Thick provision lazy zeroed что это
Thick provision lazy zeroed что это
Всем привет сегодня рассмотрим, в чем разница виртуальных дисков у Vmware ESXi 5.5, разберем каждый тип диска и где его лучше применять. Виртуальные машины на платформе VMware vSphere размещаются на хранилищах Fibre Channel, iSCSI, NAS/NFS или локальных дисках серверов ESX. Диски виртуальных машин могут располагаться на томах в файловой системе VMFS (Virtual Machine File System), NFS (Network File System) или на томах RDM (Raw Device Mapping). При этом на томах VMFS и NFS виртуальные диски машин хранятся в формате vmdk, а на томах RDM виртуальная машина хранит свои данные напрямую на LUN. Сегодня мы поговорим о том, в каких форматах могут быть виртуальные диски машин в VMware vSphere, к которым обращаются серверы VMware ESXI 5.x.x
Диски типа Raw
Файловая система VMFS поддерживает схему Raw Device Mapping (RDM), которая представляет собой механизм для прямого доступа виртуальной машины к дисковой подсистеме (конкретному LUN) устройств хранения Fibre Channel или iSCSI. Этот тип виртуального диска доступен для создания из vSphere Client.
Если в сети хранения данных используется ПО для создания мгновенных снимков системами резервного копирования, которые запущены в виртуальных машинах, требуется прямой доступ к дисковой подсистеме устройств хранения. Кроме того Raw-диски используются для кластеров Microsoft Clustering Services (MSCS), включая кластеры типа «виртуальный-виртуальный» и «виртуальный-физический».
RDM может обеспечиваться путем предоставления символьной ссылки в томе VMFS к разделу Raw (режим виртуальной совместимости). В этом случае файлы маппирования, относящиеся к конфигурации виртуальных машин, отображаются как файлы в томе VMFS в рабочей директории виртуальной машины. Когда том Raw открывается для записи, файловая система VMFS предоставляет доступ к файлу RDM на физическом устройстве и реализует через него механизм блокирования и контроля доступа. После этого операции чтения и записи идут напрямую к тому Raw, минуя файл маппирования.
Файлы RDM содержат метаданные, используемые для управления и перенаправления доступа к физическому устройству. RDM предоставляет возможности прямого доступа к дискам, при этом сохраняются некоторые возможности, присущие файловой системе VMFS. Схема взаимодействия виртуальной машины с устройством хранения посредством механизма RDM изображена на рисунке:
Описание типов виртуальных дисков vmdk виртуальных машин на VMware vSphere ESXI 5.x.x-01
Перед началом операций ввода-вывода виртуальная машина vmware посредством файла маппирования инициирует открытие тома Raw. Далее файловая система VMFS осуществляет разрешение адресов секторов физического устройства, а виртуальная машина начинает производить операции чтения-записи на физическое устройство.
Используя RDM возможно производить следующие операции:
Для RDM используются два режима совместимости:
Использование функций VMotion, DRS и HA поддерживаются в обоих режимах совместимости.
Диски типа Thick (толстые диски)
Это тип дисков vmdk на томах VMFS или NFS, размер которых предопределяется заранее (при создании) и не изменяется в процессе наполнения его данными. Давайте добавим для примера новый виртуальный диск.
Существует три типа дисков thick:
Thick disks
Zeroed thick disks (lazy zeroed thick disks)
Eager zeroed thick disks
Диски типа Thin (тонкие диски)
На слайде пример виртуальной машины с тремя дисками общего объема 140 ГБ, а по фату на датасторе используется 80 гб.
Independent, Persistent, Non-Persistent диски
И так теперь у вас есть виртуальная машина, если вы зайдете в ее свойства то сможете обнаружить, что для каждого виртуального диска есть еще дополнительные опции
давайте смотреть, что каждый из них означает. Вот такая картинка идет по умолчанию для виртуального диска. Что это подразумевает, а то, что у вас в конфигурации стандартный виртуальный диск, на нем можно делать снапшоты ESXI, это дает возможность делаться дельте диска и данные уже писать в него. Если откатывать снапшот, то вы получите диск на момент снятия.
Independent, Persistent, Non-Persistent диски-01
Если у нас стоит Independent и Persistent. В такой конфигурации это означает, что вы не сможете создать снапшот, так как все изменения сразу пишутся на диск. При попытке его создать вас пошлют с ошибкой Cannot take a memory snapshot, since the virtual machine is configured with independent disks. Некий такой механизм защиты от снапшота,
Independent, Persistent, Non-Persistent диски-02
И последний вариант это Independent > Non-Persistent. Тут тоже не работают снапшоты. Диск необходим вот для чего. Предположим у вас есть какой, то публичный или тестовый стенд, где все что то могут поставить, до этого вы его подготовили в эталонный вид и поставили тип диска Non-Persistent, далее все начинаю херачить и ломать эту машинку, ставить там свой софт и тестить его, в итоге, у вас же нет снапшота, а откатиться хочется, этот тип диска и позволяет это сделать путем обычной перезагрузки. Хороших примеров его использования полно, главный принцип один раз настроили, что то пошло не так ребутнули и все счастливы.
