儘管虛擬化自 1960 世紀 2000 年代以來就已存在（謝謝 IBM），但虛擬機 (VM) 在 XNUMX 年代初才成為主流。 這個想法是透過在單一實體硬體平台上運行多個虛擬機器來更好地利用可用的硬體資源。
儘管虛擬化自 1960 世紀 2000 年代以來就已存在（謝謝 IBM），但虛擬機 (VM) 在 XNUMX 年代初才成為主流。 這個想法是透過在單一實體硬體平台上運行多個虛擬機器來更好地利用可用的硬體資源。
VMware 在 86 年代開始開發基於 x90 架構的虛擬化軟體，並於 1999 年發布了其最初的虛擬化產品 VMware Workstation。 VM 技術廣泛採用的突破始於 2001 年 VMware ESX Server 的推出。 其他廠商，如微軟和思傑，也進入虛擬化市場爭奪市場份額。
虛擬化技術不斷發展，帶來了許多創新，例如提高硬體利用率、增強靈活性、簡化軟體部署以及大幅節省成本。 虛擬機器已成為各種領域的基石，從資料中心和企業 IT 系統到雲端運算平台，甚至是個人家庭設定。 虛擬化平台上的大多數關鍵業務企業應用程式都透過光纖通道存取共享儲存。
然而，每個供應商都有專有的管理工具集，並且大多數沒有與其他平台整合。 因此，使用多種工具、介面和支援的儲存設備來管理數百或數千個虛擬機器是一場噩夢。 由於管理光纖通道 (FC) 結構和嘗試解決虛擬機器問題的複雜性增加，營運團隊面臨管理挑戰。
讓管理更易於管理
2007 年，VMware 推出了 ESXi，以因應虛擬化市場不斷變化的格局和需求。 ESXi 對原始 VMware ESX 伺服器進行了改進，提高了效率、提高了安全性、簡化了管理、整合並滿足了市場需求。
VMware 一直參與虛擬機器管理，使用各種識別碼來唯一標識其生態系統中的虛擬機器。 最初，VMware 使用唯一的 MAC 位址來識別虛擬機，然後轉向使用 BIOS 通用唯一識別碼 (UUID) 來儲存設定資料並包含虛擬機識別碼。 在 ESXi 4.x 中，VMware 引入了執行個體 UUID 的概念，用於在遷移作業期間跨 vCenter Server 追蹤虛擬機器執行個體。
隨著 VMware vSphere 5.x 的發布，VMware 採用了標準化方法來實施通用唯一的 VM-UUID（UUID-GUID 格式）。 這些 VM-UUID（也稱為 VM-ID）用於唯一標識整個 vCenter Server 環境中的虛擬機器。
使用分配給虛擬機器的唯一識別碼 (VM-ID) 中的信息，管理虛擬化生態系統和關聯的儲存區域網路 (SAN) 變得更容易操作。 利用 VM-ID 中的詳細信息，管理員可以識別和處理各個 VM，並執行關鍵任務，例如配置儲存、管理虛擬機器生命週期和監控效能指標。 這些針對管理簡單性的創新使 VMware 成為企業資料中心伺服器虛擬化領域的市場多數份額領導者。
光纖通道虛擬機器 ID
儘管 VM-ID 唯一標識 vCenter 域中的 VM，但此 ID 通常不會共用或可供與 VM 互動的其他基礎架構元件（例如儲存和網路設備）使用。 FC 中的新功能允許在 SAN 結構中共用 VM-ID。 在最新版本的 VMware vSphere（包括版本 7.x 和 8.x）中，VM-ID 是一項功能齊全、強大的技術，在與現代光纖通道基礎架構整合時可提供眾多優勢。
透過利用 VM-ID，管理員可以對光纖通道結構內的儲存流量實施細粒度控制和監控。 但還不止於此。 VM-ID 包含管理員可用於根據 VM-ID 微調存取控制策略的信息，確保虛擬機器和儲存設備之間安全且有效率的資料傳輸。 VM-ID 還提供一種追蹤和隔離與特定虛擬機器相關的問題的方法，有助於故障排除和效能分析。
憑藉 QLogic FC HBA 系列，Marvell 等 HBA 供應商可以利用 VM-ID 並使光纖通道網路與 Brocade 和 Cisco 的虛擬化管理平台和工具無縫整合。
