我們已經(jīng)到達(dá)了新的階段，一半以上的生產(chǎn)工作負(fù)載來自于虛擬化。沒有采用虛擬化的工作負(fù)載，極可能是因?yàn)樗荌O密集型應(yīng)用或?qū)ρ舆t非常敏感。這種類型的工作負(fù)載，長(zhǎng)期以來被認(rèn)為虛擬化是不可能或不現(xiàn)實(shí)的。然而，虛擬化閃存加速使這種類型應(yīng)用的虛擬化變得更加容易。

VMware和微軟都有各自的方法來提供基于閃存的緩存加速功能。在兩種情況下閃存(固態(tài)硬盤形式)都用來做讀緩存加速操作。微軟的方法同時(shí)提供寫加速。

WSS使閃存使用自動(dòng)化

微軟提供的虛擬機(jī)閃存加速方法是基于WSS，而非基于Hyper-V。當(dāng)然，Hyper-V是windows服務(wù)器的一個(gè)角色，能夠完全的使用大多數(shù)WSS的特性。

在Windows Server 2012 R2中，微軟介紹WSS的本地分層存儲(chǔ)功能。該功能允許管理員將可用的物理存儲(chǔ)匯集到存儲(chǔ)池。一個(gè)存儲(chǔ)池可以包含固態(tài)硬盤(SSD)，傳統(tǒng)硬盤(HDDs)或者兩者的混合。在大多數(shù)情況下，windows操作系統(tǒng)可以自動(dòng)的區(qū)分兩種存儲(chǔ)類型。當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別SSD的情況下，通過使用PoweShell工具，可以將SSD和HDD進(jìn)行手工區(qū)分。

一個(gè)Windows存儲(chǔ)池的主要工作是提供裸存儲(chǔ)空間給一個(gè)或多個(gè)虛擬磁盤使用。虛擬磁盤可以通過服務(wù)器管理器創(chuàng)建，可以被視為本地存儲(chǔ)或者作為Hyper-V虛擬機(jī)的存儲(chǔ)。真實(shí)情況下，許多的部署采用嵌套的方法，一個(gè)虛擬磁盤創(chuàng)建在一個(gè)存儲(chǔ)池中。虛擬磁盤作為宿主操作系統(tǒng)的本地存儲(chǔ)，Hyper-V虛擬機(jī)使用的磁盤駐留在該虛擬磁盤上。

如果虛擬磁盤創(chuàng)建在存儲(chǔ)池之上，虛擬磁盤向?qū)z查SSD的存在。如果固態(tài)磁盤存在，新的虛擬磁盤向?qū)?huì)顯示一個(gè)復(fù)選框，用戶可以選擇使用分層存儲(chǔ)。這個(gè)復(fù)選框是否顯示取決于固態(tài)磁盤的數(shù)據(jù)是否足夠容納虛擬磁盤的存儲(chǔ)分布。例如，一個(gè)使用鏡像分布的虛擬磁盤需要兩個(gè)物理磁盤。如果選擇使用分層存儲(chǔ)，就需要兩個(gè)固態(tài)磁盤。

當(dāng)虛擬磁盤使用分層存儲(chǔ)創(chuàng)建，會(huì)發(fā)生兩件事。

1.Windows操作系統(tǒng)跟蹤讀取最頻繁的數(shù)據(jù)塊。這些數(shù)據(jù)塊(微軟定義為熱數(shù)據(jù)塊)將被自動(dòng)遷移到高速存儲(chǔ)層中。這個(gè)想法是最經(jīng)常訪問到的數(shù)據(jù)應(yīng)該獲得最好的性能。手動(dòng)將文件移到高速層也是可能的，它們會(huì)永遠(yuǎn)駐留在高速存儲(chǔ)中。

2.Windows創(chuàng)建一個(gè)1GB的寫緩存(假設(shè)高速層足夠大)。寫緩存設(shè)計(jì)用來提高寫操作速度。操作系統(tǒng)可以首先在高速層寫下數(shù)據(jù)，然后在I/O需求較低的時(shí)刻將數(shù)據(jù)移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)層。

如前所述，直接使用創(chuàng)建在Windows存儲(chǔ)池之上的虛擬磁盤來配置Hyper-V的虛擬機(jī)是可能的。如果Hyper-V的虛擬磁盤存在于存儲(chǔ)池的虛擬磁盤，Hyper-V的虛擬磁盤仍然能夠享有基本能力的效益。值得注意的是，如果有多個(gè)Hyper-V虛擬磁盤駐留在一個(gè)單一的Windows虛擬硬盤，Hyper-V磁盤將共享Windows磁盤的I/O帶寬和高速緩存。

