Hyper-V Server存儲介紹

主機伺服器架構利用的存儲設計對主機和來賓的性能有着極大的影響。存儲性能是驅動器、接口、控制器、緩存、協定、SAN、HBA、驅動程式和作業系統考慮事項的複雜混合體。通常，存儲架構的整體性能是通過最大吞吐量、每秒最大 IO 操作數 (IOPS) 和延遲或響應時間來測量的。盡管這三個因素均非常重要，但 IOPS 和延遲與伺服器虛拟化的關系最為密切。

存儲連接配接：Hyper-V主機伺服器可通過三種不同的方式通路獨立磁盤和存儲陣列：直接連接配接存儲、iSCSI 存儲區域網絡和光纖通道存儲區域網絡。

1) 直接連接配接存儲：直接連接配接存儲通常包含主機伺服器内部的硬碟驅動器，或者通過 SCSI、SAS 或者 eSATA 連接配接，直接連接配接到伺服器的專用存儲陣列中的硬碟驅動器。主機伺服器利用内部 SCSI、SAS 或 SATA 控制器卡來支援伺服器通路存儲，并支援各種 RAID 級别。存儲陣列通常為各伺服器專用。

2) iSCSI 存儲區域網絡：iSCSI 已經成為一種日漸流行的存儲網絡架構，它支援在 TCP/IP 網絡基礎結構上使用 SCSI 協定。iSCSI 支援使用标準以太網元件來建構存儲區域網絡，例如 NIC、交換機和路由器等。一般情況下，iSCSI SAN 的實作成本低于傳統光纖通道 SAN。iSCSI 架構中使用的存儲陣列通常是低端到中端陣列，由多台主機伺服器共享。建議為 iSCSI 連接配接使用備援、專用的千兆以太網 NIC。

3) 光纖通道存儲區域網絡：光纖通道存儲區域網絡提供了高速度、低延遲的存儲陣列連接配接。主機伺服器可以利用主機總線擴充卡 (HBA)，通過交換機和控制器連接配接到光纖通道 SAN。光纖通道 SAN 通常與中端到高端存儲陣列配合使用，提供 RAID、磁盤快照、多路徑 IO 等多種功能。

驅動器類型：主機伺服器或存儲陣列中使用的硬碟驅動器的類型對于整體存儲架構性能的影響最大。硬碟驅動器的關鍵性能要素包括接口架構（例如，U320 SCSI、SAS、SATA）、驅動器轉速（7200、10k、15k RPM）以及以毫秒為機關的平均延遲。驅動器上的緩存、本機指令隊列 (NCQ) 等進階功能都支援能夠提高性能的其他要素。考慮Hyper-V主機伺服器調整和來賓性能時，與存儲連接配接相似，高 IOPS 和低延遲比最大持久吞吐量要重要得多。在選擇驅動器時，這還意味着應該盡可能選擇轉速最高、延遲最低的驅動器。通過使用 15k RPM 的驅動器取代 10k RPM 的驅動器，可以使每個驅動器的 IOPS 提高達 35%。

1) SCSI: SCSI 驅動器正迅速被 SATA、SAS 和光纖通道驅動器所取代。不建議對新主機伺服器架構使用 SCSI 驅動器；然而，使用 U320 SCSI 驅動器的現有伺服器仍然能提供卓越的性能特征。

2) SATA: SATA 驅動器是一種成本較低、性能相對較高的存儲選擇。SATA 驅動器的主要形式包括 1.5 GB/s 和 3.0 GB/s 标準（SATA I 和 SATA II），轉速為 7200 RPM、平均延遲約為 4 毫秒。少數 SATA I 驅動器的運作轉速為 10k RPM、平均延遲為 2 毫秒，此類驅動器能夠提供卓越的低成本存儲解決方案。

3) SAS: SAS 驅動器通常比 SATA 驅動器的成本高很多，但在兩種吞吐量下均能大幅提高性能，更重要的是，延遲也更低。SAS 驅動器通常的轉速為 10k 或 15k RPM，平均延遲為 2 到 3 毫秒。

4) 光纖通道: 光纖通道驅動器通常成本最高，性能特征通常與 SAS 驅動器相似，但使用不同的接口。選擇光纖通道還是 SAS 驅動器通常由所選擇的存儲陣列來決定。與 SAS 相似，它們通常提供 10k 和 15k 兩種 RPM，平均延遲相似。如果您正在使用光纖通道 SAN，請確定交換機和控制器基礎結構已調整為可處理整合後的伺服器生成的大量存儲 I/O。

