Wichtigste Erkenntnis
- Die Cold-Migration- und Klonvorgänge von Sangfor HCI laufen bis zu 5x schneller als die native Implementierung von VMware, basierend auf parallelen Labortests mit Festplattengrößen von 500 GB bis 3072 GB.
- Der Leistungszuwachs resultiert aus qemu-cp , einer speziell entwickelten Transfer-Engine, die das frühere sfscp-Tool ersetzt.
- qemu-cp überträgt nur die eigentlichen Benutzerdaten und überspringt mit Nullen aufgefüllte und spärlich belegte Bereiche, anstatt sie auf die Zielfestplatte zu schreiben.
- Die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Koroutinen ermöglicht es qemu-cp, den verfügbaren Speicherplatz und den Netzwerkdurchsatz während der Übertragung voll auszunutzen.
- Standardgroße Enterprise-VMs, die früher mehrstündige Ausfallzeiten erforderten, können jetzt in weniger als 20 Minuten migriert werden.
- Umfangreiche VMware-zu-HCI-Umstellungsprojekte mit Hunderten von VMs können von Wochen auf eine Handvoll geplanter Wartungsabende komprimiert werden.
- Alle Leistungssteigerungen werden erzielt, ohne die Datenkonsistenz auf Byte-Ebene zwischen Quell- und Zielfestplatte zu beeinträchtigen.
Wenn IT-Teams in Unternehmen die Aktualisierung ihrer virtuellen Infrastruktur, die Migration von Plattformen oder die Neuausrichtung von Arbeitslasten planen, gehören die Kaltmigration und das Kaltklonen zu den wichtigsten und am weitesten verbreiteten Verfahren, um virtuelle Maschinen -Disk-Images zwischen verschiedenen Speicherorten zu verschieben. Seit Jahrzehnten gelten die integrierten Funktionen von VMware für Kaltmigration und -klonen als Branchenstandard. Dennoch sehen sich viele Unternehmen weiterhin mit frustrierenden Engpässen durch inakzeptabel lange Übertragungszeiten konfrontiert, die Wartungsfenster verlängern, Projektlaufzeiten verzögern und den Betriebsaufwand erhöhen.
Heute erläutern wir, wie die speziell optimierten Cold-Migration- und Klonfunktionen von Sangfor HCI die Effizienz des nativen VMware-Workflows um bis zu 5 Mal übertreffen und so langjährige Schwachstellen moderner Virtualisierungsumgebungen in Unternehmen beseitigen.
Die althergebrachten Engpässe traditioneller Kaltmigrations- und Klonprozesse
Herkömmliche Implementierungen von Kaltmigration und Klonen, einschließlich des nativen Kaltmigrations- und Klonmechanismus von VMware, sind so konzipiert, dass sie während des gesamten Übertragungsprozesses vollständige Festplattenvolumes verarbeiten:
- Das System ist gezwungen, jedes einzelne Byte des gesamten bereitgestellten Speicherplatzes zu lesen und zu schreiben, selbst große Bereiche, die leer, mit Nullen gefüllt oder als ungenutzt markiert sind.
- Zusätzlicher Rechenaufwand ist erforderlich, um das gesamte Festplattenvolumen zu scannen und alle leeren Datenbereiche explizit mit Nullen zu überschreiben.
- Die begrenzte Kapazität für parallele Verarbeitung schränkt den Durchsatz ein, was zu übermäßig langen Übertragungszeiten für große virtuelle Maschinenfestplatten führt.
Dieser Leistungsunterschied wird in den Vergleichsdaten von Labortests beider Plattformen deutlich sichtbar:
| Bereitgestellte Festplattengröße (G) | Effektives Datenvolumen (G) | VMware-Kaltmigrations-/Klonzeit | Sangfor HCI Kaltmigrations-/Klonzeit |
| 500 | 100 | 57 Minuten 44 Sekunden | 11 Minuten 20 Sekunden |
| 500 | 300 | 1 Stunde 28 Minuten 9 Sekunden | 15 Minuten 5 Sekunden |
| 500 | 500 | 1 Stunde 58 Minuten 27 Sekunden | 18 Minuten 46 Sekunden |
| 1024 | 200 | 1 Stunde 53 Minuten 49 Sekunden | 20 Minuten 50 Sekunden |
| 1024 | 600 | 2h54m43s | 28 Minuten 13 Sekunden |
| 1024 | 1024 | 3h56m41s | 36 m² |
| 3072 | 600 | 5h39m47s | 58 Minuten 50 Sekunden |
| 3072 | 3072 | - | 1h25m32s |
Für Enterprise-Teams, die im Rahmen von Plattform-Aktualisierungsprojekten Hunderte von virtuellen Maschinen verwalten, summieren sich diese mehrstündigen Migrationsfenster pro Workload schnell zu einem inakzeptablen Risiko von Geschäftsunterbrechungen und verlängern die Projektlaufzeiten um Wochen über die geplante Dauer hinaus.
