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vshpere裸磁盘映射RDM及NPIV详解

 

在一个存储区域网络(SAN)上,有两种方法为虚拟机配置存储。

一种方法是使用VMFS,这是vmwareInfrastructure(VI)提供的专有高性能集群文件系统。

一种方法是使用RDM,裸设备映射 (RDM) 将虚拟机数据直接存储在 SAN LUN 中,而不是将其存储在虚拟磁盘文件中。

裸设备映射的优点


RDM 具有许多优点,但并非在每种情况下都适用。通常,对于易管理性而言,虚拟磁盘文件优于 RDM。但是,当需要裸设备时,必须使用 RDM。

RDM 提供几个好处。

用户友好的持久名称为所映射的设备提供用户友好的名称。使用 RDM 时,不必通过设备名称引用设备。可以根据映射文件的名称来引用设备,例如:/vmfs/volumes/myVolume/myVMDirectory/myRawDisk.vmdk
动态名称解析为各个映射设备存储唯一的标识信息。VMFS 将每个 RDM 与其当前的 SCSI 设备相关联,而不考虑由于适配器硬件更改、路径更改、设备重定位等所引起的服务器物理配置的变化。
分布式文件锁定使为裸 SCSI 设备使用 VMFS 分布式锁定成为可能。当位于不同服务器上的两个虚拟机试图访问同一 LUN 时,RDM 上的分布式锁定使其能够安全使用共享裸 LUN 而不会丢失数据。
文件权限使文件权限成为可能。在文件打开时,强制执行映射文件权限,以保护映射的卷。
文件系统操作通过将映射文件作为代理,可以实现使用文件系统实用程序处理映射的卷。对普通文件有效的大部分操作都可应用于映射文件,并且可重定向在映射设备上进行操作。
快照使在映射的卷上使用虚拟机快照成为可能。在物理兼容模式下使用 RDM 时,快照不可用。
vMotion允许通过 vMotion 迁移虚拟机。映射文件可充当代理,允许 vcenter Server 使用与迁移虚拟磁盘文件相同的机制迁移虚拟机。
SAN 管理代理使在虚拟机内运行某些 SAN 管理代理成为可能。与此相似,可以在虚拟机内运行需要使用硬件特定 SCSI 命令访问设备的任何软件。这种软件称为基于 SCSI 目标的软件。使用 SAN 管理代理时,需要为 RDM 选择物理兼容模式。
N-Port ID 虚拟化 (NPIV)令使用 NPIV 技术成为可能,通过该技术,单一光纤通道 HBA 端口可使用多个全球端口名称 (WWPN) 向光纤通道架构注册。通过此功能,HBA 端口可显示为多个虚拟端口,每个端口均有其自身的 ID 和虚拟端口名称。因此,虚拟机就可声明其中每个虚拟端口,并将其用于所有 RDM 流量。只能将 NPIV 用于具备 RDM 磁盘的虚拟机。


使用裸设备映射的虚拟机的 vMotion

在使用RDM的解决方案里需要NPIV(N_Port ID Virtualization)支持。NPIV使用WWPN允许单个光纤通道HBA端口利用光纤通道结构进行注册,NPIV只能与RDM一起使用。

如果计划在虚拟机上启用 NPIV,存在以下要求:


1,NPIV 仅可用于具备 RDM 磁盘的虚拟机。具备常规虚拟磁盘的虚拟机将使用主机物理 HBA 的 WWN。

2,主机上的 HBA 必须支持 NPIV。

3,应使用相同类型的 HBA,即,要么全都为 QLogic,要么全都为 Emulex。VMware 不支持访问相同 LUN 的同一主机上的异构 HBA。

4,如果某台主机使用多个物理 HBA 作为指向存储器的路径,应将所有物理路径划分到虚拟机。这需要支持多路径,即使一次只有一条路径处于活动状态

5,确保主机上的物理 HBA 能够访问在该主机上运行且支持 NPIV 的虚拟机将要访问的所有 LUN。

6,该架构中的交换机必须是 NPIV 可识别的

7,置用于在存储器级别访问 NPIV 的 LUN 时,请确保 NPIV LUN 号和 NPIV 目标 ID 与物理 LUN 和目标 ID 相匹配

8,应使用 vSphere Client 对具有 WWN 的虚拟机进行操作

部署RDM


准备工作

1,创建或者选择添加RDM的虚拟机,需为关机状态。

2,右键单击虚拟机,然后选择"编辑设置"

3,选择"选项"选项卡中,光纤通道NPIV设置中,当前的WWN分配由VCenter创建选项为"保留不变"

4,确定后再次编辑虚拟机,在光纤通道NPIV设置中将显示WWN号

注:
esxi 与 NPIV 配合使用时,您必须注意以下限制:
1,由于 NPIV 技术是 FC 协议的扩展,因此,它需要具备 FC 交换机,且不会在直接连接的 FC 磁盘上工作。

2,对分配了 WWN 的虚拟机或模板进行克隆后,得到的克隆副本不保留 WWN。

3,NPIV 不支持 Storage vMotion。

4,在虚拟机正在运行时,在 FC 交换机上禁用 NPIV 功能然后重新将其启用可能会导致 FC 链接失败和 I/O 停止。

具有 NPIV 的 ESXi 可支持以下各项:

