關於 VSAN

原文：http://chucksblog.emc.com/chucks_blog/2013/08/considering-vsan.html

註明：本文內容基於 VMware VSAN beta 版本撰寫，請訪問http://www.vmware.com/products/virtual-san/得到有關正式版本的更新信息。

      對於咱們這些存儲行業的人來講，VMworld 最引人矚目的一條消息就是 VSAN 的問世（以前稱爲「VirtualSAN」），它不久就會推出測試版。

      雖然 VSAN 具有傳統存儲陣列的許多功能，但它並非傳統的存儲陣列：而是一種基於軟件的存儲陣列，這種陣列將使用商用服務器硬件羣集來完成工做。存儲工做負載與計算工做負載在同一個資源池上運行。

      沒錯，該產品從許多方面來看只是一個雛形（這是預料之中的），可是，咱們能夠從團隊已經完成的工做中發現一些獨到的理念，值得咱們進一步思考，我確信未來會有更多這樣的新理念不斷髮展。

      基本信息

      關於VSAN 的私下討論已有多時，如今終於揭開了面紗。使用這一名稱可能稍顯不當，由於實際上它並非一般意義上的 SAN，也不會提供人所熟知的 LUN/塊/卷抽象。

      我更願意將它稱爲VMDK 存儲服務器。

      對於咱們這些具備豐富存儲行業背景的人來講，VSAN 將促使咱們從新思考咱們長久以來所堅持的許多假設。就我我的而言，我發現這種從新定位能夠給人以耳目一新的感受。過去，我常常在搜索經常使用符號（如 LUN 和文件系統）時感到很失望，但我也發現了許多值得思考的新概念。

      軟件定義的存儲 --綜覽
      雖然業界還沒有就什麼是（以及什麼不是）軟件定義的存儲達成一致，但在使存儲像當今計算過程同樣成爲一個動態可編程的資源方面卻達成了共識。

      理想狀況下，計算體驗和存儲體驗可在方方面面徹底實現融合：包括資源池、置備、監控等。在這種模式下，存儲再也不是一個獨立的領域；如今，就各方面而言，它只是虛擬環境的一部分。

      若是說這就是軟件定義的存儲的主要目的，那麼VSAN 便從很大程度上抓住了這一點。反之，若是堅持從傳統存儲陣列的角度看待VSAN，就不會馬上看到其獨到性和特殊性了。

      總之，VSAN能夠與vSphere 緊密集成（應該能夠，由於多個關鍵子系統都是基於內核的），並有效地利用在服務器虛擬化中使用的相同商用服務器資源池。

       VSAN -- 基本架構

      一個 VSAN 羣集最初由 3到 8 個計算節點組成，每一個節點必須至少有一個 SSD 和一個經常使用的SAS 磁盤驅動器。這些計算節點並不會專用於 VSAN：它們也會爲各類正常的 vSphere 工做負載提供支持。

      VSAN 會在建立羣集時「開啓」；這樣，新的存儲資源就會像計算資源同樣透明地添加到池中。

      運行VSAN 的每一個服務器節點最多支持 5 個磁盤組。每一個磁盤組最多能夠有 7 個物理磁盤，但必須有一個相關的 SSD。這些磁盤能夠是內部磁盤，也能夠是經過JBOD 進行認證的外部磁盤。

      SSD充當分佈式讀寫緩存，並不用於永久保存數據。在該版本中，每一個磁盤組只支持一個SDD：70%的SSD 容量用於緩存讀取，其他30% 用於寫入。能夠在取消向磁盤暫存以前，在兩個或兩個以上節點之間鏡像緩存寫入來對該緩存寫入進行保護。也可使用多節點鏡像來防止發生磁盤故障和節點故障。

      VSAN 可在全部節點之間提供一個集中的數據存儲，供虛擬機及其 VMDK 使用。能夠在同一個 VSAN 數據存儲實施多種策略（冗餘、性能），無需預先建立經常使用的存儲池：金級、銀級等。

      VSAN 可對所需的策略進行監控，而且只要有足夠的資源，也能夠根據須要進行自我調整：條帶化數據對象、使用更多 SSD 緩存等。

      在該版本中，沒有專用於 VSAN 的數據服務，全部服務都由 vSphere 提供：快照、連接克隆、複製、vSphere HA、DRS、VDP，或者經過第三方技術合做夥伴提供。此外，VSAN 具備卓越的「節點撤離功能」，能夠在關閉節點進行維護或更換以前，從新定位正在運行的進程及其相關存儲。