VM-ID 對於集中 SAN 管理至關重要
Brocade 開發了SANnav 管理解決方案來簡化和簡化SAN 管理和監控，並利用VM-ID 技術提供進階分析。 不過，VM-ID 可與其他 SAN 管理解決方案搭配使用，例如 Cisco 的 Nexus 儀表板結構控制器 (NDFC)。
與 IT 管理員日常工作的幾乎各個方面一樣，海量的資料和複雜的儲存基礎設施使得 SAN 的管理變得更加緊張和具有挑戰性。 SANava 是儲存管理員的寶貴工具，為 SAN 管理提供集中式平台。 利用 VM-ID 中提供的信息，管理員可以更有效率、更自信地控制、配置 SAN 部署並排除故障。
作為全面的 SAN 管理軟體解決方案，SANnav 提供了一系列功能來促進有效的儲存基礎架構管理。 SANnav 的主要優點之一是它能夠提供整個 SAN 環境的整合視圖。 管理員可以全面了解交換器、儲存設備和主機的互連網絡，以便更好地了解和控制 SAN 結構。
Marvell QLogic：讓 HBA 更智能
智慧型主機匯流排適配器在 SAN 管理和 VM-ID 中發揮關鍵作用。 Marvell 一直致力於設計和開發涵蓋許多新資料中心服務的處理器和系統單晶片 (SoC) 技術。 他們提供廣泛、創新的資料基礎設施半導體解決方案組合，涵蓋運算、網路、安全性和儲存。 Marvell 的光纖通道控制器和 HBA 包括對 VM-ID 的全面虛擬化支持，允許數千個虛擬機器透過相同光纖通道晶片存取共用儲存。
Marvell QLogic 光纖通道在 VMware 儲存區域網路的效能和功能方面表現出色。 它使用 VM-ID 簡化 VM 部署，並支援同時進行 FC 和 FC-NVMe 設定的多個端口，以實現最佳靈活性。
VM-ID 提供詳細信息
了解將 VM-ID 與 SAN 管理解決方案整合如何使管理員能夠更詳細地了解整個 SAN 基礎架構非常重要。 SANava 和 VM-ID 在儲存網路的管理結構中服務於不同的目的，透過提供虛擬化環境中儲存網路管理的全面方法來相互補充。
VM-ID 可區分和識別各個虛擬機，使虛擬化平台能夠分配資源、管理虛擬機的生命週期、促進聯網並與管理工具整合。 VM-ID 允許管理員追蹤和管理虛擬機器、分配特定配置以及監控效能。
Marvell QLogic VM-ID 與 SANavv
毫無疑問，伺服器虛擬化使大多數組織受益匪淺，但它也給基礎架構團隊和應用程式擁有者帶來了一些挑戰。 最初，應用程式擁有者對虛擬化平台能否滿足其應用程式的需求持懷疑態度，並且持續抵制放棄獨立伺服器以支援虛擬化環境。
可以公平地說，應用程式開發人員沒有影響伺服器虛擬化。 然而，仍然有人抱怨需要更多地了解實際指標，主要是在 I/O 方面。 缺乏可見性是由於虛擬機器管理程式（在VMware vSphere ESXi 伺服器的情況下）將實體磁碟抽象化為放置在資料儲存上的虛擬磁碟，而虛擬機器管理程式上的所有虛擬機器對資料儲存的所有I/ O 如下：總計的。 因此，儘管可以看到伺服器上 I/O 子系統的整體效能，但實際 VM 和應用程式的可見性粒度是未知的。
為了了解這些單獨的 VM 流，FC 結構為每個 VM 提供了基於標準的虛擬機器應用程式識別碼標記 VM-ID。 將應用程式 ID 指派給 VM 後，虛擬機器以及虛擬機器管理程式上的 Marvell QLogic 32GFC 和 64GFC HBA 將使用 VM-ID 來標記該 VM 的所有訊框。
VM-ID 標識啟動 I/O 的特定 VM 實例以及發送至目標的任何後續 I/O。 只有當儲存陣列支援 VM-ID 時，才能套用 VM-ID 標籤。 每個VM-ID 中的資訊意味著SANnav 可以將其與效能指標相關聯，讓管理員可以監控各個VM、追蹤資源利用率並快速識別潛在的效能瓶頸。 VM-ID 提供的資訊為管理員提供了識別和排除受影響的 VM 所需的詳細信息，並採取措施快速解決問題。
