vSphere 4是Vmware公司最新推出的继VI3之后的裸机虚拟层，它包括了超过140个不同的新特性。它的竞争对手包括微软公司的Hyper-V、Citrix公司的XenServer以及Oracle公司的Oracle VM。本文重点介绍了vSphere在实践中数据存储管理方面的功能及特性。

　　vSphere4和不同的存储类型

　　数据存储对于虚拟化而言是非常重要的，vSphere支持多种不同的本地存储，包括SCSI、SAS和SATA磁盘，除此之外，它还支持基于网络的iSCSI或者NFS协议的存储设备以及价格上昂贵的光纤通道（FC）数据存储。为为了使用vSphere的许多高级功能，如VMotion和高可用(HA)，我们需要使用共享存储设备。幸运的是，iSCSI以及NFS协议在vSphere上都是支持共享的并且作为光纤通道的替代品，除了在磁盘I/O负载上略显不足，在其他各个方面都有良好的表现。vSphere上配有iSCSI触发软件和NFS客户端，这样连接到iSCSI或者NFS存储设备上的配置过程就十分简单了。同时，vSphere也支持使用硬件层面的iSCSI触发器，其上面装有TCP/IP降负载引擎能降低主机上CPU的负载。
　　此外，vSphere使用了一种特殊的高性能集群文件系统，叫做虚拟机文件系统(Virtual Machine File System，VMFS)，这款高性能集群文件系统允许来自多个不同主机服务器的并发访问。VMFS卷使得虚拟机后端存储简化为一个单独的存储卷，展现在各个不同的虚拟机面前。vSphere的最佳存储功能之一是它的瘦分区功能，它能满足在对磁盘进行写入需要的时候才增加虚拟磁盘空间和数据块而不是一旦创建好磁盘就把空间分配好这样的传统模式。这就允许你能避免存储空间的问题并且能很好利用客户虚拟机的操作系统上未被使用的磁盘存储空间。vSphere上一些其他的和存储相关的特性包含了如下一些方面：

• 　　支持基于以太网的光纤通道（FCoE）
• 　　支持iSCSI协议和NFS协议巨型帧
• 　　在线扩展虚拟磁盘的能力
• 　　增长VMFS卷的能力
• 　　存储的并行虚拟化
• 　　针对虚拟机直接I/O访问的VMDirectPath功能
• 　　vStorage 全新的API接口
  

　　vSphere 4和网络

　　vSwitch(虚拟交换机)是虚拟网络的核心，根据你的需求不同，vSphere提供了多个选择，简单标准的vSwitch是最容易使用的，提供容错和跨多网卡负载均衡，对于有许多主机和vSwitch的较大环境，vNetwork分布式交换机允许你创建一个全局vSwitch，配置多个主机，不用每个主机都独立配置。vSphere也支持第三方vSwitch，思科的Nexus 1000v是vSphere支持的第一款虚拟交换机，这样就可以更紧密地将物理物理和虚拟物理集成起来，vSphere支持的vSwitch高级功能包括VLAN标记，NIC分组和双层安全策略等。此外，vSphere还包括一些额外的网络相关的特性：

• 　　支持IPv6网络
• 　　支持私有VALN
• 　　支持思科发现协议(CDP)
• 　　支持网络VMotion

　　vSphere 4和高可用

　　虚拟化也不能将所有鸡蛋放在一个篮子里，保持高可用依然很关键，如果一个主机出现故障，那么所有运行在它上面的VM都将失效，但vSphere包含的功能可以最大限度地减少或消除因宿主主机故障导致VM的停机时间。遇到宿主主机故障时，vSphere的高可用功能允许共享存储上的VM在其它宿主主机上快速重启，最大限度地减少VM的停机时间。容错(FT)功能在另一台宿主主机上通过Lockstep技术保持VM副本的实时同步，进一步增强了VM的可用性。这样就完全防止因宿主主机硬件故障引起VM停机的可能，完全可能实现零停机零数据丢失。这些技术可以防止计划外的硬件故障，对于计划内维护任务，vSphere也提供了相应的功能，大大降低了计划内维护任务的难度。VMotion允许将一个处于运行中的VM移动到另一台使用相同存储卷的宿主主机上，而Storage VMotion则允许将运行在同一个宿主主机中的VM从一个存储卷转移到另一个存储卷。这些功能可以让你执行宿主主机或存储设备硬件停机维护任务。

