桌面虛擬化存儲(chǔ)備份技術(shù)應(yīng)用研究

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司重慶分公司，重慶 401147）

桌面虛擬化存儲(chǔ)備份技術(shù)應(yīng)用研究

劉凡

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司重慶分公司，重慶 401147）

桌面虛擬化技術(shù)的應(yīng)用可簡(jiǎn)化管理，但需要正確規(guī)劃才能消除存儲(chǔ)設(shè)備的瓶頸，確保用戶感受和滿足增長(zhǎng)需求。本文結(jié)合桌面虛擬化項(xiàng)目的部署經(jīng)驗(yàn)，探討桌面虛擬化部署過(guò)程中存儲(chǔ)、備份的需求、面臨的挑戰(zhàn)及技術(shù)的選擇和應(yīng)用。

虛擬化；桌面；存儲(chǔ)；備份

桌面虛擬化技術(shù)快速發(fā)展，為解決傳統(tǒng)PC桌面大量使用帶來(lái)的運(yùn)維管理、信息安全、節(jié)能降耗等問(wèn)題提供了技術(shù)支撐。但桌面虛擬化部署也面對(duì)各種挑戰(zhàn)，與服務(wù)器虛擬化部署不同，存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)方面的挑戰(zhàn)最為突出。本文將總結(jié)某運(yùn)營(yíng)商桌面虛擬化系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)針對(duì)存儲(chǔ)、備份技術(shù)，討論桌面虛擬化中技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。

1 需求分析

要討論存儲(chǔ)備份技術(shù)，需要先了解存儲(chǔ)備份的對(duì)象以及對(duì)存儲(chǔ)備份技術(shù)的要求。下面將從存儲(chǔ)內(nèi)容和要求兩個(gè)維度討論桌面虛擬化的存儲(chǔ)備份需求。

1.1 存儲(chǔ)內(nèi)容

1．1．1 Hypervisor

對(duì)比虛擬桌面和傳統(tǒng)桌面，Hypervisor是部署桌面虛擬化后新出現(xiàn)的存儲(chǔ)需求。桌面虛擬化與服務(wù)器虛擬化相同，在安裝操作系統(tǒng)之前需要先在服務(wù)器裸硬件上安裝Hypervisor，Hypervisor是運(yùn)行在基礎(chǔ)物理服務(wù)器和操作系統(tǒng)之間的中間軟件層，可允許多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用共享硬件。Hypervisor也叫VMM（Virtual Machine Monitor），即虛擬機(jī)監(jiān)視器。

Hypervisor是在虛擬環(huán)境中的“元”操作系統(tǒng)。他們可以訪問(wèn)服務(wù)器上包括磁盤和內(nèi)存在內(nèi)的所有物理設(shè)備。Hypervisor不但協(xié)調(diào)著這些硬件資源的訪問(wèn)，也同時(shí)在各個(gè)虛擬機(jī)之間施加防護(hù)。當(dāng)服務(wù)器啟動(dòng)并執(zhí)行Hypervisor時(shí)，它會(huì)加載所有虛擬機(jī)客戶端的操作系統(tǒng)同時(shí)會(huì)分配給每一臺(tái)虛擬機(jī)適量的內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)和磁盤。

1．1．2 操作系統(tǒng)

虛擬桌面與傳統(tǒng)桌面一樣，都需要安裝操作系統(tǒng)才能工作。操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)核與基石。操作系統(tǒng)需要處理如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)也提供一個(gè)讓用戶與系統(tǒng)交互的操作界面。

虛擬桌面與傳統(tǒng)桌面安裝操作系統(tǒng)的方式又不完全一樣，虛擬桌面的操作系統(tǒng)安裝在Hypervisor上，一臺(tái)物理機(jī)的Hypervisor上可同時(shí)安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，而傳統(tǒng)桌面的操作系統(tǒng)安裝在裸硬件上。虛擬桌面可在一臺(tái)物理機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多達(dá)幾十個(gè)操作系統(tǒng)，而傳統(tǒng)桌面一般在一臺(tái)物理設(shè)備上只同時(shí)運(yùn)行一個(gè)操作系統(tǒng)。