SANnav 協同工作，利用 Marvell QLogic FC-HBA 嵌入到每個 FC 資料包中的 VM-ID 訊息，高效地追蹤各個 VM 的效能。
企業中的 VMware ESXi
組織使用 VMware ESXi 來建立和管理虛擬機器。 ESXi 是一種裸機虛擬機管理程序，可讓組織將多個虛擬機整合到單一伺服器上，從而提供靈活性、資源最佳化和更輕鬆的 IT 基礎架構管理。
在企業中部署 ESXi 有許多好處，但也有一些缺點。 由於能夠在單一實體伺服器上運行多個虛擬機，組織可以降低硬體成本並最大限度地提高伺服器利用率。 這可以節省功耗、冷卻和空間需求。 然而，這是導致虛擬機器蔓延的最重要因素。
借助 ESXi，管理員可以根據需要向虛擬機器分配運算資源，如 CPU、記憶體和儲存。 這種靈活性確保了資源的高效利用，並避免了伺服器資源的過度配置和利用不足。 ESXi 支援 vSphere High Availability (HA) 和 vSphere Fault Tolerance (FT) 等功能，從而提高伺服器可用性和彈性。
ESXi 利用 VMware vCenter Server 作為集中管理介面來監控、調配和管理虛擬化環境。 如果沒有 VM-ID，管理這樣的虛擬化基礎架構即使不是不可能，也將是一項挑戰。
虛擬機蔓延
如果管理不當，ESXi 無疑會導致虛擬機器蔓延。 VMware 透過為 IT 管理員提供工具和最佳實務來解決這些問題。 這些工具包括資源和容量規劃、生命週期管理和基於策略的自動化。
VMware ESXi 和 vCenter 對於企業虛擬化部署至關重要，使組織能夠滿足伺服器整合、資源最佳化、HA 和管理要求。 然而，VM-ID 對於識別和區分各個 VM 至關重要，使管理員能夠有效地管理和優化其虛擬化基礎架構。
當心 I/O 混合器效應
當儲存輸入/輸出 (I/O) 模式變得隨機且難以預測時，I/O 混合器效應會出現在虛擬化環境（包括 ESXi）中。 這可能是由於共享相同實體主機並存取儲存資源的多個虛擬機器 (VM) 同時運作所致。
在虛擬化環境中，單一主機上執行的多個虛擬機器可能會在不同時間以不同的強度和頻率向底層儲存基礎架構發送 I/O 請求。 當虛擬機器管理程式收到這些 I/O 請求時，它們會在傳送到儲存系統之前進行聚合和序列化。 結果，VM 產生的 I/O 模式變得「混合」或混合。 這使得識別嘈雜的鄰居和導致擁塞或隊頭阻塞的罪魁禍首變得困難且耗時，通常會導致錯過 SLA。
可以透過多種技術來減輕這種現象的影響，例如：
- 實施儲存分層
- 利用 QoS 機制
- 輸入/輸出最佳化
- FC HBA 中的 VM-ID 技術
VM-ID 起什麼作用？
儘管VM-ID不會直接影響I/O混合器效果，但它顯著減輕了影響。 可以透過實施以下操作來利用 VM-ID：
- 將 VM-ID 與特定儲存 QoS 策略關聯
- 將特定 VM-ID 對應到專用儲存資源
- 利用 VM-ID 進行負載平衡
- 將 VM-ID 與監控工具結合使用
因此，即使VM-ID 不會直接影響I/O 混合器效果，提供對各個VM 的可見性和控制，管理員也可以根據VM-ID 定制儲存配置並確定資源的優先級，從而提高效能、減少爭用並提高效能。更好地全面管理 I/O 混合器效果。
Marvell 持續創新
Marvell 光纖通道 HBA 為光纖通道協定 (FCP) 和 NVMe over Fibre Channel 提供效能和功能（FC-NVMe）。 HBA 的設計為每個連接埠使用隔離路徑，從而實現每個連接埠的線速效能和卓越的可靠性。 此轉接器可提供數百萬次 IOPS、微秒延遲以及高達 64GFC 的全線速吞吐量。 馬維爾 儲存融合™ VM-ID 技術可簡化部署和編排整合到光纖通道 SAN 中。