Independent, Persistent, Non-Persistent диски-03
Типы дисков vmware esxi «Thick Provision Lazy Zeroed, Thick Provision Eager Zeroed, Thin Provision»
В Vmware Esxi cсуществует три типа дисков thick, пространство таких дисков выделяется в момент создания, при этом блоки не очищаются от данных, которые находились там ранее. Это может создавать потенциальные угрозы безопасности, поскольку виртуальная машина может получить доступ к данным на хранилище VMFS, которые ей не принадлежат. При обращении к блокам такого диска их содержимое предварительно не очищается со стороны ESX. Преимущество дисков типа thick — производительность и быстрота создания, а недостатком является — безопасность.
Первый тип: Thick Provision Lazy Zeroed
Все пространство такого диска выделяется в момент создания, при этом блоки не очищаются от данных, которые находились там ранее. При первом обращении виртуальной машины к новому блоку происходит его очистка. Таким образом, эти диски более безопасны, однако при первом обращении к блоку — теряется производительность системы ввода-вывода на операцию очистки. При последующих обращениях — производительность идентична дискам типа Eager zeroed thick. Этот тип диска создается по умолчанию через VMware vSphere Client для виртуальных машин. Преимущество дисков Zeroed thick disks — безопасность и быстрота создания, недостаток — производительность при первом обращении к блоку.
Второй тип: Thick Provision Eager Zeroed
Все пространство такого диска выделяется в момент создания, при этом блоки очищаются от данных, которые находились там ранее. Далее происходит обычная работа с блоками без очистки. Преимущество такого диска — производительность и безопасность, недостаток — долгое время создания.
Третий тип: Thin Provision
Диски этого типа создаются минимального размера и растут по мере их наполнения данными до выделенного объема. При выделении нового блока — он предварительно очищается. Такие диски наименее производительны (выделение нового блока и его очистка), однако наиболее оптимальны со стороны экономии пространства на системе хранения данных.
Приведем примеры создание виртуального диска vmdk определенного типа на VMware ESXi
Если вы хотите создать диск определенного типа в ручную, то при ее создании выберите опцию «Do not create disk». Далее необходимо зайти в консоль сервера ESXi по SSH и выполнить команду (предварительно командой cd перейдите в папку с виртуальной машиной) для создания диска типа thin максимальным объемом 20 ГБ :
vmkfstools –c 20G –d thin thin.vmdk
команда для создания диска типа Thin Provision:
vmkfstools –c 20G –d thick thick.vmdk
команда для создания диска типа Thick Provision Lazy Zeroed:
vmkfstools –c 20G –d zeroedthick zeroedthick.vmdk
команда для создания диска типа Thick Provision Eager Zeroed:
vmkfstools –c 10G –d eagerzeroedthick eagerzeroedthick.vmdk
Конвертация типа существующего диска vmdk на ESXi
С помощью указанной команды диск thin затирает содержимое блоков до своего максимального размера и превращается в диск thick:
vmkfstools –j thin.vmdk
Конвертация диска vmdk типа thick в thin. С помощью указанной команды из диска vmdk типа thick копированием получаем диск типа thin (операция длительная):
После завершения процедуры замените исходный диск типа thick на вновь созданный thin, а исходный thick — можете удалить.
Основы тонкого выделения томов на системах хранения (или юбилей 3PAR thin provisioning)
В этом году исполняется 10 лет с момента продажи первой системы хранения данных 3PAR с технологией Thin Provisioning. И несмотря на то что технология стала очень популярной и востребованной, толкового описания того как же это работает на низком уровне мне встретить до сих пор не удалось. В этой статье я попробую осветить наиболее «темные», на мой взгляд, стороны thin provisioning – технические основы данной технологии. То есть, то как именно хост взаимодействует с системой хранения данных. Эти технологии сейчас уже не являются эксклюзивом 3PAR, так как теперь это индустриальные стандарты, но так как технология thin provisioning впервые появилась в 3PAR, то позволю себе отдать все лавры именно этим массивам.
Зачем нужен thin provisioning
Для тех, кто пропустил предыдущие 10 лет, я всё же вкратце напомню, что такое thin provisioning и для чего он нужен, а остальные могут с чистой совесть пропустить этот раздел.
