Virtual Machine File System (VMFS)

În discuția noastră despre NAS, am menționat pe scurt că datele sunt organizate de un „sistem de fișiere”. Fără o metodă de gestionare a fișierelor, datele dintr-un dispozitiv de stocare ar fi o masă neinteligibilă, fără nicio indicație cu privire la locul în care se termină un set de date și începe următorul. Vă puteți imagina cât de confuz ar fi dacă cele 70.000 de melodii de pe hard diskul dvs. de 1 tb ar fi toate adunate laolaltă, fără nume și informații despre piese. Doar atunci când datele sunt separate în bucăți individuale pot fi identificate și recuperate.

Aceste bucăți separate de date sunt grupate în fișiere, care la rândul lor sunt grupate în directoare (care pot conține subdirectoare – directoare în directoare). Acest aranjament ierarhic permite utilizatorilor să navigheze pe diferitele niveluri ale unui sistem de fișiere în funcție de necesități. Sistemele de fișiere furnizează „metadate” pentru fiecare fișier (de exemplu, numele fișierului, marcaje de timp, permisiuni) și indici care permit sistemului de operare să știe ce fișiere se află pe o unitate și unde se află.

Există multe tipuri de sisteme de fișiere, inclusiv sisteme de fișiere pentru discuri, pentru baze de date și pentru rețele. Exemple de sisteme de fișiere de care probabil ați auzit sunt NTFS ( acceptat de Windows), ext (de exemplu, ext2, ext3 și ext4) și ReiserFS (ambele acceptate de Linux), HFS+ și APFS (ambele acceptate de macOS de la Apple), precum și UDF și ISO 9660 pentru discurile optice. Pe un hard disk, sistemul de fișiere este creat atunci când discul este inițializat (dacă este nou) sau formatat (indiferent dacă este nou sau nu).

Stocarea virtualizată este concepută pentru a oferi mașinilor virtuale (VM) spațiul de stocare de care au nevoie pentru a-și găzdui sistemele de operare și aplicațiile. Într-un mediu virtualizat, discurile virtuale ale unei mașini virtuale sunt stocate pe un „datastore”. (În procesul de virtualizare, o partiție este creată pe o unitate fizică pentru a forma un spațiu cunoscut sub numele de „Logical Unit Number” sau LUN; unul sau mai multe LUN alcătuiesc un „volum”; un număr de volume alcătuiesc un datastore). De obicei, un datastore trebuie să aibă un sistem de fișiere instalat pe el pentru a putea fi accesat. Cu platforma de virtualizare cloud computing a VMware, vSphere, stocurile de date sunt configurate cu unul dintre cele două formate de sistem de fișiere: „Virtual Machine File System” (VMFS) sau „Network File System” (NFS). NFS va fi discutat în secțiunea următoare.

VMware a fost pionierul tehnologiilor de virtualizare și a dezvoltat propriul sistem de fișiere, VMFS, pentru a lucra cu acestea. Sistemele de fișiere convenționale permit doar unui singur server să aibă acces de citire/scriere la un anumit fișier la un moment dat. În schimb, VMFS permite mai multor servere să aibă acces de citire și scriere la aceleași resurse de stocare în același timp. Acest lucru se datorează faptului că VMFS este un sistem de fișiere în cluster (CFS) de înaltă performanță, „cluster” însemnând că este montat (făcut accesibil) simultan pe mai multe servere.

Tehnologia de virtualizare aVMware permite VMFS să stabilească și să aloce spațiu de stocare virtualizat pentru mașinile și serverele virtuale. VMFS permite, de asemenea, ca mai multe mașini virtuale să partajeze un singur sistem de fișiere. Într-o configurație simplă, discurile mașinilor virtuale sunt stocate ca fișiere în cadrul VMFS. Pentru ca VMFS să înțeleagă operațiunile de fișier solicitate de la un dispozitiv SCSI, stratul de virtualizare traduce comenzile SCSI emise de un sistem de operare invitat.

O mașină virtuală „vede” un disc virtual care este stocat pe un datastore VMFS ca un dispozitiv SCSI montat. Sistemul de operare care rulează în interiorul mașinii virtuale nu „vede” VMFS – acesta „vede” în schimb propriul sistem de fișiere.

Un datastore VMFS poate fi legat la un singur SAN LUN sau poate fi extins pe mai multe SAN LUN. Puteți chiar să extindeți un datastore în timp ce mașinile virtuale rulează pe el, fie prin creșterea datastore-ului, fie prin adăugarea unei noi zone de stocare. Datastore-ul VMFS poate fi extins pe 32 de zone de stocare fizică de același tip de stocare. (VMFS poate fi utilizat pe o mare varietate de dispozitive de stocare în bloc, inclusiv SAN-uri Fibre Channel, SAN-uri iSCSI, stocare locală și Fibre Channel over Ethernet.)

Cu mai multe servere ESXi într-un cluster, mașinile virtuale sunt pornite, caracteristica mecanismului de blocare VMFS asigură faptul că mașinile virtuale nu sunt pornite de toate serverele ESXi dintr-un cluster. Mai multe gazde ESXi pot accesa același stoc de date VMFS într-un mediu de stocare partajată, de aici și motivul pentru blocarea pe disc. Cu toate acestea, în cazul VMware High Availability, mecanismul de blocare pe disc este dezactivat, astfel încât gazdele ESXi din cluster să poată face failover cu succes în încercarea de a porni mașina virtuală pe un alt server fizic funcțional. La fel ca în cazul tuturor hipervizoarelor, ESXi (prescurtare de la „Elastic Sky X Integrated”) creează și rulează mașini virtuale. Este un hipervizor de „tip 1”, ceea ce înseamnă că nu se bazează pe sistemul de operare al gazdei sale, ci rulează direct pe hardware-ul gazdei, conținând în sine un sistem de operare (OS) de bază care include nucleul. (Kernelul este componenta de bază a unui sistem de operare, care gestionează resursele sistemului.) VMware HA (sau „High Availability”) reunește într-un cluster VM-urile și gazdele pe care acestea locuiesc. Gazdele din cluster sunt monitorizate, iar în cazul unei defecțiuni, VM-urile de pe o gazdă defectă sunt repornite pe gazde diferite. VMware HA permite companiilor să asigure o disponibilitate ridicată pentru orice aplicație care rulează într-o VM.

Care mașină virtuală este încapsulată într-un mic set de fișiere într-un singur director. Recuperarea în caz de dezastru este, prin urmare, mult simplificată; întreaga VM poate fi oglindită de la distanță și recuperată cu ușurință în cazul unui dezastru.