Marvell 2770 系列轉接器框圖，每個連接埠都有獨立資源
Marvell 儲存融合
Marvell StorFusion 技術包括與支援的 Brocade 和 Cisco 交換器一起部署時啟用的進階功能。 結合這些解決方案，SAN 管理員可以利用增強的功能來提高可用性、加速部署並提高網路效能。
從 QLE2690 HBA 開始 並透過 QLE2770 和 QLE2870 HBA 系列進一步增強， Marvell 適配器支援多種基於標準的虛擬化功能，可最佳化虛擬伺服器部署、故障排除和應用程式效能。
Marvell VM-ID 技術可輕鬆與 Brocade 和 Cisco 交換器集成，讓客戶能夠監控和管理其光纖通道儲存網路中的 QoS； 例如，透過儲存對虛擬機器叢集進行負載平衡，以確保儲存資源的高效利用。
從 VMware ESXi 6.x 開始，支援使用對應虛擬機器的 VM-ID 標記 I/O 請求和回應，從而提供了 VM 等級的完整可見性。
此外， Marvell StorFusion 通用 SAN 擁塞緩解 (USCM）技術基於行業標準結構性能影響通知 (FPIN)，允許 SAN 中的 HBA 和交換機識別並緩解結構內潛在的擁塞問題。 S對 N_Port ID 虛擬化 (NPIV) 的支援使單一 FC 適配器端口能夠提供多個虛擬端口，以提高網路可擴展性。 每個 NPIV 連接埠基於標準類別特定控制 (CS_CTL) 的 QoS 技術允許對每個 VM 進行多層頻寬控制和保證。 因此，可以為關鍵任務工作負載分配比時間敏感度較低的儲存流量更高的優先級，以優化效能。
標記光纖通道虛擬機器的 I/O 幀
在幕後，FC VM-ID 技術涉及 FC HBA 使用 VM 標籤標記 I/O 幀，以及 FC 交換器讀取這些標籤並記錄每個 VM 的統計資料。 這帶來了幾個好處，主要是提高了可見性、資源分配和故障排除。 使用 VM 標籤標記 I/O 訊框可增強單一 VM 產生的流量的可見性。 這樣可以有效監控、分析和管理儲存流量。 透過虛擬機器標記，管理員可以清楚地了解資源分配、實施特定於單一虛擬機器的 QoS 策略、簡化故障排除並提高安全性和存取控制。
光纖通道VM-ID技術需要FC HBA、FC交換器和儲存陣列中支援VM-ID。 大多數現代 FC HBA 和交換器都支援 VM-ID。 然而，VM-ID 僅在 NetApp 和 PureStorage 的儲存陣列上受支持，這對該技術的廣泛採用和部署構成了挑戰。 Brocade 交換器的最新創新透過無標籤 VM-ID 或 VM-ID+ 技術消除了 VM-ID 限制。
Marvell VM-ID 出席 2023 年閃存峰會
在一年一度的國際記憶體和儲存展示會閃存峰會 (FMS) 上，我們參觀了 Marvell 展位，以了解他們的工作成果。 除了 SSD 控制器、NVMe 加速器和 CXL 晶片組的演示之外，還有現場光纖通道 VM-ID 演示。 VM-ID 演示受到了客戶和合作夥伴的熱烈歡迎。 用於光纖通道的 VM-ID 無疑正在起飛。
無標籤 VM-ID 或 VM-ID+
如上所述，VM-ID+ 消除了對儲存陣列的依賴以支援 VM-ID 標記。 VM-ID+ 在連接儲存陣列的 SAN 結構的連接埠上配置。 啟用 VM-ID+ 後，從管理程式傳送到儲存陣列的訊框的 VM-ID 標籤會被連接到儲存陣列的出口連接埠的 Brocade Gen 7 交換器刪除。 儲存陣列傳送到虛擬機器管理程式的訊框具有由結構添加的 VM-ID 標籤。 結構交換器維護虛擬機器遙測資料的映射和收集。
從命令列使用 VM-ID 追蹤 VM
Brocade FC 交換器指令顯示目前虛擬機器及其在結構內運作的統計資料：
A、執行 “應用程式伺服器-顯示-全部” 參考輸出如下所示； 這些資訊反映了使用 VM-ID 運行的總共 XNUMX 個 VM； 在本例中，每個 ESX 主機有三個虛擬機器。 最後一行顯示虛擬機器的總數。