1．1．3 應(yīng)用軟件

虛擬桌面與傳統(tǒng)桌面一樣，只安裝操作系統(tǒng)的桌面是不能完全滿足用戶需要的，還需要安裝各種應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件是用戶可以使用的各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以及用各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序的集合，分為應(yīng)用軟件包和用戶程序。應(yīng)用軟件包是利用計(jì)算機(jī)解決某類問(wèn)題而設(shè)計(jì)的程序的集合。應(yīng)用軟件是為滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問(wèn)題的應(yīng)用需求而提供的那部分軟件。它可以拓寬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，放大硬件的功能，如Office、CAD等。

1．1．4 配置文件

虛擬桌面采用的模板方式，極大方便了桌面的統(tǒng)一部署和統(tǒng)一管理，但也使所用桌面趨于單一，無(wú)法滿足用戶的個(gè)性化需求，此時(shí)就需要加載不同的配置文件來(lái)滿足不同用戶的需求。

配置文件是在用戶登錄操作系統(tǒng)或使用應(yīng)用軟件時(shí)。操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件為用戶所要加載所需環(huán)境的設(shè)置和文件的集合。它包括用戶專用的配置設(shè)置，如程序項(xiàng)目、屏幕顏色、網(wǎng)絡(luò)連接、打印機(jī)連接、鼠標(biāo)設(shè)置及窗口的大小和位置等。

在傳統(tǒng)桌面環(huán)境中配置文件一般不單獨(dú)考慮，操作系統(tǒng)、各應(yīng)用軟件的配置文件和操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件一并部署。

1．1．5 用戶文件

虛擬桌面與傳統(tǒng)桌面相同，需要保存大量的用戶文件。包括Word創(chuàng)建的doc文件、Excel創(chuàng)建的xls文件、PowerPoint創(chuàng)建的ppt文件等，也包括各類音頻、視頻文件等。用戶文件一般不會(huì)影響桌面的正常運(yùn)行，但用戶文件對(duì)用戶的重要性往往比操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、配置文件等更高。用戶文件丟失后不像操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等可通過(guò)重新安裝的方式恢復(fù)。

1.2 存儲(chǔ)要求

了解桌面虛擬化中需要存儲(chǔ)的內(nèi)容后，我們對(duì)不同存儲(chǔ)內(nèi)容的存儲(chǔ)需求進(jìn)行分析，存儲(chǔ)需求主要體現(xiàn)在IOPS和容量?jī)蓚€(gè)方面，不同的存儲(chǔ)內(nèi)容由于其特點(diǎn)不同，對(duì)存儲(chǔ)的需求也不同。

1．2．1 IOPS

傳統(tǒng)桌面中存儲(chǔ)通常由安裝在每個(gè)物理機(jī)器上的低成本的SATA磁盤提供。一個(gè)直接連接的SATA磁盤能夠滿足甚至大于一個(gè)物理桌面的I/O要求。任何性能問(wèn)題只影響對(duì)應(yīng)的PC或筆記本電腦。在桌面虛擬化架構(gòu)中，由于使用的是集中存儲(chǔ)，存儲(chǔ)相關(guān)問(wèn)題的潛在影響顯著增加，任何性能問(wèn)題都可能影響數(shù)百甚至數(shù)千用戶。

服務(wù)器虛擬化的應(yīng)用所需的IOPS可以提前預(yù)測(cè)不同，桌面虛擬化通常產(chǎn)生更多的隨機(jī)存儲(chǔ)訪問(wèn)需求，使存儲(chǔ)系統(tǒng)提供連續(xù)優(yōu)異的性能表現(xiàn)加大了難度。例如用戶可能正在下載音頻的同時(shí)另一個(gè)用戶在訪問(wèn)視頻，還有用戶在處理電子表單，而另外的用戶在訪問(wèn)某個(gè)文件。由于多個(gè)用戶在以各種不可預(yù)測(cè)的方式對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)生讀寫訪問(wèn)，存儲(chǔ)子系統(tǒng)沒(méi)有經(jīng)過(guò)很好的規(guī)劃則很容易過(guò)載。

