VMware在vStorage VMFS（Virtual Machine File System）的研發(fā)上投入了大量的資源,。目前看來這個(gè)專為虛擬機(jī)而創(chuàng)建的文件系統(tǒng)是非常高效和有前途的。VMware Infrastructure 3和vSphere已經(jīng)在很多數(shù)據(jù)中心中部署，然而多數(shù)的管理員雖然使用了VMFS-3系統(tǒng),，但并不了解這個(gè)系統(tǒng),，這導(dǎo)致他們?cè)诠ぷ髦袝?huì)出現(xiàn)一些困擾。本文深入描述一些和VMFS的內(nèi)部工作機(jī)理相關(guān)的內(nèi)容,。
　　什么時(shí)候會(huì)用到VMFS,？

　　對(duì)于ESX和ESXi的主機(jī)，VMFS是我在文件系統(tǒng)上的首選,。但是并非所有的存儲(chǔ)系統(tǒng)都能和VMFS配合工作,，從而發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。在共享存儲(chǔ)系統(tǒng)環(huán)境中,，VMFS可以和iSCSI及光纖通道陣列協(xié)同工作,。VMFS也可以支持本地的直連存儲(chǔ)，但相比共享環(huán)境,，其作用不能完全發(fā)揮,。許多存儲(chǔ)也支持通過NFS（Network File System）和ESX或ESXi系統(tǒng)連接。不過根據(jù)存儲(chǔ)專家Stephen Foskett的描述,，在一些特定環(huán)境中,，只有VMFS可以發(fā)揮非常神奇的效果。（請(qǐng)參考VMFS will always be a first-class citizen）

　　并不是所有的存儲(chǔ)設(shè)備都支持有管理員選擇使用NFS還是VMFS,，我重點(diǎn)關(guān)注使用了VMFS文件系統(tǒng)的iSCSI或光纖通道陣列環(huán)境,。當(dāng)您計(jì)劃安裝新的系統(tǒng)時(shí)，決定使用VMFS還是NFS將受到和您的需求及限制相關(guān)的很多因素影響,。

　　VMFS是一個(gè)集群文件系統(tǒng)

　　簡(jiǎn)單的講,，一個(gè)集群文件系統(tǒng)就是同一塊硬盤資源可以被同時(shí)掛載給多個(gè)服務(wù)器像本地硬盤一樣使用。很多VMware的管理員早期都接觸過Windows Server的應(yīng)用環(huán)境,，應(yīng)該對(duì)通過使用Microsoft Cluster Server (MSCS)實(shí)現(xiàn)共享的方式很熟悉,。VMFS和MSCS相比有一些區(qū)別，MSCS不能支持不同服務(wù)器在同一時(shí)間對(duì)這塊硬盤訪問,，而VMFS可以做到,。如果您基于同一臺(tái)存儲(chǔ)使用MSCS或ESX，在SAN（storage area network）的配置（如zoning,、多路徑軟件等等）上是相同的,，但是您獲得的結(jié)果有很大的區(qū)別。

　　同樣,，這個(gè)區(qū)別其他的集群文件系統(tǒng)軟件如：Lustre,、Red Hat Global File System、Hadoop Distributed File System (HDFS) 和IBM's General Purpose File System (GPFS)也存在,。

　　VMFS有一個(gè)本質(zhì)的區(qū)別就是：在VMFS中沒有某臺(tái)服務(wù)器或某個(gè)軟件可以完全控制對(duì)文件系統(tǒng)的訪問權(quán)限,。VMFS通過運(yùn)行于每一臺(tái)主機(jī)上，直接管理文件系統(tǒng)的命名空間來達(dá)到協(xié)調(diào)管理客戶端對(duì)文件的訪問權(quán)限。每個(gè)VMFS卷都在文件系統(tǒng)中保留了一定的空白區(qū)域用于內(nèi)部協(xié)調(diào)時(shí)使用,，關(guān)于這塊保留空間的具體內(nèi)容請(qǐng)參考missing space from VMFS data stores because of hidden files,。