sw0-G720：FID128：> 應用程式伺服器 – 顯示全部
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顯示 Fabric 的結果
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N_連接埠 ID：010300
實體 ID (ASCII)：52 b3 0f fc 5a 05 47 a6-18 eb aa b4 b4 8f 9a 5f
實體ID（十六進位）：0x35322062332030662066632035612030352034372061362d3138206562206161206234206234203866203961203566dXNUMX
應用程式 ID：0x00000010 (16)
實體名稱：
主機識別碼：
符號資料：
-------
N_連接埠 ID：010300
實體 ID (ASCII)：52 2c c3 8f c8 3f f5 75-a5 6c db bd 89 3a 95 13
實體ID（十六進位）：0x35322032632063332038662063382033662066352037352d6135203663206462206264203839203361203935203133dXNUMX
應用程式 ID：0x00000012 (18)
實體名稱：
主機識別碼：
符號資料：
-------
N_連接埠 ID：010300
實體 ID (ASCII)：52 b1 ac 8d 2a aa 93 c4-5e 51 98 24 84 63 e0 c2
實體ID（十六進位）：0x35322062312061632038642032612061612039332063342d3565203531203938203234203834203633206530206332dXNUMX
應用程式 ID：0x00000018 (24)
實體名稱：
主機識別碼：
符號資料：
-------
N_連接埠 ID：010800
實體 ID (ASCII)：52 bb 51 48 8a 5c 98 33-7a 74 c6 d5 27 05 58 49
實體ID（十六進位）：0x35322062622035312034382038612035632039382033332d3761203734206336206435203237203035203538203439dXNUMX
應用程式 ID：0x00000010 (16)
實體名稱：
主機識別碼：
符號資料：
-------
N_連接埠 ID：010800
實體 ID (ASCII)：52 36 64 98 87 5d a5 c6-02 38 0a d7 85 42 3b 4b
實體ID（十六進位）：0x35322033362036342039382038372035642061352063362d3032203338203061206437203835203432203362203462dXNUMX
應用程式 ID：0x00000012 (18)
實體名稱：
主機識別碼：
符號資料：
-------
N_連接埠 ID：010800
實體 ID (ASCII)：52 de 5b 4f a9 9f 98 12-65 4f e7 ca c5 78 c2 3c
實體ID（十六進位）：0x35322064652035622034662061392039662039382031322d3635203466206537206361206335203738206332203363dXNUMX
應用程式 ID：0x00000018 (24)
實體名稱：
主機識別碼：
符號資料：
-------
應用程式伺服器顯示六個條目.