在對(duì)虛擬桌面用戶體驗(yàn)進(jìn)行衡量的時(shí)候，最重要的一項(xiàng)指標(biāo)顯然是性能，這一點(diǎn)很大程度上取決于磁盤響應(yīng)時(shí)間，例如在打開一個(gè)本地文件、啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用或者啟動(dòng)操作系統(tǒng)的時(shí)間，用戶是不會(huì)嫌響應(yīng)時(shí)間太快的。

除了以毫秒級(jí)來(lái)衡量響應(yīng)時(shí)間外，虛擬桌面部署的時(shí)候也需要考慮響應(yīng)容量對(duì)應(yīng)的IOPS數(shù)量。隨著軟件的發(fā)展應(yīng)用程序越做越大，桌面使用過(guò)程中需要快速讀寫的數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大，因此對(duì)IOPS的需求越來(lái)越大。

以目前典型的桌面為例，每個(gè)虛擬桌面的平均吞吐量為5 IOPS到10 IOPS，開機(jī)時(shí)IOPS需求大約上升10倍左右，在50 IOPS到100 IOPS之間，此部分IOPS需求會(huì)集中在該時(shí)間段的讀寫內(nèi)容上。比如開機(jī)過(guò)程中主要對(duì)操作系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的配置文件進(jìn)行讀寫，程序打開過(guò)程中主要對(duì)應(yīng)用軟件和應(yīng)用軟件的配置文件進(jìn)行讀寫，文件打開過(guò)程中主要對(duì)用戶文件進(jìn)行讀取。

用戶希望系統(tǒng)啟動(dòng)、程序打開的時(shí)間越短越好，最好是0延時(shí)的，越短的時(shí)間意味著越大的IOPS需求，但增大IOPS需要的投資很可觀，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要在投資和IOPS之間尋找平衡點(diǎn)，在有限的投資下讓使用過(guò)程中的等待時(shí)間不超出用戶的忍耐時(shí)間。

1．2．2 容量

目前一個(gè)典型的桌面操作系統(tǒng)部署需要10～20GB的存儲(chǔ)容量，而應(yīng)用軟件根據(jù)桌面的使用場(chǎng)景不同也各不相同，例如辦公桌面中需要考慮Office的安裝，而營(yíng)業(yè)廳桌面主要使用IE來(lái)訪問(wèn)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)，生產(chǎn)桌面則需要考慮安裝各種監(jiān)控軟件、管理軟件。

1.3 備份內(nèi)容及要求

傳統(tǒng)桌面系統(tǒng)存儲(chǔ)通常由安裝在每個(gè)物理機(jī)器上的低成本的SATA磁盤提供。任何一個(gè)磁盤數(shù)據(jù)丟失只影響對(duì)應(yīng)的PC或筆記本電腦。在桌面虛擬化架構(gòu)中，由于使用的是集中存儲(chǔ)，存儲(chǔ)相關(guān)問(wèn)題的潛在影響顯著增加，任何數(shù)據(jù)丟失都可能影響數(shù)百甚至數(shù)千用戶，因此需要考慮數(shù)據(jù)備份。

用于桌面虛擬化部署過(guò)程中使用鏈接克隆方式快速生成多個(gè)桌面，生成的桌面除操作系統(tǒng)外還包括標(biāo)準(zhǔn)配置的應(yīng)用軟件，因此備份操作系統(tǒng)已不是必須備份的內(nèi)容。備份時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮每個(gè)用戶都不一樣的配置文件和用戶文件，且可進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)恢復(fù)。