Thin provisioning – это технология виртуализации систем хранения данных, которая позволяет увеличить эффективность использования ресурсов системы хранения. Эта технология необходима для уменьшения использования дискового пространства, которое непосредственно не используется для хранения данных приложений. В частности файловые системы никогда в нормальных условиях не бывают заполнены на 100%. Однако всегда нужно иметь некий запас свободного места для обеспечения нормального функционирования файловой системы и для обеспечения готовности к росту данных. Это фактически не используемое пространство выделяют для всех логических томов на системе хранения данных. Логические тома, дисковое пространство для которых выделяется в полном объеме в момент создания на системе хранения, называют «тостыми». Такая модель использования дисковых ресурсов появилась вместе с первыми устройствами для хранения данных и жива до сих пор. 
Для решения подобных проблем и были придуманы thin provisioning и thin reclamation о которых мы и поговорим более подробно.
Как работает thin provisioning
Исходя из вышесказанного, представить схему работы thin provisioning не составляет труда. При получении системой хранения команды SCSI Write (инкапсулированной в стек FC, SAS, iSCSI и пр.) она выделяет очередную порцию данных и записывает туда данные из SCSI Write. В случае с 3PAR блоки выделяются размером в 16К.
Как работает thin reclamation
А теперь обсудим гораздо более интересные и неочевидные моменты – каким образом хост взаимодействует с системой хранения для возврата освободившегося дискового пространства в общий пул. Взаимодействие хоста и системы хранения – крайне важный нюанс, так как только хост знает какие блоки можно удалять, а какие нет. Технология thin reclamation была впервые реализована на массивах 3PAR и сегодня является индустриальным стандартом, утвержденным Международным Комитетом по стандартизации в сфере информационных технологий (INCITS). Документ называется T10 SBC-3 и расширяет стандарт SCSI новыми командами для взаимодействия с системами хранения (эти команды были добавлены в восемнадцатой ревизии документа 23 февраля 2009 года). Аналогичный стандарт есть также для ATA/SATA устройств.
UNMAP
Сообщает системе хранения о необходимости освободить одну или несколько групп последовательных LBA (Logical Block Address). Система хранения должна пометить данные LBA как свободные (unmapped, в терминах SCSI), освободить место на бекэнде и фоновым процессом затереть данные которые там ранее находились на тот случай, если эти блоки будут потом выделены другому хосту. В этой команде передаётся исключительно служебная информация в виде множества пар состоящих из «LBA Address» и «Number of Logical Blocks».
WRITE SAME
Если по каким-то причинам хост не желает использовать команду UNMAP он может получить похожий эффект с помощью команды WRITE SAME. Для этого предусмотрено битовое поле unmap. Если команда WRITE SAME с установленным битом unmap придет на массив с thin provisioning и том на массиве тонкий, то массив сделает тоже что и в случае с командой UNMAP. Отличается от команды UNMAP (42h) тем, что используя WRITE SAME нет возможности указать большое количество блоков для освобождения. Можно указать только одну пару «LBA Address» и «Number of Logical Blocks».
Также не стоит забывать, что команда WRITE SAME это в первую очередь команда для записи данных. В том случае, если бит unmap не установлен, система хранения не поддерживает thin provisioning или том толстый, то будет выполнена обычная операция записи данных по заданным LBA. Из этого следует, что в данных случаях SCSI READ обязан вернуть именно те данные, которые туда были записаны. Тут некоторые производители вроде того же Хьюлета хитрят и вместо последовательной записи однотипных данных (например нулей) помечают в метаданных логического тома эти блоки как выделенные но «заполненные нулями». Называется эта технология – zero detection.
GET LBA STATUS
Это сервисная операция (специфичная для устройства) и она использует код команды SERVICE ACTION IN (9Eh). Она позволяет узнать серверу:
1. Поддерживает ли том thin provisioning.
2. Статус определенного блока на системе хранения (выделены ли для него реальные ёмкости на бекэнде или нет).
3. Гранулярность thin provisioning для тома.
4. Лимиты (тревожный уровень и максимальный объем).
Команда очень полезна например для фонового поиска со стороны хоста блоков, выделенных на массиве, но не используемых хостом для хранения данных или при переезде с толстых томов на тонкие.
Виртуализация vSphere, Hyper-V, Xen и Red Hat
Более 5550 заметок о виртуализации, виртуальных машинах VMware, Microsoft и Xen, а также Kubernetes
| VM Guru / Articles / Типы виртуальных дисков vmdk виртуальных машин на VMware vSphere / ESX 4. |
