到目前為止，我們通過前面一系列文章，已相當深入地介紹了Hyper-V在可擴展性方面的改進、NUMA、虛擬機監控和復制等特性。現在不妨把注意力轉到一個熱門話題，看看Hyper-V在存儲方面有什么改進：將虛擬機存儲在文件共享區上、集群共享卷(CSV)方面的改進、訪客光纖通道、DirectDMA和卸載數據傳輸，另外還有新的VHDX格式。

　　不妨先從文件共享說起;如果我非要從Windows Server 2012中選擇一項迎來最大飛躍發展的根本性技術，那就是SMB 3.0。這項出色的文件共享技術自Windows問世以來就存在了，但是Server 2012(和Windows 8)里面的文件共享技術較之前幾代技術大不一樣。它的性能可以達到直接連接存儲(DAS)的97%至98%，并且針對在普通的文件共享區托管運行應用服務器的應用程序工作負載(如SQL Server 2012和Hyper-V虛擬機磁盤)進行了優化，從而提供了前所未有的靈活性。

　　圖1：如果你打算將虛擬機存儲在文件共享區上，就要確保你創建了合適類型的文件共享區。

　　將VHD(X)文件存儲在SMB 3.0文件共享區上的虛擬機可以在Hyper-V主機之間進行實時遷移，但是別扔掉你的集群架構——這項特性并不意味著它就能提供高可用性。要是某個Hyper-V主機出現了故障，其他主機不會接到通知(因為它們不在同一個集群中)，因而虛擬機也就不會自動重啟。

　　雖然微軟概述了融合集群的設計：在這種集群中，一些節點是存儲節點，為Hyper-V主機節點提供了共享式存儲，但是要注意的是，一個主機既是文件共享區主機，同時又是Hyper-V主機，這并未得到支持。如果Hyper-V主機與其存儲系統的聯系臨時受到了中斷，Hyper-V在兩端都會緩存輸入/輸出流量，緩存時間長達1分鐘。SMB 3.0多通道技術會充分利用主機與文件共享區之間所有可用的網絡路徑，不需要任何額外的配置(只有你需要聚合其他協議時，才需要我在前面介紹的網卡聚合這種配置)，為防范不小心斷開的網線提供了保護。

　　如果你考慮使用存儲區域網(SAN)作為SMB 3.0文件共享區的后端存儲基礎設施，并且使用微軟的集群共享卷(CSV)文件系統的新版本CSV 2.0，潛在的數據中心設計變得更加令人關注了。這種架構名為橫向擴展文件服務器(SOFS)，適合服務器的應用程序工作負載(SQL Server和Hyper-V)，但不適合一般的文檔文件共享(傳統的文件共享區集群角色應該適合這種共享)。在這種場景下，每個文件共享區主機可以訪問同一后端數據，并將該數據提供給Hyper-V節點。如果一個文件共享區主機出現了故障，它就會以透明的方式，故障切換至另一個文件共享區主機。

　　CHKDSK在Windows Server 2012服務器中已得到了改進，它將耗費大量時間的磁盤分析操作從修復階段中分離出來，使分析階段能夠在磁盤正常工作的時候運行。這意味著，CHKDSK現在可以檢查并修復大容量卷，而停機時間極短(只有幾分鐘，而非幾小時)。不過在SOFS中，快速修復階段可以由一個節點來執行，而其他節點仍可以訪問該卷。結果就是，磁盤檢查期間停機時間為零。

　　既然我們討論Windows Server 2012中Hyper-V的存儲方面，免不了要提到存儲空間(Storage Spaces)，這項特性讓你可以使用大眾化的硬件服務器和存儲設備，構建“類似SAN”的可擴展存儲環境，又有內置的數據保護機制。雖然存儲空間并不取代高端SAN，但是在許多場景下(包括在中小企業和大企業環境)，這種類型的存儲卓有成效。實現高可用性Hyper-V存儲的另一個選擇就是內置支持共享式SAS底座，每個主機里面的RAID控制器可以同步其信息。這項技術名為集群PCI RAID。

