若要儲存虛擬磁碟，ESXi 會使用資料存放區。資料存放區是邏輯容器，可隱藏虛擬機器中實體儲存區的規格，並提供統一的模型來儲存虛擬機器檔案。在區塊儲存裝置上部署的資料存放區會使用原生 vSphere 虛擬機器檔案系統 (VMFS) 格式。這是一種針對儲存虛擬機器而最佳化的特殊高效能檔案系統。

使用 vSphere Client，可以在 ESXi 主機探索的區塊式儲存裝置上預先設定 VMFS 資料存放區。

建立資料存放區後，可以執行基本的管理作業，例如重新命名、卸載或移除資料存放區。您還可以執行更進階的工作，例如，擴充資料存放區、管理重複的資料存放區或收集資料存放區診斷資訊。

管理 VMFS 資料存放區時使用的工作流程通常包括以下動作。
動作 說明
1. 建立 vSphere VMFS 資料存放區 在 ESXi 主機探索到的基於區塊的儲存裝置上設定 VMFS 資料存放區。
2. 對資料存放區執行基本管理作業 執行基本管理作業，例如重新命名、卸載或移除資料存放區。
3. 執行進階 VMFS 資料存放區工作 執行更進階的工作，例如，擴充資料存放區、管理重複的資料存放區或收集資料存放區診斷資訊。
4. 瀏覽資料存放區 使用 vSphere 環境中的資料存放區檔案瀏覽器管理資料存放區的內容。您可以上傳檔案或資料夾、從資料存放區下載檔案，或者將資料夾或檔案移動或複製到新位置。還可使用資料存放區瀏覽器擴充精簡佈建的虛擬磁碟。

VMFS 資料存放區的版本

VMFS 檔案系統自發佈以來已發行多個版本。目前，ESXi 支援 VMFS5 和 VMFS6。

針對所有支援的 VMFS 版本，ESXi 提供完整的讀取和寫入支援。在支援的 VMFS 資料存放區上，您可以建立虛擬機器和開啟其電源。

表 1. 主機對 VMFS 版本的存取
VMFS ESXi
VMFS 6 讀取和寫入
VMFS5 讀取和寫入
下表比較 VMFS5 和 VMFS6 的主要特性。如需其他資訊，請參閱《組態上限》。
表 2. 比較 VMFS5 和 VMFS6
特色與功能 VMFS5 VMFS 6
ESXi 主機 6.5 版及更新版本的存取 是 是
ESXi 主機版本 6.0 及更早版本的存取 是 否
每個主機的資料存放區 512 512
512n 儲存裝置 是 是 (預設值)
512e 儲存裝置 是。本機 512e 裝置上不支援。 是 (預設值)
4Kn 儲存裝置 否 是
自動回收空間 否 是
透過 esxcli 命令手動回收空間。請參閱手動回收 VMFS5 上累積的儲存空間。 是 是
從客體作業系統回收空間 有限 是
GPT 儲存裝置磁碟分割 是 是
MBR 儲存裝置磁碟分割 是

適用於先前從 VMFS3 升級的 VMFS5 資料存放區。

否
每個 VMFS 範圍的儲存裝置須大於 2 TB 是 是
支援具有大容量的虛擬磁碟或磁碟大於 2 TB 的虛擬機器 是 是
支援 1 KB 的小檔案 是 是
在支援 ATS 的儲存裝置上，預設使用僅限 ATS 鎖定機制。請參閱vSphere VMFS 鎖定機制。 是 是
區塊大小 標準 1 MB 標準 1 MB
預設快照 VMFSsparse 適用於小於 2 TB 的虛擬磁碟。