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Wie Sangfor HCI die Kaltmigration und das Klonen beschleunigt
Um diese seit langem bestehenden Probleme der Branche zu lösen, hat das Forschungs- und Entwicklungsteam für hyperkonvergente Infrastruktur von Sangfor eine vollständige Neugestaltung des Workflows für Kaltmigration und Klonen in Angriff genommen und den veralteten allgemeinen Übertragungsworkflow durch eine tiefgreifend optimierte Architektur ersetzt, die speziell für Szenarien mit virtuellen Maschinen-Disk-Images entwickelt wurde.
Frühere Versionen von Sangfor HCI verwendeten sfscp, ein selbstentwickeltes Dateikopiertool, das für Festplattenabbildszenarien optimiert ist und das Dateikopieren zwischen Hosts unterstützt, um Cold-Migrations- und Klonvorgänge durchzuführen. Obwohl dieses Tool generische Dateiübertragungsprogramme übertraf, wies es dennoch drei systembedingte Einschränkungen auf, die die Leistung begrenzten:
- Es war erforderlich, alle Daten auf der gesamten Festplatte zu lesen und zu schreiben, unabhängig davon, ob die Bereiche tatsächliche Benutzerdaten enthielten.
- Eine vollständige Festplattenprüfung war zwingend erforderlich, um Nulldatenbereiche zu identifizieren und für das Überschreiben mit Nullen zu markieren.
- Es fehlten die Fähigkeiten zur gleichzeitigen Verarbeitung mehrerer Verarbeitungstiefen, um einen höheren Durchsatz zu erzielen.
Die neue Generation der qemu-cp-gesteuerten Transfer-Engine
Zwei technische Innovationen hinter qemu-cp
Die neueste Version von Sangfor HCI ersetzt den alten sfscp-Workflow durch das speziell optimierte qemu-cp-Dienstprogramm für die Migration von Festplattenabbildern virtueller Maschinen und bietet damit zwei bahnbrechende Vorteile gegenüber herkömmlichen Implementierungen:
- Effiziente Datenübertragung : qemu-cp verarbeitet ausschließlich gültige Benutzerdaten. Es liest zwar alle ungenutzten Sparse-Blöcke und mit Nullen markierten Bereiche, überspringt diese aber. Dadurch entfällt der unnötige I/O-Overhead für das Schreiben leeren Speicherplatzes auf die Zielfestplatte. Zusätzliche Schritte zum Markieren von Datenbereichen mit Nullen auf der gesamten Festplatte und zum Schreiben von Nullen sind nicht erforderlich. Das gesamte zu übertragende Datenvolumen reduziert sich bei vielen Unternehmensanwendungen um bis zu 90 %.
- Multithreaded Coroutine Parallel Processing : Die neue Architektur verwendet einen Multi-Coroutine-Parallelverarbeitungsmechanismus, der den verfügbaren Speicher und Netzwerkdurchsatz voll ausnutzt, um die Kopiervorgänge von Festplattenabbildern drastisch zu beschleunigen.
So funktioniert der qemu-cp-Workflow
Der vollständige qemu-cp-Workflow läuft in einer optimierten, ressourcenschonenden Sequenz ab:
- Lesen der Quelldatei : Das Dienstprogramm öffnet zunächst die Quelldatei der virtuellen qcow2-Maschine und analysiert alle wichtigen Metadaten, einschließlich Festplattenformat, Gesamtspeicherplatz, Blockgröße und vorhandene Snapshot-Einträge.
- Initialisierung der Zieldatei : Nach Abschluss der Validierung der Quellmetadaten wird die Ziel -qcow2- Datei erstellt und vorinitialisiert, um den Strukturattributen der Quellfestplatte zu entsprechen.
- Segmentierte Datenblockverarbeitung : Der Workflow verarbeitet die Festplatte in geordneten, handhabbaren Datenblöcken:
- Lesen Sie den aktuellen gültigen Datenblock aus der Quelldatei qcow2.
- Führen Sie alle erforderlichen Konvertierungsoperationen wie Komprimierung oder Verschlüsselung direkt durch.
- Schreibe den vollständig verarbeiteten Datenblock direkt in die Zieldatei.
