品高虚拟化后端存储的发展演进

在品高虚拟化技术不断发展的过程中，虚拟化的后端存储一直是关注的焦点之一。

本文将从最初的文件存储和 NFS 开始，追溯到集中式存储 SAN，然后选择了 Ceph 的 RBD 方式，并最终抵达选择支持 vhost 协议的后端存储的现状，我们将探讨使用每种后端存储的发展历程。

最初的文件存储和 NFS

在虚拟化技术刚开始兴起阶段，最简单的虚拟机后端存储方式是将虚拟磁盘文件存储在宿主机的本地文件系统中，这种方式简单易用，适用于小规模的部署和测试环境。

而随着虚拟机数量和负载的增加，这种方式暴露出了性能瓶颈和可扩展性不足的问题。

为了解决这些问题，我们开始探索使用网络存储技术，如 NFS（Network File System）。NFS 允许虚拟机通过网络访问远程文件系统中的虚拟磁盘镜像文件，提供了更好的可扩展性和性能。

然而，NFS 在高负载和高并发情况下性能仍然有限，难以满足大规模部署的需求。

集中式存储 SAN

随着虚拟化技术的普及，对于更高性能和可靠性的需求不断增加。

为了满足这些需求，我们开始采用集中式存储技术，如 SAN（Storage Area Network），并结合逻辑卷管理器（LVM）来管理虚拟机的后端存储。

SAN 提供了高性能和高可靠性的存储解决方案，可通过光纤通道或 iSCSI 等协议连接到虚拟化平台。同时，LVM 提供了灵活的卷管理功能，可以动态调整卷的大小，并支持快照等高级功能。这种方式大大提升了虚拟机后端存储的性能和管理效率，适用于中等规模的企业部署。

但随着虚拟化规模的不断扩大和应用负载的增加，SAN 和 LVM 的扩展性和管理复杂度成为了挑战。

此外，传统的存储方案也面临着高昂的成本和单点故障的风险。

Ceph RBD

为了应对上述挑战，我们开始寻求更加灵活、可扩展和成本效益高的存储解决方案。

在这种背景下，Ceph 的出现提供了一个理想的选择。Ceph 是一个开源的分布式存储系统，具有高可用性、高可扩展性和自我修复能力。

在 Ceph 中，使用 RBD（RADOS Block Device）作为虚拟机的后端存储方案。RBD 允许将虚拟磁盘镜像存储在 Ceph 集群中，并通过网络访问，提供了与传统块设备相似的性能和功能。同时，Ceph 集群的分布式架构和自动故障转移功能确保了存储的可靠性和可用性。

选择 Ceph 的 RBD 方式对接的原因主要包括：

• 高性能：Ceph 集群的分布式架构提供了较高的性能。

• 高可用性：Ceph 具有自动故障转移和数据冗余功能，保障了存储的可靠性。

• 可扩展性：Ceph 集群可根据需求灵活扩展，适用于不断增长的虚拟化规模。

• 开源免费：Ceph 是开源软件，免除了商业存储解决方案的高昂成本。

Vhost 技术

尽管 Ceph 的 RBD 方式为虚拟机后端存储带来了巨大的改进，但随着虚拟化技术的发展和应用场景的不断变化，我们仍然在寻求更进一步的性能优化。

在这种背景下，vhost 技术成为了一个备受关注的选项。通过结合 vhost 技术和存储后端，虚拟机可以获得更快的存储访问速度和更低的存储延迟，从而提高了虚拟机的存储性能和响应能力。

vhost 技术将部分虚拟交换机功能移到主机内核中，并利用用户态程序与主机内核进行通信，从而减少了虚拟交换机的开销。

这种方式大大提高了虚拟机的网络性能和吞吐量，减少了虚拟化层对网络流量的处理延迟。

选择 vhost 的优势：

• 提高网络性能：vhost 技术显著提升了虚拟机的网络性能，满足了对高性能网络的需求。若配合 RDMA 网络，vhost 技术可以实现单机百万级 IOPS 的惊人性能。

• 降低网络延迟：减少了虚拟化层对网络流量的处理延迟，提升了网络通信的响应速度。

• 优化资源利用：通过将部分网络处理功能移到主机内核中，释放了虚拟化层的资源，提高了整体资源利用率。

结语

品高虚拟化后端存储的选择发展经历了从简单的文件存储到复杂的分布式存储的演进过程。不断地选择和更换对接方式，是为了适应不断变化的应用需求和技术发展。

在当前，品高超融合选择 vhost 技术作为一种高性能的解决方案，为品高超融合虚拟化环境带来了新的可能性，品高超融合将继续推动虚拟化存储技术的发展，为企业客户提供虚拟存储极致速度而努力。