      在 vSphere 羣集中，並不是全部節點都須要具備本地存儲；沒有磁盤的節點可經過網絡訪問 VSAN 數據存儲。

      在內部，VSAN會在虛擬機和存儲服務之間使用將來將要實現的VVOL 抽象。不久以後，其餘存儲提供商也會更廣泛地支持VVOL，不過，瞭解一下VSAN，就能夠預知將來將要發生的變化。

      爲虛擬機實現功能
      功能是指 VSAN 能夠基於可用物理資源提供的服務。例如，功能能夠是面向性能的，也能夠是面向保護的。

      策略是指一種有用的功能組合（例如，默認性能、有限的數據保護等）。

      對象一般是指一個 VMDK 及其相關快照。

      雖然聽上去可能有些複雜，但置備過程很是簡單。

      - 首先，根據功能肯定一份策略清單：是使用現有的默認功能仍是建立本身的功能。
      - 其次，在虛擬機置備期間，選擇符合應用程序需求的策略。
      - 最後，完成整個過程，確保所選策略符合應用程序需求。

      可能用到的初始功能足以涵蓋初始版本中的基本功能。例如，能夠指示容許發生多少個節點故障，從而能夠在更多節點之間放置更多的數據副本。

      要提升性能，能夠預留讀取緩存，並在節點上指定磁盤條帶化，以提高後端磁盤速度。要提升效率，能夠指定初始置備量，其他則保留精簡置備。
      置備期間，VSAN 會檢查其在全部節點中的資源清單並選擇最佳資源。若是沒有足夠的功能，管理員能夠無條件「強制置備」。置備後，VSAN 會對提供的服務級別進行監控，若是可能，還會進行自我調整。

      須要澄清的是：(1) 一個 VSAN 羣集對於每一個虛擬機可支持多個策略；(2) 存儲資源不會預先置備到「策略池」中，全部操做都會在置備期間動態完成。

      價格/性能

      VSAN 團隊分享了幾張幻燈片來介紹對比價格和性能範圍。雖然不能替代自行判斷，但也確實反映了 VSAN 的大致狀況。

      VSAN 的一個重要的應用實例是虛擬桌面 (VDI)，此處的對比針對的是一個使用連接克隆來節省容量的全閃存陣列，它使用的是一箇中型三節點羣集，可支持 288 個虛擬機。雖然不能徹底準確地說明在訂價模式中使用了哪些組件，但會很是有趣，尤爲是在最終用戶 VDI 性能與全閃存外部陣列相等時。

      第二幅圖爲性能圖，顯示了一個八節點 VSAN 羣集中的原始IOPS。

      請注意：(1) 這些節點並不專用於存儲，它們也支持應用程序虛擬機；(2) 八節點指的是當前的產品，將來的目標是使 VSAN 能夠擴展至與DRS 羣集相符。

      做爲一名存儲發燒友，我但願瞭解更多有關塊大小、精確讀/寫混合、按序與隨機等方面的具體信息，不過令我感到驚異的是：性能彷佛超出了各類工做負載的需求。

     基本架構 -- 我的觀點
     目前的八節點限制並不算什麼限制，尤爲對於初始版本的存儲軟件產品而言。

     不過，我確信存在精確的容量上限，例如，若是將五個磁盤組中的七個2TB 驅動器乘以 8 個節點，則在一個 VSAN 羣集中會提供半個 PB 以上的原始容量。

      同理，一個磁盤組一個SSD 的要求也很是合理：由於大小和類型徹底由您選擇：若是有緩存，請轉而使用 2TB 模式。因爲在一個 VSAN 羣集中，HCL 對不一樣服務器和存儲類型的混合和配對沒有體系結構上的限制，所以我只想簡單介紹一下以免出現操做意外。

      VSAN是在數據複製和條帶化的基礎上設計的；目前並未規劃奇偶校驗或擦除編碼功能。

      最初我對於缺乏標準的存儲要素（例如NAS、iSCSI等）感到驚訝，可是，如今我發如今目前以虛擬機爲中心的環境中，VMDK存儲要素才具備很高的價值，固然，它也能使計算與存儲在虛擬機邊界上更好地對齊。

      能夠發現，VSAN在衆多以虛擬機爲中心的應用實例中很是引人注目：VDI、開發與測試以及充當複製對的遠端。分支機構和遠程位置部署尤爲引人注目：再也不須要在多個位置安放單獨的物理存儲陣列。