　　高速文件共享方面的最后一部分是SMB Direct，具有遠程直接內存訪問(RDMA)功能的網卡可提供異常出色的存儲訪問性能。Hyper-V里面的種種改進都幫助提高了性能級別，比如虛擬機里面每16個虛擬處理器有一條輸入/輸出通道(Windows Server 2008 R2只為整個虛擬機提供一條輸入/輸出通道)，每只SCSI磁盤有一個輸入/輸出隊列(Windows Server 2008 R2局限于每個控制器有一個隊列)，以及跨虛擬處理器實現輸入/輸出中斷的動態擴展，而不是像之前版本中那樣只使用一個。微軟演示了單個虛擬機可以達到每秒100萬次輸入/輸出操作。

　　卷影復制服務(VSS)同樣得到了改進，因而有可能從遠程共享區備份狀態一致的數據源，就像你用Windows Server 2008 R2里面的本地存儲來備份那樣。

　　CSV：另一種文件系統?

　　如果你關注一下啟用Windows Server 2012中CSV的服務器管理器(Server Manager)里面的共享卷，會發現它指定文件系統為CSVFS，但是仍依賴底層的NTFS。除了前面提到的零停機時間CHKDSK外，CSV 2.0里面還有其他的改進;它也得到了改進，與備份軟件更加兼容。舊版本使用自定義的重解析點(reparse point)來掛載共享式存儲，這就需要備份軟件開發商定制其應用軟件，以便知道如何備份共享式存儲。Windows Server 2012使用了標準的掛載點，有望為獨立軟件開發商(ISV)們帶來方便。

　　還有一項新特性名為CSV緩存，它使用文件共享區主機上的系統內存來緩存讀取內容，這能大幅提升性能，尤其是在輸入/輸出常常是個瓶頸的虛擬桌面基礎設施(VDI)場景下。建議的緩存大小是512 MB，但是你需要在自己的環境中拿實際負載測試一番。你有多少個CSV卷沒有限制，你在每個卷上有多少個文件也沒有限制，所以任何限制取決于你的硬件支持什么。#p#

　　卸掉負載

　　現代的SAN功能強大，有許多高級特性;提供卸載數據傳輸(ODS)增添了讓Windows能夠以智能方式直接使用這些特性的功能：表明ODX如何用于Hyper-V的一個例子是，創建一個80 GB大小的固定VHD磁盤：Windows只向ODX SAN要求這個大小的文件，沒必要通過網絡傳輸數據。非ODX SAN與之形成了鮮明對照：主機必須向SAN上的新文件發送80 GB的數據，網絡、處理器和內存等方面都有相應的負載。拷貝文件以及將文件從一個位置轉移到另一個位置時，Windows僅僅處理ODX權標，所有傳輸工作都在SAN里面直接完成。

　　Windows Server 2012以兩種方式來實現ODX：首先，當Hyper-V主機連接到ODX SAN后，創建或刪除VHD(X)文件或者合并快照等任何操作卸載到SAN上。其次，如果你有Windows 2012虛擬機駐留在支持ODX的SAN上，虛擬機里面的文件操作也將得到加速。這將這些操作所需的時間從幾分鐘縮短到了幾秒鐘，對大文件來說尤為如此。

　　一種新的虛擬硬盤

　　新的VHDX虛擬硬盤格式在之前文章已多次提到，但是添加的X看似不重要，實際上帶來了許多好處。首先，如果元數據操作過程中發生停電事故，VHDX有更強的彈性，更能適應破壞;因為它為這些操作保留了內部日志。此外，現在開發人員和用戶有機會把自己的管理數據嵌入到VHDX文件里面。但是最大的改進在于虛擬硬盤最大大小是64TB(理論最大大小是1.4 PB)。

　　有一些內置工具可用于把VHD文件轉換成VHDX文件(反之亦然，只要文件小于2 TB)。新格式還在新硬驅上與4K扇區或512e扇區正確地對齊，不像VHD格式在512e磁盤上可能有問題。如果你在Windows Server 2012中創建一個新的VHD，也可以解決這個問題。你可以把2008 R2中的現有VHD轉換成Windows Server 2012中的VHD，這還有望解決扇區對齊問題。

