确保存储卷的扇区对齐一直是服务器性能优化的重要部分。近些年，由于服务器虚拟化和重复数据删除技术的广泛应用，扇区对齐变得更为重要。本文讲述在虚拟数据中心应用扇区对齐的必要性。
扇区对齐与重复数据删除
在讨论虚拟化技术之前，我先谈一下在物理数据中心，扇区对齐对重复数据删除过程的影响。
扇区对齐是基于存储逻辑块与物理磁盘扇区匹配的思想。大多数较新的物理硬盘都使用4KB大小的扇区，同样地，像NTFS这样的文件系统使用的存储块大小也为4KB。而问题是，并不是所有的操作系统都能将存储块对齐到下层的扇区。除非存储块恰好对齐到一个扇区，否则会跨两个扇区。这就给重复数据删除过程带来了问题。
市场上重复数据删除产品着实不少，它们采用各种技术以实现存储的重复数据删除。一个最通用的重复数据删除方法就是删除冗余的存储块。
有一点需要注意到的是，扇区不对齐并不影响单个存储块的内容。也就是说，无论文件系统是否对齐到物理存储，存储块仍包含相同的数据。同样地，无论一个卷的扇区是否对齐，块级重复数据删除均以相同的方式运行，至少从删除冗余存储块的角度看是这样。
重删一个扇区不对齐的卷，最主要的问题在于重复数据删除过程可能会带来更为密集的I/O。一个卷如果扇区不对齐，那每一个存储块会跨越两个物理扇区，那么每次读取（或写）一个块时，底层硬件就会读两个扇区，而扇区对齐时则不会。这在很大程度上关乎性能，但如果磁盘中有很多碎片或存储块跨越的两个扇区不相邻就难说了。重复数据删除原本就是一个I/O密集型的处理，但扇区不对齐会使I/O负担更重。
虚拟化和重复数据删除
以上讨论的理论也适用于虚拟数据中心，但由于虚拟硬盘的使用，需要考虑一个额外的抽象层。如果没能正确规划，使用虚拟硬盘的方式可能会严重影响重复数据删除效果。
集群共享卷
不再有硬性需求，Hyper-V和VMware集群可以像以前那样，部署在共享存储上。这也就意味着可以把虚拟机构件（包括虚拟硬盘）部署到存储区域网（SAN）中，这样它们就可以被虚拟集群中的所有结点访问。
如果采用基于SAN的共享存储，那就要确保共享卷对齐到底层的存储硬件上。还要确保所使用的重复数据删除方法能与共享存储兼容。
举个具体的例子来证明兼容的重要性，考虑在Hyper-V集群中共享存储的工作方式。集群节点通过逻辑映射（C:\clusterstorage\volume）来访问共享存储。但问题是一些重删软件不会对服务器的系统卷进行重复数据删除。即便Hyper-V共享存储的确不在系统卷上，逻辑映射却使之在系统卷上。结果就会有有一些重复数据删除软件（包括微软自家的本地文件系统重删工具）并不能与共享存储兼容。
如果共享存储的重复数据删除过程在你的应用环境中存在问题，你可以通过使用硬件重删（假设你的SAN支持该特性）来解决这个问题，这样就可以规避掉操作系统的限制。
虚拟硬盘架构
另一个影响重复数据删除过程的因素是，虚拟硬盘拥有类似于物理硬盘的结构。换句话说就是，虚拟硬盘也划分成扇区和磁道，而虚拟机文件系统是基于这种划分来使用存储块的。
虚拟硬盘实际上是物理服务器中真实存在的文件。基于这个前提，假设你有两个完全相同的虚拟硬盘，但一个是扇区对齐的，一个不是。扇区对齐与否的区别，导致这两个虚拟硬盘文件在结构上并不相同，即使二者有完全相同的数据。
如果你要进行主机层的重复数据删除，这种结构上的不同可能会导致被重删的数据减少。虚拟硬盘内扇区不对齐对于重删过程来说是否存在问题，取决于你的重删软件是否只进行主机层的存储块重删，还是能足够智能地深入到虚拟硬盘内部。
结论
要对虚拟化的主机进行重复数据删除，需要考虑很多问题。就实践上来讲，最好确保物理磁盘和虚拟磁盘是扇区对齐的。另外，尽量不要使用精简配置，因为它会影响性能，在某些情况下还会影响重复数据删除过程。
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本文标题：扇区对齐如何优化虚拟机重复数据删除
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