     發展中的創意理念

     我認爲 VSAN 有許多創意理念一定會在不久以後獲得發展。

     首先是使用商用服務器硬件來提供存儲服務。可使用同一個服務器池同時提供計算服務和存儲服務：一個組合資源池、一個綜合管理視圖等。在不少狀況下，從資本支出和運營支出角度看，VSAN 更簡單，性價比也可能更好。

      將 VSAN 做爲 vSphere 核心的擴展進行實施能夠實現一種有趣的模式：在這種模式中，存儲資源和操做會全面融入到計算活動中。雖然能夠經過插件之類的工具鏈接計算域和存儲域，但從一開始就按照這種方式設計應算是獨創。
      我很關注你們會對這種集成提出哪些反饋。

      從可用資源中得到多個存儲服務級別並不是一個全新理念；而在置備期間動態完成，無需預先分配和配置池 -- 這纔是一個全新理念。這種按需置備服務級別的方式將比之前的方式更爲普及。

      雖然現有產品還不具有這種功能，但我已經發現，未來能夠建立各類豐富的數據服務，虛擬化管理程序能夠直接支持（或調用）這些服務，而且這些服務徹底符合虛擬機邊界及其相關 VMDK 的要求。

      我認爲有必要關注一下訂價模式：與其餘VMware 產品同樣，它也會按插槽進行許可。我比較青睞這種模式，緣由在於：(a)它再也不受制於按容量對存儲訂價，我歷來都不喜歡這種訂價方式；(b)訂價方式統一，易於理解。

      最後，將傳統的外部存儲方法（SAN、NAS）與 VSAN 結合使用不存在任何限制，也就是說，客戶能夠在合適的時間和場合使用VSAN。用多用少 --只是操做系統的增量功能與大存儲決策之間的差異。

      還有改進的空間嗎？
      我很天然地想到幾個下一版能夠改進的地方。

      首先是複製：咱們須要實現與目前一般能夠從陣列中得到的強大快照和遠程複製功能（包括連續複製）相同的功能。不管這些功能是屬於VSAN 產品的一部分仍是由合做夥伴提供，都可有可無。

      其次，最好能按照目前管理 VSAN 的方式將這些高級數據保護功能做爲以應用程序爲中心的計算擴展來置備、調用和監控。另外，最好能將這些操做持續呈現到使用門戶（如 vCD）中。

      最後，這種無縫集成模式最好能擴展至其餘存儲堆棧：VMware 及其合做夥伴提供的存儲堆棧。從集成的角度講，最好不要將經常使用的存儲產品視爲二級要素。

      除此以外，還有一些一般要考慮的因素：更多容量、更多節點、更出色的低級別工具、備用保護機制等。

      發佈測試版後，能夠從 vsanbeta.com 獲取。據早期測試人員評價，該版本啓動和運行起來很是簡便，而且能將置備體驗完美地融爲一體。

      我但願能有更多的人投入到其中，認真對待這種體驗，並向團隊提供反饋。這是一款精巧的存儲產品，在許多方面都不同凡響。

      業界反應如何呢？
      你們很容易認爲，有了VSAN，VMware即可以公開地與其傳統存儲合做夥伴（如NetApp、EMC、HP 等）展開競爭。這個結論並不正確。

      首先，請記住，VMware 能夠有力地與其餘基礎架構軟件供應商（Microsoft、RedHat 等）相抗衡。

      這些供應商都在明確擴展其存儲能力，而 VMware 固然也應該進行擴展。從這個角度看，VMware 在這方面明顯脫穎而出。

      從更實際的角度講，不難發現現行版本的 VSAN 實際上在不少重要方面都沒法與經常使用的存儲陣列相媲美。咱們能夠列出不少方面，經常使用陣列能夠實現而 VSAN 卻沒法實現。反之亦然。

       儘管如此，VSAN 產品在不少方面仍然很是引人注目，我相信它一定會在不久的未來在存儲市場贏得一席之地。

       不過，個人想法實際上並不重要。

       真正重要的是其餘每一個人的想法。

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做者： Chuck Hollis

近日，ChuckHollis 加入了 VMware，擔任存儲與高可用性部門首席策略專家。在 Chuck Hollis 的領導下，VMware成功發佈了一款領先的軟件定義的存儲解決方案－VSAN。期間，他將其在存儲行業和 IT 生態系統方面的真知灼見引入了 VMware。加入 VMware 以前，Chuck Hollis 曾經在 EMC 任職 18 年，擔任 EMC 全球營銷首席技術官。他喜歡與客戶和業內人士探討各種技術話題。固然，也酷愛寫博客。Chuck 與妻子和孩子們共同居住在馬薩諸塞州的霍利斯頓。