2 存儲(chǔ)配置

討論完需求后，我們具體來(lái)討論桌面虛擬化部署過(guò)程中如何配置存儲(chǔ)。

2.1 磁盤及RAID選擇

為了達(dá)到桌面虛擬化的IOPS要求，需要針對(duì)不同的存儲(chǔ)內(nèi)容和部署方式選擇不同的磁盤。磁盤配置的一系列的因素都會(huì)影響存儲(chǔ)的IOPS性能，比如緩存、塊大小等，但是最基本的計(jì)算基礎(chǔ)，脫離不了硬盤的基礎(chǔ)機(jī)制，即轉(zhuǎn)速、延遲以及尋道時(shí)間。一塊典型的7 200轉(zhuǎn)每秒的硬盤驅(qū)動(dòng)器大概可以承載每秒75次操作，而一塊10 000轉(zhuǎn)每秒的硬盤則可以承載大概每秒125次操作，15 000轉(zhuǎn)每秒的SAS或FC硬盤差不多是300～400次，而一塊SSD則可以達(dá)到5 000次左右。如果采用RAID技術(shù)將多塊磁盤組成一個(gè)大RAID組的話，那么整個(gè)RAID組表現(xiàn)出來(lái)的性能約等于每塊數(shù)據(jù)磁盤的性能乘以RAID組的數(shù)據(jù)盤成員數(shù)量（比如6×300 IOPS=1 800 IOPS）。也有其它一些因素，比如緩存，可以很大程度提升IOPS。而同時(shí)，RAID的開銷以及網(wǎng)絡(luò)傳輸所帶來(lái)的延遲則會(huì)降低性能。

總結(jié)前期建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，磁盤類型和RAID技術(shù)選擇建議如表1所示。

表1 磁盤類型、RAID技術(shù)選擇表

2.2 選擇SAN還是NAS

在桌面虛擬化中，SAN和NAS哪個(gè)更為合適？在SAN環(huán)境中，光纖通道和iSCSI哪個(gè)更合適？

SAN和NAS都是合適虛擬桌面場(chǎng)景的。SAN架構(gòu)提供了最好的性能以及高可用性的平臺(tái)，關(guān)鍵是有最好的擴(kuò)展性。在SAN場(chǎng)景中可使用的高級(jí)特性包括自動(dòng)精簡(jiǎn)配置和動(dòng)態(tài)塊級(jí)別層級(jí)分配。而NAS平臺(tái)提供了自動(dòng)精簡(jiǎn)配置以及文件級(jí)別的復(fù)制功能。在對(duì)用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方面NAS的優(yōu)勢(shì)更大。

總結(jié)前期建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，SAN和NAS技術(shù)選擇建議如表2所示。

表2 SAN、NAS技術(shù)選擇表

3 備份方式

在桌面虛擬化架構(gòu)中有3種備份方式，下面對(duì)這3種方式進(jìn)行分析和對(duì)比。

3.1 傳統(tǒng)備份

圖1簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將所有需要備份的虛擬桌面當(dāng)作傳統(tǒng)桌面來(lái)開展備份工作。在桌面操作系統(tǒng)上安裝如Symantec NetBackup、EMC NetWorker等備份軟件客戶端。由于虛擬機(jī)對(duì)FC端口的映射限制，數(shù)據(jù)通過(guò)LAN傳輸?shù)絺浞莘?wù)器，再通過(guò)備份服務(wù)器傳輸?shù)酱艓?kù)等備份設(shè)備。

這種方式有很多優(yōu)點(diǎn)，比如備份程序的安裝和配置與在物理機(jī)上安裝和配置十分相似，所以無(wú)需專門技巧和程式變化?；謴?fù)過(guò)程沒(méi)有發(fā)生變化，與將文件恢復(fù)到物理機(jī)的過(guò)程十分相似。這樣就可以按文件進(jìn)行恢復(fù)，這一點(diǎn)在對(duì)比其它方式時(shí)顯得更加重要。這種方式也可以實(shí)現(xiàn)完全備份和增量備份，同樣，在我們討論其它方法時(shí)，這一點(diǎn)顯得尤為重要。

這種方法的缺點(diǎn)也很明顯，由于所有的備份都在同一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器中運(yùn)行，因而你需要十分小心，不要過(guò)度消耗虛擬機(jī)資源。盡管服務(wù)器能封裝成少量的虛擬機(jī)文件，但備份程序?qū)Υ艘粺o(wú)所知，也就不能利用這一點(diǎn)提供快速的備份或恢復(fù)能力，而進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)時(shí)，需要快速、全面地恢復(fù)服務(wù)器，從這點(diǎn)上講這種方式價(jià)值不大。