磁盤備援架構：建議對所有 Hyper-V 主機存儲都使用廉價磁盤備援陣列 (RAID)。根據微軟官方介紹，Hyper-V 主機可運作和存儲來自多個工作負載的資料。為了確定在磁盤故障期間保持可用性，RAID 必不可少。除此之外，若能合理地選擇和配置，RAID 陣列可使整體性能提升。

1）RAID1: RAID 1 指磁盤鏡像。兩個驅動器存儲相同的資訊，是以，一個驅動器是另一個驅動器的鏡像。對于每一項磁盤操作，系統都必須向兩個磁盤寫入相同的資訊。由于雙重寫入操作可能會降低系統性能，是以許多此類系統都利用雙工，每個鏡像驅動器都有自己的主機擴充卡。盡管鏡像方法提供了出色的容錯能力，但其實作成本相對較高，因為僅有半數的可用磁盤空間可用于存儲，其他空間則用于鏡像。

2）RAID5：也稱為帶奇偶校驗的帶區，這種級别的戰略在低端和中端存儲系統中廣受歡迎。RAID 5 可将資料分帶到分布在一個陣列的磁盤間的大塊中。RAID 5 可跨 RAID 5 集的所有磁盤寫入奇偶校驗資料。資料備援由奇偶校驗資訊提供。資料和奇偶校驗資訊按照兩類資訊始終位于不同磁盤的方式存放在磁盤陣列上。由于奇偶校驗算法的特征，每次寫入請求都會帶來 3 次實際磁盤寫入操作，這會降低寫入性能。帶奇偶校驗的帶區能夠提供優于磁盤鏡像 (RAID 1) 的性能。然而，在部分帶區缺失時，讀取性能将會降低（例如，在一塊磁盤發生故障時）。RAID 5 能夠比 RAID 1 更有效地利用驅動器空間，是以是一種成本較低的選擇。

3）RAID10: 這個級别也稱為帶有帶區的鏡像。RAID 10 使用帶區磁盤陣列，随後将其鏡像到另一個完全相同的帶區磁盤組。例如，可以使用五塊磁盤建立一個帶區陣列。帶區磁盤陣列随後利用另外一組五塊帶區磁盤進行鏡像。RAID 10 提供了磁盤帶區的性能優勢以及鏡像的磁盤備援。RAID 10 提供了高于其他任何一種 RAID 級别的最高讀寫性能，但代價是使用兩倍數量的磁盤。

4）RAID50: 這是一種嵌套的 RAID 級别，結合了 RAID 0 的塊級帶區和 RAID 5 的奇偶校驗。可将其視為包含多個 RAID 5 陣列的 RAID 0 陣列。這個級别可提升 RAID 5 的寫入性能，還能提供比單一 RAID 級别更出色的容錯能力。具體配置和磁盤數量将決定這種 RAID 級别的實際可用性和性能特征。這種 RAID 類型已經成為低端儲存設備上的常用功能。

通常在對Hyper-V主機伺服器設計存儲的時候建議對所有主機伺服器架構模式中的系統卷都使用 RAID，對單一主機伺服器架構模式中的資料卷使用 RAID 1 或 RAID 10，RAID 5 和 50 有着固有的寫入性能懲罰，是以通常不建議對虛拟化環境使用這些級别。

存儲控制器架構：存儲控制器可以是伺服器添加卡，例如 SCSI 或 SAS 控制器，也可以是中端到高端存儲陣列的一個元件。存儲控制器提供了磁盤驅動器與伺服器或存儲區域網絡之間的接口。影響存儲控制器性能的設計要素包括接口或 HBA 類型、緩存數量以及獨立通道的數量。

1）磁盤控制器或 HBA 接口：磁盤控制器接口決定了可利用的驅動器類型以及存儲 I/O 的速度和延遲。下表彙總了最常用的磁盤控制器接口。

架構

吞吐量（理論最大兆位元組/秒）

iSCSI（千兆以太網）

125 MB/s

Fibre Channel (2 GFC)

212.5 MB/s

SATA (SATA II)

300 MB/s

SCSI (U320)

320 MB/s

SAS

375 MB/s

Fibre Channel (4 GFC)

425 MB/s

Fibre Channel (8 GFC)

850 MB/s

iSCSI（10 千兆以太網）

1250 MB/s

2）控制器緩存：在突發傳送過程中，或者在頻繁通路相同資料的時候，存儲控制器緩存可将資料存儲在緩存記憶體中，這種緩存的速度往往比實體磁盤 I/O 快幾個數量級，是以能夠提高性能。

3）控制器通道：存儲控制器的内部和外部通道的數量對整體存儲性能有着極大的影響。多個通道可提高可執行的同步讀寫 I/O 操作數 (IOPS)，特别是使用進階 RAID 陣列時。

     本文轉自 徐庭 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/ericxuting/1588087，如需轉載請自行聯系原作者