虚拟机感知存储指南

大多数企业都在共享存储基础设施上运行数十乃至数百个虚拟机，从虚拟桌面到运行在虚拟服务器上的生产数据库，不一而足。托管可以放在本地部署环境中，也可以交由基础设施即服务 (IaaS) 提供商完成，通常使用逻辑单元号（LUN，即一个块存储单元）或基于文件的存储卷。

根据 Mordor Intelligence 的研究，2025 年虚拟机市场估值为 135.9 亿美元，并有望到 2030 年增长到 269.4 亿美元。随着这一增长把越来越多的虚拟机推到同一套共享存储上，用传统方法判断是哪个虚拟机占用了最多资源、或者引发了性能下降，就变得越来越困难。虚拟机感知存储正是为解决这一问题而出现的。

虚拟机感知存储会分别跟踪每个虚拟机的活动，并在单个虚拟机级别应用资源配置等数据服务。它能看穿传统存储视为单一单元的共享卷或逻辑单元号 (LUN)，把虚拟机性能的追踪细化到具体是哪个虚拟机在某个时刻产生了最多的每秒输入/输出操作数 (IOPS)。

系统不会让虚拟机争抢同一个资源池，而是给每个虚拟机它所需要的东西。它还可以为每个虚拟机分配服务质量 (QoS) 设置，也就是控制每个虚拟机可以使用多少存储性能的规则。这样一来，高优先级的应用就不必再与低优先级的应用争抢同一份存储。存储会在创建虚拟机时进行分配，随工作负载变化而调整，并在虚拟机停用或删除后释放出来。

快照同样是按虚拟机处理的。快照会捕获虚拟机虚拟磁盘在特定时间点的状态，以便在出现问题时恢复数据。在传统存储中，阵列级快照捕获的是整个共享卷。虚拟机感知存储允许阵列为单个虚拟机单独拍摄快照，因此恢复某个虚拟机的数据，并不意味着要恢复整个卷。（按虚拟机拍摄快照在虚拟机管理程序层面一直是可行的，但虚拟机感知存储 (VAS) 把这种细粒度带到了存储层面。）

值得注意的是，虚拟机感知存储适用于托管虚拟机磁盘的块存储和文件存储，而不适用于通常用于归档或非结构化数据的对象存储。若想深入了解块存储与其他存储类型的比较，请参阅对象存储、文件存储与块存储的相关内容。

传统存储与虚拟机感知存储的主要区别，归根结底在于可见性。传统存储依赖光纤通道和 iSCSI 这类块协议，它们是为物理服务器设计的，本身没有办法看到单个虚拟机的活动。它通常把来自存储区域网络 (SAN) 的共享卷或逻辑单元号 (LUN) 当作一个整体呈现出来。这一盲点会导致过度配置：管理员为了以防万一预留出额外容量，而这层缓冲中的大部分从未被真正用上。

虚拟机感知存储采取了不同的做法，只给每个虚拟机它所需要的东西。Tintri 是最早把这种做法推向市场的厂商之一，此后其他存储厂商也各自开发出了自己的版本。

这一点在故障排查时体现得最为明显。在传统存储上，要找出运行缓慢的虚拟机，通常得拉取日志、检查整个共享卷；而在系统本已不堪重负的时候，这很耗时间。虚拟机感知存储省掉了这一步。这些信息已经与单个虚拟机绑定在一起，因此很容易定位原因。

虚拟机感知存储带来以下几项关键优势，它们建立在虚拟化更为广泛的收益之上：

- 更出色的性能
- 更低的成本
- 更快地解决问题
- 更轻松的扩展
- 更精准的恢复

有了虚拟机感知存储，虚拟机不再需要等待被其他虚拟机占用的资源。这会降低延迟，让应用运行更稳定，尤其是在搭配全闪存阵列这类更快的底层硬件时。

容量得以被更高效利用，而不是闲置着应对最坏情况，从而让同一套硬件上可以运行更多虚拟机。

IT 团队可以直接锁定是哪个虚拟机引发了问题，而不必在日志里翻找，从而缩短故障排查时间。

有了虚拟机感知存储，新增虚拟机时会自动为其分配存储，无需再手动重新配置容量。

单个虚拟机的数据可以在不影响环境其余部分的情况下恢复，把任何单一事件造成的中断限制在最小范围。这让虚拟机感知存储成为灾难恢复策略中有用的一环，因为它支持在中断发生前按虚拟机复制数据，并在中断后进行更快、更有针对性的恢复。

虚拟机感知存储也有一些值得权衡的取舍，例如：

- 设置复杂性
- 供应商锁定
- 成本

虚拟机感知存储 (VAS) 可以简化日常管理，但迁移本身可能会比较复杂。这不是拨一下开关就能完成的事——组织必须规划好从基于 LUN 的架构迁移出去的路径——而且往往还需要专门构建能支持虚拟机级可见性的存储。这些潜在成本均需纳入考量。