在物理機(jī)中，同時(shí)運(yùn)行備份軟件客戶端可能問(wèn)題不大，因?yàn)槲锢頇C(jī)具有充足的閑置資源，但是對(duì)桌面虛擬化架構(gòu)而言，閑置資源已得到充分利用，多個(gè)備份操作就有可能阻塞物理機(jī)。從而在進(jìn)行虛擬化以后，應(yīng)該修改備份手冊(cè)，通過(guò)備份窗口避免資源過(guò)度重疊。

3.2 桌面快照

使用虛擬化軟件提供的快照功能，如VMware Consolidated Backup備份代理，對(duì)需要備份的虛擬桌面進(jìn)行快照并保持桌面的在線狀態(tài)?？煺者^(guò)程中對(duì)虛擬機(jī)原始文件進(jìn)行分割壓縮，將用戶桌面中與模板的差異獨(dú)立出來(lái)形成快照文件，再將快照文件存儲(chǔ)到暫存空間中，最后數(shù)據(jù)通過(guò)第三方備份軟件傳送到代理服務(wù)器中，并導(dǎo)入到磁帶庫(kù)等備份設(shè)備中。這種方法較復(fù)雜，但是虛擬化廠家更推薦這種備份方式。在備份的時(shí)候結(jié)合第三方的備份軟件可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)文件級(jí)的備份恢復(fù)，功能較為強(qiáng)大。但是由于其配置的復(fù)雜性，構(gòu)建備份系統(tǒng)的工作量較大。桌面快照部署方式如圖1所示。

圖1 桌面快照備份方式示意圖

這種方式的優(yōu)點(diǎn)包括可以利用虛擬軟件中一個(gè)備份程序，備份所有的虛擬機(jī)，而不必每個(gè)虛擬機(jī)配備一個(gè)程序。通過(guò)這種方法，虛擬機(jī)資源能完全備份，只需簡(jiǎn)單備份少量的虛擬機(jī)文件。這種備份方法無(wú)需LAN，在SAN中也能實(shí)現(xiàn)，從理論上講，備份速度比基于LAN的備份方法要快。

這種方法的缺點(diǎn)包括能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、能否方便地加以使用取決于第三方備份軟件的能力。如果沒(méi)有某種形式的備份軟件集成到備份過(guò)程中，要部署這種方法就變得非常復(fù)雜。如果你想將文件直接恢復(fù)到虛擬機(jī)中，就需要在虛擬機(jī)中安裝備份軟件。虛擬軟件鏡像代理不提供Windows系統(tǒng)狀態(tài)的恢復(fù)機(jī)制，盡管有可能成功實(shí)現(xiàn)服務(wù)器完全恢復(fù)，但是如果在操作虛擬機(jī)時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)紊亂，就不能保證完全恢復(fù)。備份過(guò)程中需要產(chǎn)生額外的磁盤消耗，且這部分消耗可能達(dá)到總體存儲(chǔ)的30%～40%。

3.3 遠(yuǎn)程鏡像

將所有用戶數(shù)據(jù)存放在本地的NAS設(shè)備上，采用NAS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)鏡像軟件，將本地的用戶數(shù)據(jù)拷貝到另外一個(gè)數(shù)據(jù)中心的NAS設(shè)備上，保留一份數(shù)據(jù)副本，當(dāng)本地?cái)?shù)據(jù)不可用時(shí)，可以快速?gòu)漠惖氐腘AS設(shè)備上恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)。

當(dāng)本地的用戶桌面不可用時(shí)，也可以快速在異地恢復(fù)用戶的虛擬桌面，并直接訪問(wèn)異地NAS設(shè)備上的用戶數(shù)據(jù)。

針對(duì)個(gè)性化要求較高的用戶，云桌面交付后，用戶會(huì)自己安裝部分應(yīng)用程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，甚至修改Windows桌面的配置等，針對(duì)這部分用戶，當(dāng)用戶桌面更新后，可能會(huì)出現(xiàn)部分個(gè)性化安裝的應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)和配置丟失，需要重新安裝和配置。

采用桌面虛擬化軟件的鏡像功能，將用戶的個(gè)性化應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)和配置進(jìn)行集中備份，用戶桌面更新后，用戶的上述個(gè)性化應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)和配置可以批量快速恢復(fù)，無(wú)需重新安裝和配置。

