oVirt存储管理.doc

oVirt 的 Node/Engine 结构 oVirt 是一个基于 x86 架构上的 KVM 虚拟化技术的开源 IaaS 云服务解决方案。在架构设计上它使用了 Node/Engine 分离结构，以方便功能的划分与管理。 图 1 从总体框架上说明了 oVirt 的工作流程。对外，oVirt 中的 Engine 通过 HTTP 协议向外提供 HTTP API，同时提供内建的网页服务供用户和系统管理员使用。系统管理员通过网页可以创建、修改虚拟机及相关设备或用户权限，用户在拥有权限的情况下可以操作 自己的虚拟机，并通过 VNC 或 SSH 登陆自己的虚拟机。Engine 在整个系统中充当管理者的角色并对外提供管理服务，它挂载了自己的数据库记录整个系统中所有的虚拟机配置，各个节点的自身状态，系统的网络状态，存储器状 态。管理的逻辑，状态及策略全部在 Engine 中设置与实现。Node 只负责功能上的实现，不进行任何状态的记录和任何策略的实现。Engine 与 Node 之间的关系十分像 Linux 中驱动程序与应用程序的功能分割关系：驱动仅仅负责功能的实现，如设备的读、写、开启与关闭，如何使用这些功能留给应用层。同样 Node 仅仅负责实现虚拟机器与设备的创建与修改，资源的共享与保护，如何使用这些功能交给 Engine 处理。Node 暴露两种基于网络的 API 与 Engine 交互，XMLRPC 与 REST。Engine 通过这些接口控制各个 Node 上功能的启动。当然用户也可以调用这些 API 进行第三方程序的开发。 oVirt 里的 Node 可以由一个普通的 Linux 上安装 VDSM(Virtual Desktop Server Manager) 构成，也可以由一个专为 oVirt 定制的 Linux 系统构成。在定制的情况下，Node 上的许多文件系统都是 ramdisk( 基于内存的 Linux 磁盘设备 )，系统重启后其中的内容消失，从而保证了 Node 的无状态性。Engine/Node 的设计不仅方便将来的开发，更简化了用户的安装使用，在定制的情况下 Node 可以快速大量部署。本文主要以定制 Node 为例说明 VDSM 的相关功能。 回页首 每 一个 Node 上都会运行一个 VDSM，实现网络、存储器、虚拟机的创建与修改的功能。VDSM 的大部分代码用在了存储系统上，其功能包括数据的组织，集群下的数据共享与保护，故障恢复。通常情况下每一个物理机器当作一个 Node，运行一个 VDSM，Node 本身只携带少量存储器用以保存配置。一个集群中通常有一个 Engine 和数个 Node，这些 Node 通过网络连接到 SAN(Storage Area Network) 上，VDSM 把 Node 上运行的虚拟机存储数据保存在 SAN 上，Node 本身为无状态的节点，重新启动后状态消失，从而保证了系统整体的可用性，一般情况下不会因用户的操作而使 Node 失效。一旦问题发生，通常一次重启既可恢复工作状态。 简单概括起来，VDSM 的功能主要有：负责 Node 的自动启动与注册；虚拟机的操作与生命周期管理；网络管理；存储管理；Host 与 VM(Virtual Machine) 状态监视与报告；提供对虚拟机的外部干涉功能；提供内存与存储的合并与超支功能 (Over Commitment)。 在云计算环境中，SAN 中往往存储着大量虚拟机器使用的 virtual image，同时每一个 virtual image 在任何时候都可能被任意 Node 访问，同时出于性能的考虑 virtual image 可能以文件或者数据块的形式出现，这些对存储系统的设计提出了挑战。 为此，VDSM 基于以下原则设计了自己的存储系统： 1 高可用性：一群安装有 VDSM 的 Node 在组建集群的时候，没有潜在的单点故障存在，任何一个 Node 崩溃不会影响整个集群的功能，它的角色会被其他 Node 取代。Engine 不可用的情况下，Node 将继续工作，用户对虚拟机的操作可以继续进行。 2 高伸缩性：添加 Node 和 SAN 几乎不需要用户的设置，Node 上的 VDSM 会自己注册自己。 3 集群安全性：一个 VDSM 对正在操作的 virtual image 进行排它性保护。 4 备份与恢复：virtual image 之间有相互关连的特性记录可进行一系列引用 / 备份操作。 5 性能优化：利用多线程与多进程减少操作堵塞状况。 Storage Domain（以下简程 SD) 是 VDSM 中的最基本存储实体，所有的 virtual image 和 virtual image 对应的元数据都会保存在其中。和 V