2. Pure Storage架构与虚拟化适配

Pure Storage 的全闪存阵列之所以在虚拟化场景中被广泛采用,核心并不只是“快”,而是它把硬件、操作系统与虚拟化平台之间的对接关系设计得足够清晰。理解这套架构,需要同时看清三层:底层是全闪存硬件与 NVMe 介质,中间是 Purity 操作系统,上层才是 VMware、Hyper-V、KVM 等虚拟化平台。虚拟化管理员真正打交道的,往往是 Purity 暴露出来的接口和协议,而不是物理盘柜本身。

全闪存阵列的硬件与数据路径

Pure Storage 阵列通常由控制器节点、NVMe 闪存模块和内部互联构成。以 FlashArray//X 系列为例,双控制器采用 Active-Active 方式工作,每个控制器都能独立处理 I/O;闪存模块以 DirectFlash 形式直接接入,而不是传统 SSD 加 RAID 卡的组合。这样做的好处是 Purity 可以直接管理介质,减少一层地址转换,从而降低写放大并延长寿命。

从虚拟化主机发出的 I/O 路径大致是:虚拟机 → 虚拟磁盘 → VMFS/CSV/存储池 → 主机 HBA 或 iSCSI 发起端 → 光纤通道或以太网 → 阵列前端端口 → 控制器 → Purity 卷 → DirectFlash 模块。这条链路上任何一段的队列深度、多路径策略或 MTU 设置不当,都会让“全闪存”的优势打折。因此对接虚拟化时,第一步不是急着建数据存储,而是确认前端协议、多路径和端口带宽是否匹配。

Evergreen 架构对虚拟化生命周期的意义

Evergreen 是 Pure Storage 的“永不重购”架构理念,包含 Evergreen Storage 与 Evergreen//Forever 等订阅模式。对虚拟化管理员而言,它的价值在于:控制器升级、容量扩展和介质更换可以在线完成,不需要把虚拟机迁走再迁回。传统阵列扩容常伴随“数据迁移窗口”,而 Evergreen 通过无中断升级和 Purity 的卷管理,让 VMFS 数据存储保持在线。

需要区分的是,Evergreen 并不等于“永远不换硬件”,而是保证升级过程对上层虚拟化透明。例如控制器从上一代升级到新一代时,Purity 会接管卷的呈现,主机侧的多路径插件可能短暂看到路径切换,但只要 MPIO 策略正确,虚拟机不会感知到存储中断。这一点在规划维护窗口时非常关键:真正需要关注的是主机多路径的路径状态,而不是阵列是否重启。

Purity 操作系统与虚拟化平台的对接逻辑

Purity 是运行在控制器上的存储操作系统,它把物理介质抽象为卷、快照、复制和 QoS 策略。虚拟化平台看到的不是“盘”,而是 Purity 导出的 LUN 或文件系统接口。对接逻辑可以概括为三种方式:

  • 块存储对接:通过 Fibre Channel 或 iSCSI 向 VMware 提供 VMFS 数据存储,向 Hyper-V 提供 CSV,向 KVM 提供 LVM 或直接 LUN。主机侧需要配置多路径,Pure 提供对应的 DSM/MPIO 插件。
  • 文件存储对接:通过 FlashBlade 或 Purity 的文件服务提供 NFS/SMB,用于 VMware NFS 数据存储或 Hyper-V SMB 共享。
  • API 与插件对接:通过 Pure Storage vSphere Client 插件、PowerShell SDK、REST API 与 vCenter、SCVMM 集成,实现快照、克隆和监控。

以 VMware 为例,典型对接步骤是:先在阵列上创建主机对象并记录 WWN 或 IQN;再创建卷并连接到主机;然后在 ESXi 上执行存储重新扫描,识别设备并创建 VMFS 数据存储;最后安装 Pure Storage 的 VASA Provider 或 vSphere 插件,启用存储感知能力。Hyper-V 侧则通过 SCVMM 注册 SMI-S 提供程序,把阵列纳入存储管理。KVM 侧通常使用 multipathd 加 udev 规则,把多路径设备映射为稳定的 /dev/mapper 名称。

Pure Storage 全闪存架构与虚拟化对接 虚拟化平台层 VMware vSphere VMFS / NFS / VASA Microsoft Hyper-V CSV / SMB / SMI-S KVM / oVirt LVM / multipathd 管理集成 vCenter / SCVMM 协议与接口层 Fibre Channel iSCSI / NVMe-oF NFS / SMB REST API / SDK VASA / SMI-S Purity 操作系统 卷 / 快照 / 克隆 QoS / 精简配置 复制 / ActiveCluster SafeMode 保护 Evergreen 无中断升级 全闪存硬件层 双控制器 Active-Active NVMe DirectFlash 模块 内部互联 / 冗余电源 自顶向下:平台 → 协议 → Purity → 硬件

对接时的关键参数与判断依据

无论对接哪种虚拟化平台,有几个参数是必须提前确认的。第一是前端端口类型与速率:16Gb/32Gb FC 还是 25GbE iSCSI,直接决定单主机可用的带宽上限。第二是多路径策略:VMware 下推荐使用 Pure Storage 提供的 PSP(Path Selection Policy)或 Round Robin,Hyper-V 下使用 MPIO 并确认所有路径处于 Active 状态。第三是队列深度与超时:全闪存延迟低,若主机 HBA 队列深度设置过小,反而会成为瓶颈。

一个常见的判断依据是看主机侧的多路径状态。在 ESXi 上执行 esxcli storage nmp device list,如果看到某条路径为 dead 或 standby 且未按预期切换,说明 zoning 或 iSCSI 会话有问题。在 KVM 上执行 multipath -ll,正常应看到多条路径且状态为 active ready running。这些输出比阵列界面上的“健康”更有说服力,因为虚拟化管理员最终要对主机侧的可达性负责。

对接完成后,建议用一个小型虚拟机做一次在线迁移或快照克隆测试。观察迁移过程中主机多路径是否出现路径抖动、阵列端卷的 IOPS 是否平滑,这比单纯看“连接成功”更能验证对接质量。

Evergreen 与虚拟化维护的配合

当阵列需要升级控制器或扩展容量时,虚拟化侧的准备动作包括:确认所有主机的多路径插件版本兼容、检查数据存储的剩余空间、记录当前路径状态。升级过程中,Purity 会保持卷在线,主机侧可能看到路径短暂切换,但只要 MPIO 正常,虚拟机不会中断。升级后应重新扫描存储并确认设备数量与路径数恢复。这套流程把“硬件升级”对虚拟化的影响压缩到路径层面,而不是数据层面,这正是 Evergreen 架构与虚拟化适配结合后的实际价值。

总体来看,Pure Storage 与虚拟化平台的对接不是简单的“连上就能用”,而是需要把全闪存硬件、Purity 的卷管理、主机多路径和平台插件四者对齐。理解这条从虚拟机到 DirectFlash 的完整链路,才能在出现性能或路径问题时快速定位到具体环节。