3.4 備份方式對(duì)比選擇

上述3種備份方式任何一種都有它的缺陷，結(jié)合桌面虛擬化的備份需求特點(diǎn)，NAS遠(yuǎn)程鏡像方式更適合桌面虛擬化的需求。遠(yuǎn)程鏡像通過(guò)NAS方式實(shí)現(xiàn)了文件及備份，保證了備份的靈活性，且不用對(duì)模板中的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，降低了額外的存儲(chǔ)消耗。

4 存儲(chǔ)備份技術(shù)應(yīng)用

4.1 分組分級(jí)存儲(chǔ)

虛擬桌面通?；诜浅Ｓ邢薜臉?biāo)準(zhǔn)“黃金鏡像（Golden Images）”部署。當(dāng)我們?yōu)榭头到y(tǒng)部署1 000個(gè)座席的業(yè)務(wù)終端時(shí)，由于這些終端對(duì)操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件的需求都是相同的，因此理論上可以統(tǒng)一部署一個(gè)黃金鏡像為這1 000個(gè)座席服務(wù)。但是我們可以想象當(dāng)1 000個(gè)座席同時(shí)啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)這個(gè)黃金鏡像所在的存儲(chǔ)帶來(lái)怎樣的沖擊，因此我們需要對(duì)這些座席進(jìn)行分組，不同組使用不同的黃金鏡像，各個(gè)黃金鏡像分配到不同LUN上。

部署桌面虛擬化時(shí)針對(duì)不同數(shù)據(jù)對(duì)存儲(chǔ)容量和I/O的需求，可以采用不同的存儲(chǔ)方式，例如可以把操作系統(tǒng)、Office等應(yīng)用軟件打包為黃金鏡像，采用SAN存儲(chǔ)或更高端的固態(tài)硬盤存儲(chǔ)，用戶數(shù)據(jù)則可以采用低端SAN或NAS存儲(chǔ)，備份數(shù)據(jù)采用虛擬帶庫(kù)存儲(chǔ)，這樣不但大大簡(jiǎn)化了管理而且數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)在更大，更便宜的磁盤上。

4.2 自動(dòng)精簡(jiǎn)配置

在部署桌面虛擬化時(shí)可以考慮一些新的存儲(chǔ)技術(shù)，自動(dòng)精簡(jiǎn)配置就是其中之一，允許創(chuàng)建一個(gè)容量大于實(shí)際分配的物理存儲(chǔ)空間的邏輯磁盤。該思路源于某些應(yīng)用，雖然不會(huì)立刻占用所分配給它的全部磁盤空間，但是這些空間一旦被分配其它應(yīng)用也無(wú)法使用。這導(dǎo)致用戶在實(shí)際空間被利用之前（或許永遠(yuǎn)都用不到），也需要為這部分空間付費(fèi)。有了自動(dòng)精簡(jiǎn)配置，可以創(chuàng)建一個(gè)LUN，只為其分配初始所需的物理空間，在需要時(shí)還可以向LUN中自動(dòng)添加更多物理空間。

例如創(chuàng)建了100 GB的LUN，但初始僅分配10 GB的實(shí)際存儲(chǔ)空間。初始的10 GB填滿后，管理員可以再添加10 GB或20 GB（最大到100 GB）空間。假設(shè)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用戶需要分配10 GB存儲(chǔ)，對(duì)于1 000個(gè)用戶而言成本就很客觀了，有了自動(dòng)精簡(jiǎn)配置，平臺(tái)存儲(chǔ)需求也許可以節(jié)省一半。

自動(dòng)精簡(jiǎn)配置應(yīng)用的挑戰(zhàn)在于需要更多的存儲(chǔ)管理。應(yīng)用是無(wú)法識(shí)別邏輯卷的限制和實(shí)際可用空間的，所以可能出現(xiàn)實(shí)際空間不夠用，而導(dǎo)致在該空間上運(yùn)行的虛擬桌面發(fā)生連續(xù)讀寫錯(cuò)誤。定期的存儲(chǔ)監(jiān)控和預(yù)警功能可以幫助預(yù)防問(wèn)題發(fā)生。

