VMware vSphere 5.0及以上版本推出VAAI存儲特性（VMware vSphere Storage APIs Array Integration，也稱爲硬件加速）。VAAI工作是將VMware主機的存儲數據工作卸載到共享存儲陣列，這樣不僅可以減輕VMware主機CPU、內存的壓力，而且降低對網絡資源的要求。VMware VAAI集成特性如下：
1、Full Copy，虛擬機遷移、克隆場景，數據複製工作卸載到存儲陣列。
2、Block Zero，創建虛擬機、格式化虛擬磁盤場景，大量塊置零工作卸載到存儲陣列。
3、Hardware-Assisted Locking（ATS），VMFS作爲多主機共享的集羣文件系統，通過鎖機制保障數據讀寫安全性。VMware通過ATS細化鎖粒度、縮小鎖範圍，提高VMFS的IO併發能力。
4、Thin Provisioning Unmap，存儲精簡配置場景下的空間回收，減少存儲空間的使用。
VAAI特性原理
VAAI工作是將VMware主機的存儲數據工作卸載到存儲陣列，本質是數據卸載，其卸載功能是嵌入到數據流的處理過程，而數據流走的是SCSI。因此，VAAI集成特性都是採用SCSI命令，更確切地說，都是走帶內SCSI命令，VAAI集成特性指令集如表1所示。
VAAI特性原理如圖2所示，其主要應用如下：
- VMware作爲存儲陣列的主機側，開啓VAAI後，上述VAAI特性的數據處理不再走傳統SCSI數據處理流程，而是走帶內SCSI數據處理流程。
- SCSI命令經過iSCSI傳送到存儲陣列的SCSI Target Module，如果SCSI Target Module支持該SCSI命令，則會對該SCSI命令解析並執行相應操作，返回正確的執行結果給VMware；否則返回異常給VMware並告知VMware主機，存儲陣列不支持該SCSI命令對應的VAAI特性。
- VMware主機接收相應的SCSI錯誤消息，將會重啓傳統SCSI數據管理流程。以Full Copy爲例，當VMware主機收到存儲陣列SCSI異常消息，則採用傳統SCSI 數據處理流程，Full Copy會在VMware主機和存儲陣列多次SCSI命令交互，數據從存儲陣列讀取到主機，再從主機寫回存儲陣列。
![關於VMware VAAI說明]()
Full Copy工作原理是當VMware進行虛擬機文件複製或虛擬機遷移時，把SCSI指令卸載到存儲陣列，讓存儲陣列在底層完成複製功能。
如圖3所示，Full Copy完全複製，VMware下發SCSI EXTENDED_COPY指令，該指令攜帶待複製數據的源、目的地址，待複製數據總空間。存儲陣列直接基於EXTENDED_COPY信息進行數據複製操作，這樣避免VMware主機無效數據拷貝，減少IO路徑和網絡負載，提高數據複製效率。
VAAI ATS原理：VMFS作爲集羣文件系統，在多個VMware主機共享訪問時，通過鎖機制來避免寫衝突。傳統的方式，主機側通過SCSI Reservation機制進行SCSI鎖操作，將整個虛擬磁盤（LUN）鎖定。其他主機向已鎖定的虛擬磁盤發送寫操作，收到SCSI Reservation Conflict報錯信息，這樣存在數據併發瓶頸，影響LUN使用率。
如圖4所示，VMware設計硬件輔助鎖機制，也稱爲原子測試和設置 （ATS），支持離散虛擬機鎖定。每次主機側寫虛擬磁盤（LUN），取代SCSI Reservation鎖機制對整個LUN鎖定，ATS縮小鎖機制的鎖定範圍，只針對寫的單個數據塊加鎖。從而縮小了鎖粒度，提高了VMFS系統的併發IO和讀寫性能。
VAAI Block Zero原理傳統方式對虛擬磁盤格式化是通過VMware vSphere不斷以小塊形式發送SCSI WRITE命令來實現，SCSI WRITE命令下發整個虛擬磁盤大小的零數據。
如圖5所示，支持VAAI Block Zero特性的存儲陣列，VMware vSphere通過下發WRITE_SAME的SCSI指令來進行虛擬磁盤格式化，該指令攜帶待格式化的數據範圍、數據模板，這樣避免下發大量置零數據。
Thin Provisioning Unmap主要是針對精簡配置的存儲陣列做空間回收，提高存儲空間使用效率，應用於刪除虛擬機文件的場景。VMware向存儲陣列發送UNMAP的SCSI指令，存儲釋放相應空間。
作者：劉愛貴
來源：CSDN
原文：blog.csdn.net/liuaigui/article/details/70880475
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