KVM虚拟化之磁盘：磁盘缓存模式

 

虚拟化一般网络和存储都是难点。下图所示，磁盘I/O从虚拟机到宿主物理机存储的过程。

其中虚拟机镜像并不是必须的。并不一定要给虚拟机创建虚拟磁盘文件。我们可以通过逻辑映射，将SAN的块设备指定给虚拟机使用。这里我们暂讨论宿主机模拟磁盘的场景。

                               

如上图，缓存模式作用在虚拟化层和宿主机文件系统或块设备之间。

性能：none>unsafe>writeback>writeththrough

数据一致性：writethrough>none>writeback>unsafe

directsync类似于writethrough，属于新增缓存模式，性能应该略强于writethrough，一致性很高。

 

缓存方式	标志位	性能	安全性	磁盘缓存属性是作用在镜像文件或块设备上的
不指定，默认				qemu-kvm <1.2版本	qemu-kvm >1.2版本	宿主机：CentOS	qemu-kvm >1.2版本 &IDE\SCSI\Virtio
				writethrough	writeback	none	writethrough
writethrough/透写	O_DSYNC	读较快 写超慢	高	不使用任何缓存，直接操作磁盘写，只有数据被写入磁盘才会返回成功。虽然保持了数据一致性，但是因为磁盘的写入速度很慢，所以该模式下写速度很慢，但是读速度较高。无需刷盘。
writeback/回写		读写快	低	将数据写入宿主机页面缓存则返回写成功。页面缓存再合并数据写磁盘。虚机磁盘控制器也知道使用了back cache，所以为了保持数据一致性（虚机侧数据新，磁盘侧数据旧），在需要的时候，虚机会发送刷盘（将缓存里的数据强制持久化到磁盘。）指令。
none	O_DIRECT	随机读写快 顺序读写慢	高	绕过宿主机页面缓存(OS Cache)，而是在qemu-kvm用户空间直接访问宿主机磁盘。这个过程就相当于让vm直接访问了你的host的磁盘，从而性能得到了提升。数据被放入宿主机磁盘写队列则返回成功。需要时刷盘。
unsafe		读写快	低	同writeback，但是unsafe忽略所有的刷盘指令。无刷盘。
directsync	O_DSYNC O_DIRECT	读写快	高	应该属于writethrough和none方式的结合。无需刷盘。

 

注释：

O_DIRECT - 绕过缓冲区高速缓存 - 直接IO：Linux允许应用程序在执行磁盘IO时绕过缓冲区高速缓存，从用户空间直接将数据传递到文件或磁盘设备，称为直接IO（direct IO）或者裸IO（raw IO）

应用场景：

none：支持在线迁移，主要应用于虚拟化集群。

writeback：性能较好，不太安全（取决于刷盘周期，刷盘周期跟fs配置相关，ext4默认5秒刷一次，可以在guest fs中配置刷盘周期），可用户测试环境。

wirthrough：性能差，安全性高，可用于单机虚拟化场景。

unsafe：性能较好，最不安全，只有在虚拟机关机（虚机进程结束），才会执行一次刷盘操作。可用于安装虚机。

 

摘自：https://www.likecs.com/show-203905751.html#sc=1400