4.3 重復(fù)數(shù)據(jù)刪除

重復(fù)數(shù)據(jù)刪除也可以節(jié)省大量存儲(chǔ)空間。該技術(shù)原理是識(shí)別和刪除重復(fù)的數(shù)據(jù)塊，并用標(biāo)識(shí)符代替。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設(shè)某虛擬桌面環(huán)境的50個(gè)用戶的數(shù)據(jù)資料中都擁有同一個(gè)10 MB大小的報(bào)告文件，那么加起來(lái)就是500 MB。

重復(fù)數(shù)據(jù)刪除對(duì)于操作系統(tǒng)鏡像而言不是特別有效果，但是從用戶數(shù)據(jù)角度看，在線的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除是很重要的。通過(guò)移除該數(shù)據(jù)所有的重復(fù)副本并全部指向在磁盤保留的唯一一份副本數(shù)據(jù)，存放重復(fù)數(shù)據(jù)所需的存儲(chǔ)空間被大幅節(jié)省。

重復(fù)數(shù)據(jù)刪除是由存儲(chǔ)陣列本身來(lái)執(zhí)行的，并非虛擬化的功能。而許多桌面虛擬化軟件，如VMware View、思杰XenDesktop等都不會(huì)感知該動(dòng)作的發(fā)生。不過(guò)，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除會(huì)影響存儲(chǔ)的性能，如果要把該功能用于改善存儲(chǔ)虛擬化需求，刪除的過(guò)程需要在數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行，在歸檔和備份時(shí)進(jìn)行的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除對(duì)桌面虛擬化沒(méi)有任何效果。

4.4 快照

借助快照功能可以創(chuàng)建LUN實(shí)時(shí)狀態(tài)的副本?？煺兆鳛楸Ｗo(hù)虛擬機(jī)的技術(shù)之一，對(duì)服務(wù)器虛擬化是非常有價(jià)值的?？煺湛捎糜诨謴?fù)崩潰或無(wú)操作的虛擬機(jī)，或創(chuàng)建虛擬機(jī)的克隆用于新的服務(wù)器。桌面虛擬化也可以從快照功能獲益，可以在多臺(tái)存儲(chǔ)陣列之間克隆虛擬桌面并分發(fā)給新的用戶使用。例如該快照可以是只讀文件，任何對(duì)該桌面的更改都寫入到為該用戶開辟的獨(dú)立存儲(chǔ)區(qū)域中。這樣管理員可以快速和便捷地分配新的桌面，而不需要從頭創(chuàng)建鏡像。

5 總結(jié)

桌面虛擬化的部署為IT部門帶來(lái)諸多好處，包括更簡(jiǎn)單的系統(tǒng)管理、集中的安全性和數(shù)據(jù)保護(hù)等。桌面虛擬化可以使用SAN，也可以使用NAS，但最好的方式是根據(jù)需求將兩者結(jié)合起來(lái)部署，達(dá)到投資和性能的最佳結(jié)合點(diǎn)。

桌面虛擬化帶來(lái)好處的同時(shí)也給存儲(chǔ)設(shè)計(jì)、管理帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)，包括基礎(chǔ)設(shè)施成本增加、啟動(dòng)風(fēng)暴等問(wèn)題。目前有不止一種方法可以解決桌面虛擬化存儲(chǔ)問(wèn)題，比如固態(tài)硬盤（SSD）的部署，自動(dòng)精簡(jiǎn)配置、數(shù)據(jù)去重技術(shù)的引入等。

Research on applications of backup technologies of desktop virtualization

LIU Fan
(China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd. Chongqing Branch, Chongqing 401147, China)

Desktop virtualization can be used to simplify the management process. However, to curtail the disadvantages of backup devices and to guarantee the increase requirement on volume of backups, and f nally to ensure the customers' positive feedbacks, the system designer need a thorough planning. Based on the previous experiences on desktop virtualization programs, the paper intends to analyze the requirement on backups in the process of allocation in desktop virtualization, and makes an indepth discussion on the challenges the system designers are faced, and choices and applications on technologies.

virtualization; desktop; storage; backup

TN915

A

1008-5599（2014）08-0021-06

2014-06-16