VMware vSphere 4.1新特性之一 Storage I/O Control

新近推出的VMware vSphere 4.1相比4.0增加了不少新特性或功能增强，足以让广大“虚”友兴奋不已。这里用日志形式记录下我对其中一些特性的读书和翻译笔记（资料主要来自于 What's New系列和System Administrator Documentation），希望与同道们分享。

第一篇、存储I/O控制(Storage I/O Control)

有了存储I/O控制(SIOC)这个新特性，就可以控制那些部署于共享同一存储池的ESX服务器集群上的各个虚拟机的I/O优先权。其量化机制扩展自此前为我们熟知的、管理CPU和内存所使用的份额和上限(shares and limits)机制，从而可以在整个ESX服务器集群范围内动态分配I/O队列插槽（slot）来管理存储的使用。当检测到块存储设备上的延迟超过特定阈值时，SIOC将在整个ESX服务器集群范围内平衡可用的队列插槽，使得工作负载的重要（优先）程度与其所占总吞吐量的分配成比例。它能减少提供给配置较低份额(share)数的虚机的I/O队列插槽，换来为配置较高份额数的虚机提供更多I/O队列插槽。

SIOC还提供了一种机制可以扣减特定虚机的I/O活动，换来让其他虚机得到更多I/O吞吐量分配和更高的服务改善级别。图1中两个业务关键型虚机（在线商城和MS Exchange）相比那个不太重要的虚机（数据挖掘）被提供了更多I/O插槽。

图1

要SIOC对给定数据存储实施I/O优化需要满足两个条件：

1. 必须在数据存储上激活该特性（改变对应数据存储的一个属性设置即可实现）

2. 必须要在共享该数据存储的ESX服务器集群上检测到持续性的延迟。缺省阈值是30毫秒，该值也可通过数据存储的高级属性设置加以修改。

一旦这两个条件都满足，SIOC将主动在共享该数据存储的整个ESX服务器集群内开始管理I/O队列。它将估算每个虚机的I/O份额(share)所占访问该数据存储的所有虚机I/O份额总数的百分比，然后分派相对数目的I/O队列插槽，以确保高优先级虚机比低优先级虚机获得更多吞吐量和更少延迟。SIOC还会扣减某台ESX服务器的I/O插槽，前提是该服务器上只唯一负荷一个低优先级虚机，这样就可以释放出更多I/O队列插槽给其他负荷更多虚机的ESX服务器。见图2和图3。

图2 不带SIOC                              图3 带有SIOC

SIOC提供了一个动态分配机制，可以适应混合式工作负载的条件变化。它根据虚机属性中为每个虚拟磁盘所设置的I/O份额，来分配可用的I/O插槽，以确保服务质量不局限于主机级别，而是在共享数据存储的主机集群范围内得到贯彻。这一特性为vSphere管理员提供了达成更高级别整合的能力，有把握做到共享资源池中再不会出现低优先级工作负载反限制高优先级工作负载性能的情况。SIOC通过提供I/O分配公平性来使你的虚拟环境受益，即使当运行在共享同一数据存储的ESX服务器集群上的所有虚机都具有相等或默认的I/O份额设置值。

最后要强调一下SIOC的适用范围：

1. 激活了SIOC特性的数据存储必须由同一个vCenter Server系统所管理

2. 仅在光纤(FC)连接存储和iSCSI连接存储上被支持。NFS数据存储和裸设备映射(RDM)不支持该特性。

3. SIOC不支持带有多个扩展(extent)的数据存储，换言之，只支持最多带有一个扩展的数据存储。

4. 对后端为带有自动分层存储能力(automated storage tiering capabilities)的磁盘阵列设备的数据存储，在使用SIOC之前，必须阅读《VMware存储/SAN兼容性指南》以检查该设备是否被VMware认证可以与SIOC兼容。

更多关于SIOC的详细信息可以参阅

技术白皮书《SIOC concepts and deployment considerations》，以及文档《资源管理指南》第4章 （http://www.vmware.com/pdf/vsphere4/r41/vsp_41_resource_mgmt.pdf）