SEsparse 適用於大於 2 TB 的虛擬磁碟。

SEsparse
虛擬磁碟模擬類型 512n 512n
vMotion 是 是
在不同類型的資料存放區之間進行 Storage vMotion 是 是
High Availability 和 Fault Tolerance 是 是
DRS 和 Storage DRS 是 是
RDM 是 是
使用 VMFS 資料存放區時，請考量下列事項：
  • 資料存放區範圍。合併的 VMFS 資料存放區必須僅使用同質儲存裝置：512n、512e 或 4Kn。合併的資料存放區無法延伸到不同格式的裝置。
  • 區塊大小。VMFS 資料存放區上的區塊大小會定義檔案大小上限，以及檔案佔用的空間量。VMFS5 和 VMFS6 資料存放區支援 1 MB 區塊大小。
  • Storage vMotion。Storage vMotion 支援跨 VMFS、vSAN 和 Virtual Volumes 資料存放區移轉。vCenter Server 會執行相容性檢查，以驗證可以在不同類型的資料存放區之間進行 Storage vMotion。
  • Storage DRS。VMFS5 和 VMFS6 可以共存於同一個資料存放區叢集。不過，叢集中的所有資料存放區均必須使用同質儲存裝置。請勿在同一個資料存放區叢集內混用不同格式的裝置。
  • 裝置磁碟分割格式。任何新的 VMFS5 或 VMFS6 資料存放區均會使用 GUID 磁碟分割資料表 (GPT) 來格式化儲存裝置。GPT 格式可讓您建立大於 2 TB 的資料存放區。如果您的 VMFS5 資料存放區先前是從 VMFS3 升級的，它會繼續使用主開機記錄 (MBR) 磁碟分割格式，這是 VMFS3 的特性。僅在將資料存放區大小擴充至大於 2 TB 之後，才可轉換為 GPT。

做為存放庫的 VMFS 資料存放區

ESXi 可以將 SCSI 式儲存裝置格式化為 VMFS 資料存放區。VMFS 資料存放區主要做為虛擬機器的存放庫。

備註： 每個 LUN 始終僅具有一個 VMFS 資料存放區。

您可以在相同 VMFS 資料存放區上儲存多個虛擬機器。封裝在一組檔案中的每個虛擬機器都會佔用一個單獨的目錄。對於虛擬機器中的作業系統，VMFS 會保留內部檔案系統語意，這樣可以確保正確的應用程式行為，以及在虛擬機器中執行的應用程式的資料完整性。

當您執行多個虛擬機器時，VMFS 會為虛擬機器檔案提供特定鎖定機制。因此，虛擬機器可以在多個 ESXi 主機共用相同 VMFS 資料存放區 SAN 環境中安全執行。

除了虛擬機器之外，VMFS 資料存放區也可以儲存其他檔案，如虛擬機器範本和 ISO 映像。

跨主機共用 VMFS 資料存放區

做為叢集檔案系統，VMFS 允許多個 ESXi 主機同時存取同一個 VMFS 資料存放區。

圖 1. 跨主機共用 VMFS 資料存放區
上圖顯示由多台伺服器存取的單一 VMFS 資料存放區。

如需可連線到單一 VMFS 資料存放區的主機數目上限的相關資訊，請參閱《組態上限》文件。

為確保多台主機不會同時存取同一個虛擬機器，VMFS 提供了磁碟鎖定功能。如需 VMFS 使用的僅 ATS 和 ATS+SCSI 鎖定機制的更多詳細資料，請參閱 vSphere VMFS 鎖定機制。此外，還可以瞭解如何顯示有關鎖定機制的資訊、如何從 ATS+SCSI 變更為僅 ATS，或如何降級為 ATS+SCSI。

在多台主機間共用 VMFS 磁碟區具有下列多個優點，例如：

  • 可以使用 VMware Distributed Resource Scheduling (DRS) 和 VMware High Availability (HA)。

    可以跨不同的實體伺服器散佈虛擬機器。這意味著，每台伺服器上會執行一組虛擬機器，這樣一來，所有伺服器就不會同時在同一個方面面臨很高的需求。如果某台伺服器發生故障，可以在另一台實體伺服器上重新啟動虛擬機器。如果發生失敗，則會針對每個虛擬機器釋放磁碟鎖定功能。如需有關 VMware DRS 的詳細資訊，請參閱vSphere 資源管理說明文件。如需 VMware HA 的相關資訊，請參閱 vSphere 可用性說明文件。

  • 可以使用 vMotion 將執行中的虛擬機器從一台實體伺服器移轉到另一台實體伺服器。如需移轉虛擬機器的相關資訊，請參閱 vCenter Server 和主機管理說明文件。