一些虚拟机感知存储系统还与特定的虚拟机管理程序（即让多个虚拟机运行在一台物理计算机上的软件层）或特定的存储厂商深度绑定，这使得日后切换平台时，往往不得不重新调整存储的配置方式。

虚拟机感知存储系统的前期成本可能高于传统存储，因为其硬件和软件必须支持在虚拟机层面跟踪和管理数据。

VMware 是企业 IT 领域领先的虚拟化平台，存储厂商也相应地围绕它构建了自己的产品。（不过，博通收购 VMware 之后出现的许可变更，把一部分客户推向了竞争对手。）这种支持包括：

- VVols
- vSAN
- VAAI

VVols 是 VMware 用于实现虚拟机级存储集成的框架。VVols 通过块协议或网络文件系统 (NFS)，把每个虚拟机的磁盘作为独立对象存放在存储阵列上，而不是放在传统的共享数据存储中。

借助 VVols，快照、克隆和 QoS 设置可以一次只应用于一个虚拟机，而不必作用于整个卷。

博通在 2023 年收购 VMware 之后，已开始弃用 VVols。自 2025 年 6 月发布的 VMware Cloud Foundation (VCF) 和 VMware vSphere Foundation (VVF) 9.0 起，新的 VVols 与 VASA Provider 认证已停止发放，博通计划在 VCF/VVF 9.1 中彻底移除该功能。

VMware 还提供自己的存储方案 vSAN：它把服务器直连的驱动器汇聚成共享存储，而无需单独的 SAN。由于 vSAN 直接内置在虚拟机管理程序中，它可以直接应用虚拟机级策略来保障性能和数据保护，而无需 VVols 那样的独立集成层。

此外还有 VAAI（VMware vSphere 存储 API 阵列集成），它把资源配置等部分存储任务从主机服务器下放到存储阵列本身。当虚拟机从模板克隆时，阵列可以在内部复制或覆盖数据，而不必把数据经由主机发送。VAAI 可以加速资源配置和克隆等操作，但它本身并不能让阵列看清各个虚拟机。并非所有厂商都以相同方式支持 VAAI，因此在最终选定平台之前，值得先确认清楚。

并非所有工作负载都运行在虚拟机上。许多组织还会使用容器：容器打包应用时不需要完整的操作系统，而且常常运行在虚拟机内部。容器可以使用临时存储，也可以使用持久存储，例如通过 Kubernetes 或其他编排工具管理的云原生存储。不过，在运行虚拟机的组织当中，VMware 并不是唯一的选择。其他可选的虚拟机管理程序包括 Hyper-V、KVM 和 Nutanix AHV，每个平台处理存储的方式各不相同：

• Hyper-V 通常与 Windows Server 的存储功能搭配使用，例如 Storage Spaces Direct (S2D)，它可以把分布在多台服务器上的驱动器汇聚成共享存储，无需单独的 SAN。
  
  
• KVM 通常依赖底层的 Linux 存储栈，并常常搭配 Ceph 等工具，在整个集群范围内提供共享存储。
  
  
• Nutanix AHV 把存储和计算捆绑在同一个平台里，而不是把它们作为相互独立的系统分别运行。其 AHV 虚拟机管理程序基于 KVM，不过 Nutanix 也支持 Hyper-V 和 ESXi。

切换虚拟机管理程序会让虚拟机级快照、QoS 设置和恢复策略面临风险，因为这些设置通常与原有虚拟机管理程序的工具绑定，并不一定会自动迁移过去。

迁移之前，应先梳理清楚每个虚拟机当前享有哪些保护措施，并检查新环境能否复现这些措施，还是说需要重新构建。有些厂商在一个平台上支持多种虚拟机管理程序，这会让事情容易一些。另一些则围绕单一虚拟机管理程序构建，这意味着切换之后可能需要重新设置保护措施。

2026 年 8 月，博通取消了对 VDDK（虚拟磁盘开发工具包）的公开下载权限。该库允许第三方工具在不经过来宾操作系统的情况下读取虚拟机磁盘。曾经使用 VDDK 进行无代理迁移的工具，包括 Microsoft Azure Migrate、AWS Application Migration Service 和 Nutanix Move，现在必须通过博通的技术联盟计划获取访问权限，或者改用基于代理的方式。

已经在管理混合云环境（即横跨私有云、公有云和本地部署环境）的组织，可能会发现这一过渡相对容易一些。在不同基础设施之间迁移工作负载，本来就是他们日常运营的一部分。在完全切换之前先在新平台上测试恢复流程，这一步是值得的：在测试阶段发现问题，代价远低于在迁移途中才发现。