　　vSphere 4虚拟化管理

　　vSphere 4也提供了管理虚拟环境的工具，vSphere客户端是一个Windows应用程序，它是主要的vSphere管理工具，在ESX(不是ESXi)宿主主机上提供了Web用户界面管理虚拟机，另外还提供了命令行管理接口，如vSphere CLI(vCLI)，以及VMware管理助手(VMware Management Assistant，VMA)，vCenter Server则提供了集中式管理手段，它具有警告、性能报告、自动化和模板功能，诸如高可用、分布式资源调度器(DRS)和VMotion都需要vCenter Server。多个vCenter Server可以运行在联系模式，为多个虚拟环境提供集中式管理。

　　vSphere 4的存储管理特性

• 　　易于使用

　　vSphere Hypervisor分为两个版本：ESX和ESXi。ESX占用的空间较大(1.7GB)，提供更复杂的服务控制台，运行一个完整的Linux操作系统，而ESXi占用的空间更小(70MB)，管理控制台也更简单，因此，ESXi可以在几分钟内就装好，安装期间几乎没有互动。VMware也提供了一个免费的服务叫做VMware GO，旨在帮助那些刚刚接触虚拟化的人们快速搭建一个虚拟环境。VMware免费的Converter(转换器)产品和vCenter Server的整合指南大大简化了虚拟化过程，使得从物理机转换成虚拟机变得易如反掌。

• 　　安全

　　vSphere是一个受控的安全环境，Hypervisor从未受到破坏，vSphere安全部分原因是因为，它提供了一组叫做VMsafe的安全API，第三方应用程序可与之紧密集成，提供更安全的控制。vSphere也提供了一个叫做vShield Zone的产品，它提供了一个虚拟防火墙和IDS(入侵监测系统)，可以为虚拟机提供更完整的保护。

• 　　数据备份和数据保护

　　vSphere自带了几个数据备份和恢复功能，例如虚拟机快照，它可以回滚到之前的虚拟机状态，在给客户机操作系统或应用程序打补丁时，这个功能相当有用，遇到补丁冲突或引发新问题时，可以快速返回到以前的状态。vSphere还包括一个叫做VMware Data Recovery(VDR，VMware数据恢复)的产品，它可以将虚拟机备份到任何磁盘存储设备，并且具有重复数据删除和压缩功能。此外，用于数据保护的vSphere API允许第三方备份软件紧密集成，这样就可以通过第三方备份程序备份和复制虚拟机。

• 　　可伸缩性

　　vSphere宿主主机和虚拟机均具有良好的伸缩性，几乎允许任何应用程序或工作负载虚拟化，最大支持1TB物理内存，64颗逻辑CPU，每台vSphere宿主主机最大支持256个运行的VM。另外，每虚拟机最大可分配8个vCPU(虚拟CPU)和256GB内存，支持最苛刻的应用。使用高级内存技术，如透明页共享(TPS)和内存过量分配，vSphere可以让相同的物理资源支持运行更多的虚拟机。

• 　　成本节省

　　虚拟化可以节省电力成本和制冷成本，vSphere通过分布式电源管理(Distributed Power Management，DPM)，动态电压和频率伸缩(Dynamic Voltage and Frequency Scaling，SVfs)等高级技术，更是将成本节省发挥到了极致。在低活动期间，DPM允许宿主主机自动关闭，虚拟机自动移动到其它宿主主机上，遇到资源需求量增加时，原来关闭的宿主主机又自动启动，移走的VM自动回到原来的宿主主机上。当资源需求很低时，DVFS允许宿主主机CPU自动改变电源状态(p状态)，从而减少主机的能源消耗，根据虚拟机的需求，CPU频率和电压自动降低，这两个特点结合起来就可以帮助节省开支，特别适宜那些CPU活动周期性比较强的环境。

• 　　扩展性

　　vSphere有许多API接口以及SDK插件可供开放人员选择用于编写针对vSphere的相关应用程序。同样也有一些脚本语言例如Javascript，Perl以及PowerShell用于实现任务的自动化并帮助管理虚拟环境。这就可以开发许多免费工具和脚本供大家选择，也可以取代更为昂贵的附加的组件。