若要建立共用資料存放區，請在這些需要資料存放區存取權的 ESXi 主機上掛接資料存放區。請參閱掛接資料存放區。

VMFS 中繼資料更新

VMFS 資料存放區可保存虛擬機器檔案、目錄、符號連結、RDM 描述元檔案等。資料存放區還可保存這些物件的所有對應資訊的一致視圖。此對應資訊稱為中繼資料。

每次執行資料存放區或虛擬機器管理作業時，都會更新中繼資料。需要更新中繼資料的作業範例包括：

  • 建立、增長或鎖定虛擬機器檔案
  • 變更檔案屬性
  • 開啟或關閉虛擬機器電源
  • 建立或刪除 VMFS 資料存放區
  • 擴充 VMFS 資料存放區
  • 建立範本
  • 從範本部署虛擬機器
  • 透過 vMotion 移轉虛擬機器

在共用儲存區環境中變更中繼資料時，VMFS 使用特殊的鎖定機制保護其資料，並防止多台主機同時寫入中繼資料。

VMFS 上的快照格式

建立快照時，將保留虛擬磁碟的狀態，這可防止客體作業系統寫入虛擬磁碟。將會建立差異磁碟或子系磁碟。差異代表虛擬機器磁碟的目前狀態和上次建立快照時的狀態之間的差異。在 VMFS 資料存放區上，差異磁碟為疏鬆磁碟。

疏鬆磁碟使用寫入時複製機制，其中虛擬磁碟不包含任何資料，直到透過寫入作業將資料複製到磁碟。此最佳化可節省儲存空間。

根據資料存放區的類型，差異磁碟會使用不同的疏鬆格式。

快照格式 VMFS5 VMFS 6
VMFSsparse 適用於小於 2 TB 的虛擬磁碟。 不適用
SEsparse 適用於大於 2 TB 的虛擬磁碟。 適用於所有磁碟。
VMFSsparse
VMFS5 針對小於 2 TB 的虛擬磁碟使用 VMFSsparse 格式。

VMFSsparse 會在 VMFS 的頂層實作。VMFSsparse 層將處理核發至快照虛擬機器的 I/O。在技術方面，VMFSsparse 是在虛擬機器快照建立後立即啟動的重做記錄檔 (一開始為空白)。在建立虛擬機器快照後，使用新資料重新寫入整個 vmdk 時，重做記錄檔會擴充至其基礎 vmdk 的大小。此重做記錄檔是 VMFS 資料存放區中的檔案。在建立快照後，附加至虛擬機器的基礎 vmdk 會變更為新建立的疏鬆 vmdk。

SEsparse
SEsparse 是 VMFS6 資料存放區上所有差異磁碟的預設格式。在 VMFS5 上，SEsparse 可用於大小為 2 TB 及以上的虛擬磁碟。

SEsparse 是一種類似於 VMFSsparse 的格式，且具有一些增強功能。此格式的空間效率高，且支援空間回收技術。透過空間回收，會標記客體作業系統刪除的區塊。系統會將命令傳送至 Hypervisor 中的 SEsparse 層以取消對應這些區塊。取消對應有助於在客體作業系統刪除該資料後立即回收由 SEsparse 配置的空間。如需有關空間回收的詳細資訊，請參閱vSphere 中的儲存空間回收。

快照移轉

您可以在不同資料存放區之間移轉含有快照的虛擬機器。下列考量事項適用：
  • 如果將含有 VMFSsparse 快照的虛擬機器移轉至 VMFS6，則快照格式會變更為 SEsparse。
  • 當 vmdk 大小小於 2 TB 的虛擬機器移轉至 VMFS5 時，快照格式會變更為 VMFSsparse。
  • 您不能在同一階層中混用 VMFSsparse 重做記錄檔與 SEsparse 重做記錄檔。

升級 VMFS 資料存放區

您無法將 VMFS5 資料存放區升級到 VMFS6。如果您的環境中有 VMFS5 資料存放區，請建立 VMFS6 資料存放區，然後將虛擬機器從 VMFS5 資料存放區移轉至 VMFS6。