1,NPIV 支持 vMotion。使用 vMotion 迁移虚拟机时,它将保留已分配的 WWN。

2,如果将已启用 NPIV 的虚拟机迁移到不支持 NPIV 的主机,则 VMkernel 将恢复为使用物理 HBA 来路由 I/O。

3,如果 FC SAN 环境支持主动-主动阵列中磁盘上的并行 I/O,则连接到两个不同的 NPIV 端口的并行 I/O 也受支持。

光纤交换机配置

一种方式:每个switch创建1个zone,包含3个wwn:存储控制器、HBA物理WWN、虚拟WWN(由于虚拟机没有没有开机,NPIV端口未激活,可能不能再交换机上发现WWN)

一种方式:每个switch创建1个zone,包含2个端口:存储控制器端口、HBA物理卡端口

注:
1,主机上的 HBA 必须支持 NPIV。
2,该架构中的交换机必须是 NPIV 可识别的

3,应使用相同类型的 HBA,即,要么全都为 QLogic,要么全都为 Emulex。VMware 不支持访问相同 LUN 的同一主机上的异构 HBA。

4,如果某台主机使用多个物理 HBA 作为指向存储器的路径,应将所有物理路径划分到虚拟机。这需要支持多路径,即使一次只有一条路径处于活动状态

5,确保主机上的物理 HBA 能够访问在该主机上运行且支持 NPIV 的虚拟机将要访问的所有 LUN。

7,置用于在存储器级别访问 NPIV 的 LUN 时,请确保 NPIV LUN 号和 NPIV 目标 ID 与物理 LUN 和目标 ID 相匹配

8,应使用 vSphere Client 对具有 WWN 的虚拟机进行操作

存储设置

为了确保主机上的物理 HBA 能够访问在该主机上运行且支持 NPIV 的虚拟机将要访问的所有 LUN。在存储端需要将虚拟机wwn号及该虚拟机所在物理机的WWN号全部映射到共享卷上。如果,虚拟机wwn号未能识别,需要手动添加。

注:
如果将已启用 NPIV 的虚拟机迁移到不支持 NPIV 的主机,则 VMkernel 将恢复为使用物理 HBA 来路由 I/O。

在 vSphere Web Client 中将 RDM 磁盘添加到虚拟机

1,右键单击虚拟机,然后选择 编辑设置

2,选择"添加"在选择要添加设备类型选项卡中选择"硬盘"并下一步。

3,在选择要使用的磁盘类型中选择"逻机映射"。

4,选择裸设备映射的目标 LUN,然后单击确定

5,选择映射文件的位置。

a,要将映射文件与虚拟机配置文件存储在一起,请选择与虚拟机存储在同一目录中。

b,要选择映射文件的位置,请选择浏览,然后选择磁盘的数据存储位置

6,选择兼容模式。

选项描述
物理允许客户机操作系统直接访问硬件。如果正在虚拟机中使用 SAN 感知应用程序,则物理兼容模式非常有用。但是,带有物理兼容 RDM 的虚拟机不能克隆,不能制作成模板,也不能迁移(如果迁移涉及复制磁盘)。
虚拟允许 RDM 像虚拟磁盘一样工作,以便您可以使用执行快照和克隆之类的功能。当克隆磁盘或将其制作成模板时,LUN 的内容将复制到 .vmdk 虚拟磁盘文件中。当迁移虚拟兼容模式 RDM 时,可以迁移映射文件,或将 LUN 的内容复制到虚拟磁盘中。

7,接受默认节点或选择一个不同的虚拟设备节点。

在大多数情况下,可以接受默认设备节点。对于硬盘而言,非默认设备节点对于控制引导顺序或拥有不同的 SCSI 控制器类型是很有用的。例如,您可能需要在启用总线共享的情况下,使用 BusLogic 控制器从 LSI Logic 控制器进行引导并与另一个虚拟机共享一个数据磁盘。

8,(可选) 如果选择了虚拟兼容性模式,请选择磁盘模式来更改磁盘受快照影响的方式。

磁盘模式对使用物理兼容模式的 RDM 磁盘不可用。

选项描述
从属快照中包含从属磁盘。
独立 - 持久持久模式磁盘的行为与物理机上常规磁盘的行为相似。写入持久模式磁盘的所有数据都会永久性地写入磁盘。
独立 - 非持久关闭虚拟机电源或重置虚拟机时,对非持久模式磁盘的更改将丢失。使用非持久模式,您可以每次使用相同的虚拟磁盘状态重新启动虚拟机。对磁盘的更改会写入重做日志文件并从中读取,重做日志文件会在关闭虚拟机电源或重置虚拟机时被删除。

9,确认。

注:
授予虚拟机对 RDM 磁盘的直接访问权限时,将会创建一个驻留在 VMFS 数据存储上并指向 LUN 的映射文件。尽管映射文件与常规虚拟磁盘文件的扩展名均为 .vmdk,但映射文件只包含映射信息。虚拟磁盘数据直接存储在 LUN 上。


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