B. Brocade Analytics Engine 報告 VM 統計信息
使用以下命令詳細了解每個虛擬機器的 I/O 指標
C. 檢查並將 Brocade 交換器連接埠設定為無標籤 VMID 的目標（適用於 NetApp 和 PureStorage 以外的儲存陣列）：
sw0-G720:FID128:admin> portcfgappheader -h
用法：
portCfgAppHeader <[slot/]port> –啟用/–停用
D. 對先前設定的連接埠執行命令將顯示以下內容：
portcfgappheader 26 –啟用
連接埠 26 的配置相同
使用 SANavav 追蹤虛擬機器：調查模式
SANavv 的調查模式可以深入了解各個虛擬機器的運作效能。 它收集並儲存 SAN 效能統計數據和遙測數據，然後提供清晰直觀的時間序列圖來繪製關鍵流量指標。 它包括連接埠、鏈路和中繼、擴展隧道和電路以及流的 MAPS 違規詳細信息，以幫助用戶了解和調查複雜的流量模式行為。 此外，它還可以更頻繁地、近乎即時地（以 10 秒間隔）收集選定連接埠的指標。
登入後，SANnav 儀表板視圖將顯示正在管理的結構/交換器。
1. 導覽至庫存 —> 流 —> 選擇使用者定義的過濾器：
將顯示「All-VMs-flows」和詳細流程，如下圖所示：
2. 點擊圖標 （......） 右上角顯示下拉式選單，然後按一下「批次選擇」。
3. 在所有虛擬機器上方的橫幅區域中，按一下核取方塊以選擇所有虛擬機器。
4. 選擇虛擬機器後，按一下 點選右上角的「操作」按鈕，然後選擇「調查」。
在調查模式視窗中：
5. 點選每個複選框 VM 並點選左側面板中的「讀取資料速率」選項。
6. 接下來，按一下「過去 30 分鐘」旁邊的向下箭頭。
7. 將出現另一個「選擇日期範圍」視窗。 按一下左側預定義選項“過去 1 週”，然後按一下“套用”。
8. 然後按一下「間隔：5 分鐘」旁邊的向下箭頭並選擇「6 小時」選項。
9. 將顯示結構中存在的六個虛擬機器和相關流量的詳細資訊視圖。 移動遊標並將滑鼠懸停在特定的圖形時間索引上將顯示每個索引的讀取資料速率效能。
10. 然後按一下「間隔：5 分鐘」旁邊的向下箭頭並選擇「6 小時」選項。
11. 將顯示結構中存在的六個虛擬機器和相關流量的詳細資訊視圖。 移動遊標並將滑鼠懸停在特定的圖形時間索引上將顯示每個索引的讀取資料速率效能。
12. 點選右上角的「即時」選項，每十秒顯示和刷新一次詳細資料。
VM-ID 啟用的各個 VM 的效能和 IO 設定檔（並顯示在上述 SANnav 畫面中）使 SAN 和儲存管理員能夠了解每個 VM 的流量模式。
Marvell QLogic VM-ID 技術和 Brocade SANavv 是現代資料管理領域的創新領導者。 透過VMware ESXi、VM-ID 的無縫虛擬機器部署和編排功能以及SANnav 的全面儲存管理工具，企業可以自信、輕鬆地應對虛擬化環境的複雜性。
這些解決方案使組織能夠充分利用其資料基礎設施的潛力，確保最佳的效能、效率和適應性。 隨著技術的發展，Marvell QLogic VM-ID 和 SANavv 在簡化資料管理和增強卓越營運的過程中仍然是堅定的合作夥伴。
本報告由 Marvell 贊助。 本報告中表達的所有觀點和意見均基於我們對所考慮產品的公正看法。
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