　　VMFS和zone

　　因?yàn)閂MFS不是通過磁盤訪問權(quán)限管理的方式做協(xié)調(diào)的，所以對(duì)于格式化成VMFS系統(tǒng)的卷,，可以跨管理zone完成大量任務(wù),。每個(gè)被管理zone內(nèi)可以是一臺(tái)單獨(dú)的ESXi主機(jī)（完全獨(dú)立，沒有被vCenter管理,，也無需購(gòu)買軟件許可）,，可以是被vCenter管理下的ESX或ESXi主機(jī)，甚至是兩者的混合,。VMFS支持把一個(gè)LUN（logical unit number）和多個(gè)vCenter Servers管理下的ESX 或ESXi主機(jī)劃分到一個(gè)zone當(dāng)中去,。這種管理的方式下，使得我們可以輕松跨越多個(gè)被管理的zone實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的遷移,，因?yàn)槟炔恍枰?A href="http://www./products/converter/" target=_blank>VMware Converter的支持,，也不需要緩慢而復(fù)雜的Virtual Machine Disk (VMDK)文件的支持。

　　需要提醒的是這種兼容方式并不是僅僅VMFS具備,。下圖顯示了一個(gè)獨(dú)立的LUN如何在VMFS文件系統(tǒng)下跨越多個(gè)被管理的zone,。

點(diǎn)擊圖片本身就能放大

　　這種配置方式適用于需要跨被管理zone實(shí)現(xiàn)訪問并且不需購(gòu)買額外軟件許可的應(yīng)用環(huán)境。而且,，通過避免為一些不需要高級(jí)功能的主機(jī)購(gòu)買額外的vCenter許可軟件費(fèi)用,，可以節(jié)省大筆的費(fèi)用。只有當(dāng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境馬上就要超出管理能力,，確實(shí)有需求時(shí)才去購(gòu)買那些高級(jí)功能配置許可,。在一個(gè)集群中，沒有購(gòu)買許可的ESXi主機(jī),，無法使用VMotion,、VMware High Availability、Distributed Resource Scheduler和其他的一些高級(jí)功能,，但是其他的ESX和ESXi主機(jī)則可以使用這些高級(jí)功能,。
VMFS卷的組成

　　組成VMFS卷的文件跟其他文件系統(tǒng)中的情況比起來差別非常的大，一個(gè)LUN通常是由一些非常大的文件和另外一些非常小的文件共同構(gòu)成,。這些非常大的文件有虛擬硬盤文件.VMDK,，虛擬硬盤的快照文件和內(nèi)存交換文件。小的文件包含虛擬機(jī)的日志文件,、配置文件或者是虛擬機(jī)BIOS文件,。

　　VMFS卷的組成特性源于VMFS的兩級(jí)架構(gòu)：文件數(shù)據(jù)塊和子系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊。文件數(shù)據(jù)塊是在卷創(chuàng)建時(shí)根據(jù)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(guān)于文件塊的問題,。子文件數(shù)據(jù)塊是在文件系統(tǒng)內(nèi)再進(jìn)一步劃分更小的塊，通過多個(gè)非常小的塊劃分的方式來減少內(nèi)部碎片的產(chǎn)生,。

　　在通常情況下,，如果VMFS卷被格式化成1MB大小的塊，然后再劃分多個(gè)64KB的小塊用于滿足小文件的存儲(chǔ)需求,。這樣每個(gè)VMFS-3的卷將存在多個(gè)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(chǔ)大文件時(shí)的碎片，通過小的塊劃分可以減少小文件存儲(chǔ)時(shí)的碎片,。這種實(shí)現(xiàn)方式直接導(dǎo)致了虛擬機(jī)卷組成的特殊情況：包含許多非常大的文件和許多非常小的文件,。這里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，然后劃分小文件所使用的小的子塊,，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化,。

　　可插入架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　在vSphere的協(xié)助下，VMFS卷還可以有一些增強(qiáng)型的功能,。如Pluggable Storage Architecture (PSA)把企業(yè)部署VMware的方法向前推進(jìn)了一大步,，Stephen Foskett甚至把它的作用跟數(shù)據(jù)中心大型機(jī)的出現(xiàn)相提并論。

　　PSA使得vSphere Enterprise Plus的安裝過程可以兼容存儲(chǔ)廠家的多路徑軟件,。在之前,，VMFS-3卷僅支持跟ESX和ESXi的多路徑策略綁定的軟件。這種方式不能利用存儲(chǔ)廠家提供的多路徑軟件,，從而使存儲(chǔ)陣列的功能受到限制?，F(xiàn)在PSA的出現(xiàn)改變了這種情況，使得VMFS-3卷的功能得到極大地增強(qiáng),。