VSphere創(chuàng)建專用的讀緩存加速

微軟并不是使用緩存加速唯一的虛擬化廠商。VMware通過它的vFRC功能來支持高速緩存加速。

VMware采用的方法和微軟的方法有很多共同點(diǎn)。vFRC通過使用閃存存儲(chǔ)來降低IO延遲。緩存加速的進(jìn)程也是完全透明的，并且虛擬機(jī)感知不到緩存的存在。因此，緩存相關(guān)的代理是不需要的。

這是它們的相似之處。微軟采用的方法是在由Windows服務(wù)器操作系統(tǒng)控制的存儲(chǔ)層之上創(chuàng)建虛擬磁盤。相比之下，VMware將緩存作為一個(gè)可設(shè)置的資源。VSphere允許創(chuàng)建CPU資源池和內(nèi)存資源池?；陂W存的緩存加速是基于創(chuàng)建的一種叫做虛擬閃存資源的邏輯對(duì)象。

虛擬閃存資源是一組閃存存儲(chǔ)容量的邏輯集合(基本上，是SSD的存儲(chǔ)池)。盡管如此，關(guān)于虛擬閃存資源還是有一些重要的事情需要了解：

· 閃存必須致力于緩存加速。固態(tài)磁盤不能被SAN或NAS存儲(chǔ)和虛擬閃存資源共享—它們只能屬于兩者中的一個(gè)。同樣的，你不能把一個(gè)VMware的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)放在虛擬閃存讀緩存存儲(chǔ)中。

· 它是一個(gè)主機(jī)層的對(duì)象。換句話說，緩存所使用的資源在一個(gè)特定的主機(jī)服務(wù)器上。緩存不是一個(gè)緩存級(jí)別的對(duì)象，并且它的內(nèi)容不會(huì)在集群節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行復(fù)制。然而，vMotion是緩存加速感知的。管理員可以選擇在使用vMotion功能遷移一個(gè)虛擬機(jī)到另一臺(tái)主機(jī)時(shí)，將緩存內(nèi)容包括在內(nèi)，或者可以將緩存內(nèi)容拋棄掉。如果緩存內(nèi)容被復(fù)制，目標(biāo)主機(jī)必須有自己的虛擬讀緩存。

· 在vMotion過程中使用虛擬讀緩存加速會(huì)有懲罰。如果vMotion過程之中包括緩存內(nèi)容，對(duì)比緩存不存在或者緩存內(nèi)容沒有被遷移的情況，它會(huì)耗費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間來遷移虛機(jī)。不幸的是，估計(jì)由于緩存內(nèi)容添加而造成的vMotion時(shí)間增加是很困難的，因?yàn)樵摃r(shí)間是基于諸如緩存大小和可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲(chǔ)帶寬來決定的。

· vMotion過程不包括緩存內(nèi)容也會(huì)有懲罰。如果緩存的內(nèi)容不包括在vMotion的過程中，vMotion進(jìn)程將耗費(fèi)和緩存不存在時(shí)相同的時(shí)間來完成遷移過程。這時(shí)vMotion完成后性能懲罰會(huì)發(fā)生，因?yàn)樘摂M機(jī)不會(huì)在有數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)在SSD緩存中。虛擬機(jī)的性能最終還是會(huì)恢復(fù)，但是這時(shí)緩存不得不先重建。這個(gè)過程類似于一個(gè)基于閃存的緩存加速是第一次添加到虛擬機(jī)中，這時(shí)vSphere需要學(xué)習(xí)哪些數(shù)據(jù)應(yīng)該被緩存。

如你所知，大多數(shù)Hyper-V的部署是基于共享存儲(chǔ)的。如果所有的Hyper-V主機(jī)使用相同的物理分層存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)遷移不會(huì)影響高速緩存的內(nèi)容。

雖然VMware的vFRC設(shè)計(jì)的主要目的是提高虛擬機(jī)的性能，但是虛擬機(jī)是不會(huì)直接訪問緩存的。相反，vFRC的一個(gè)組件“vSphere閃存讀緩存加速基礎(chǔ)設(shè)施(vSphere Flash Read Cache Infrastructure) ”扮演著控制高速緩存使用的代理人角色。vSphere閃存讀緩存加速基礎(chǔ)設(shè)施也能夠強(qiáng)制執(zhí)行管理員制定的緩存策略。

然而vFRC基礎(chǔ)設(shè)施的主要工作是虛擬機(jī)緩存訪問的代理程序，它允許虛擬機(jī)管理程序通過虛擬閃存主機(jī)交換緩存功能來利用緩存，該功能可以通過SSD來取代vSphere5.0的swap分區(qū)。

無(wú)論你是在微軟或者VMware環(huán)境下工作，基于閃存的緩存加速都有很大的潛力來提高虛擬機(jī)的性能。從緩存加速中獲取最大效益的關(guān)鍵是了解你的虛擬機(jī)管理程序是如何使用緩存的，然后依照你的虛擬化管理程序認(rèn)證過的最佳實(shí)踐來添加閃存存儲(chǔ)。