　　圖2：由于磁盤大小每年在變大，能夠創建64 TB大小的虛擬硬盤讓平臺能夠適應未來需要。

　　固定大小磁盤(自動完全配置)、動態磁盤(自動精簡配置)和直通磁盤之間的性能差異一直在穩步縮小;而在Windows Server 2012中，沒有理由為了性能而使用直通磁盤，特別是由于你使用直通磁盤后，虛擬化技術的大部分優點也就蕩然無存。固定大小磁盤與動態磁盤之間的性能差異也很小。所以，如果你果真決定使用動態磁盤，千萬要小心，確保你有一種機制來跟蹤和預測磁盤使用情況——磁盤存儲空間很容易被耗盡。

　　圖3：由于固定VHD(X)與動態VHD(X)之間的性能差異現在很小，在生產環境中使用動態磁盤是一個切實可行的選擇。

　　VHDX還支持收回未使用的空間，這類似TRIM為固態硬盤(SSD)收回未使用空間以及unmap為SAN收回未使用空間。傳統的文件系統并不是真正刪除文件，而是僅僅刪除了數據指針;如果使用TRIM，操作系統收回存儲空間。在平常的VHDX操作中，這在后臺緩慢進行，所以如果你在使用動態磁盤，又刪除了文件，該空間實際上將用于新文件，沒必要讓物理VHDX文件再次擴大。如果你關閉了虛擬機，VHDX文件的實際尺寸會縮小，而VHD文件不會出現這種情況。#p#

　　虛擬光纖通道

　　VMware之前處于領先的另一個方面是這一點：如果你想在Windows Server 2008 R2 Hyper-V中創建訪客集群(確保應用程序高可用性)，就不得不使用iSCSI，因為沒有辦法把虛擬機連接至光纖通道SAN。這個問題在Windows Server 2012中得到了解決;虛擬光纖通道(VFC)提供了將虛擬機與得到支持的應用程序集群起來(訪客集群)的功能，而每個虛擬機能夠有多達四個VFC HBA。微軟虛擬主機總線適配器(HBA)直接將光纖通道的邏輯單元號(LUN)呈現在虛擬機面前，所以要留意：SAN、光纖通道交換機和HBA必須支持N_Port ID虛擬化(NPIV)。即使在測試實驗室環境中，也無法使用直接光纖通道線纜連接就應付得了——你需要光纖通道交換機。

　　圖4：建立虛擬光纖通道很容易，只要你的HBA有針對Windows Server 2012的驅動程序。

　　與該版本Hyper-V的主題相吻合的是，微軟并不滿足于僅僅模仿VMware功能，它還更進了一步，讓用戶有可能使用VFC，實時遷移虛擬機。不過，SAN撤除LUN的映射這個操作通常要花30秒到60秒的時間，而暴露端口顯然并不適用于實時遷移。每個虛擬機而是使用兩個全局端口名稱(World Wide Port Name)和兩個全局名稱(World Wide Name)，其中一個處于閑置狀態;如果虛擬機轉移，另一個端口就會接過重任，使得原始端口成為閑置端口。如果你在虛擬機里面運行SAN廠商的管理工具，它又沒有更新，不知道這種交換機制，那么交換端口時有可能發出警報。

　　存儲方面的其他改進

　　Windows Server 2012提供了內置的文件重復數據刪除功能，但是這只適用于沒有在使用的文件，所以它對VHD(X)庫來說會很方便，它將達到驚人的刪除效果(90%以上)，因為大多數虛擬硬盤上存在大量的重復內容。另一個出色的特性就是，新的服務器管理器讓你可以將角色和特性直接部署到離線VHD文件上，這為管理你的虛擬機模板提供了另一條途徑。

　　存儲方面已經介紹了不少。下一篇我們將介紹虛擬機的移動性。

　　http://virtualizationreview.com/articles/2013/04/29/hyper-v-dive-7-storage.aspx