上面對vSphere的關(guān)鍵概念都做了解釋，估計還會有摸不著頭腦的感覺。其實(shí)簡單的理解就是提供了一套在虛擬機(jī)管理軟件中對存儲進(jìn)行管理的接口。這樣，在創(chuàng)建虛擬機(jī)，或者進(jìn)行虛擬卷操作的時候，可以通過存儲系統(tǒng)的支持提供虛擬機(jī)操作的性能等。當(dāng)然，為了能夠讓虛擬機(jī)管理軟件訪問存儲系統(tǒng)，需要建立兩者之間的關(guān)聯(lián)，也就是集成的過程。

以vSphere與Unity集成為例。首先需要在存儲系統(tǒng)添加虛擬主機(jī)信息，然后創(chuàng)建datastore。之后在vSphere中將存儲系統(tǒng)添加到其中。當(dāng)然，具體操作比較多，本文不再贅述，下面是一個主要的流程。

另外，還需要建立ESXi主機(jī)與存儲之間數(shù)據(jù)鏈路?？梢允莍SCSI或者FC，通過在宿主機(jī)實(shí)現(xiàn)到存儲系統(tǒng)的掛載，而且每個宿主機(jī)都要掛載成功。