- Metadaten-Finalisierung : Sobald alle gültigen Datenblöcke übertragen wurden, werden die Metadaten der Zieldatei aktualisiert, um die vollständige Übereinstimmung mit allen Attributen der Quell-VM-Festplatte sicherzustellen.
- Übertragungsabschluss : Sowohl Quell- als auch Zieldateihandles werden ordnungsgemäß geschlossen, womit das Ende einer schnellen, fehlerfreien Kaltmigration oder eines Klonvorgangs markiert ist.
Praktischer Geschäftsnutzen für IT-Teams in Unternehmen
Diese 5-fache Leistungssteigerung bei Kaltmigration und Klonen führt zu spürbaren, messbaren Vorteilen für Unternehmen jeder Größe:
- Drastisch verkürzte Wartungsfenster : Workloads, für deren Migration zuvor mehrstündige Ausfallzeiten erforderlich waren, können nun bei den meisten VMs in Standardgröße für Unternehmen in weniger als 20 Minuten migriert werden, wodurch die Unterbrechung des laufenden Geschäftsbetriebs minimiert wird.
- VMware Refresh Project Acceleration : Für die große Anzahl globaler Unternehmensanwender, die von veralteten VMware-Bereitstellungen auf kostengünstigere, funktionsreichere hyperkonvergente Plattformen umsteigen, kann der Umstellungszeitraum für Hunderte von virtuellen Maschinen von Wochen auf eine geringe Anzahl geplanter Wartungsabende verkürzt werden.
- Effizientere Workload-Neuverteilung : IT-Administratoren können große, speicherintensive virtuelle Maschinen in einem Bruchteil der bisherigen Zeit zwischen Knoten oder Speicherpools verschieben. Dadurch wird es wesentlich einfacher, die Ressourcennutzung zu optimieren und Leistungsengpässe im gesamten HCI-Cluster zu beseitigen.
- Keine Kompromisse bei der Datenkonsistenz : Alle Optimierungen sind darauf ausgelegt, eine 100%ige Byte-basierte Konsistenz zwischen Quell- und Ziel-VM-Festplatten zu gewährleisten, sodass Teams niemals zwischen Datenintegrität und höherer Übertragungsgeschwindigkeit abwägen müssen.
In Kombination mit der branchenführenden VMware-basierten Betriebserfahrung von Sangfor HCI, den integrierten nativen Sicherheitsfunktionen und den nahtlosen, unterbrechungsfreien Warmmigrationsfunktionen bietet diese optimierte Kaltmigrations- und Klonfunktion ein weiteres leistungsstarkes Werkzeug, um Legacy-Virtual-Infrastruktur-Ersatzprojekte reibungsloser, schneller und mit geringerem Risiko als je zuvor zu gestalten.
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Häufig gestellte Fragen
Bei der Kaltmigration wird das Festplattenabbild einer virtuellen Maschine zwischen verschiedenen Speicherorten verschoben, während die VM ausgeschaltet ist. Dieses Verfahren wird häufig bei Infrastrukturaktualisierungen, Plattformmigrationen oder Workload-Rebalancing eingesetzt.
Basierend auf Labortestdaten führt Sangfor HCI Kaltmigrations- und Klonvorgänge bis zu 5-mal schneller durch als der native Workflow von VMware, wobei sich die Lücke mit zunehmender Festplattengröße und zunehmendem effektiven Datenvolumen vergrößert.
qemu-cp ist die neue Generation der Transfer-Engine von Sangfor HCI für Cold Migration und Klonen. Sie überträgt ausschließlich gültige Benutzerdaten, überspringt ungenutzte Sparse-Blöcke und mit Nullen markierte Bereiche und nutzt die parallele Verarbeitung mehrerer Koroutinen, um den verfügbaren Speicherplatz und Netzwerkdurchsatz optimal auszunutzen.
Frühere Versionen verwendeten sfscp, ein selbstentwickeltes Dateikopierwerkzeug. Obwohl es herkömmliche Dateiübertragungsprogramme übertraf, musste es dennoch vollständige Festplattendaten lesen und schreiben, benötigte einen vollständigen Festplattenscan, um Bereiche mit Nulldaten zu markieren, und es fehlte die Fähigkeit zur gleichzeitigen Verarbeitung mehrerer Datenebenen – all dies wurde mit qemu-cp behoben.
Kürzere Wartungsfenster (viele Standard-VMs werden in weniger als 20 Minuten migriert), schnellere Umstellungszeiten von VMware auf HCI (Wochen werden auf wenige Wartungsabende komprimiert) und einfachere Workload-Neuverteilung über Knoten oder Speicherpools ohne lange dedizierte Ausfallzeiten.
