VMware vSAN 架構解析及存儲策略

內容來源：2017年1月16日，東方瑞通高級產品經理高金良在「VMware官方在線直播」進行《VMware vSAN 架構解析及存儲策略》演講分享。IT 大咖說（ID：itdakashuo）做爲獨家視頻合做方，經主辦方和講者審閱受權發佈。

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嘉賓演講視頻地址： suo.im/52M3RC

摘要

VMware vSAN 經過 vSphere 原生的高性能體系結構支持業界領先的超融合基礎架構解決方案。

vSAN是 Software-Defined Data Center 的核心構造塊。

藉助 VMware 支持的超融合基礎架構，您可以安全發展、下降 TCO 以及根據將來發展需求擴展規模。

vSAN概述

SDDC概述

在軟件定義的數據中心內，整個基礎架構都實現了虛擬化，而且數據中心徹底由軟件自動控制。vSphere是軟件定義的數據中心基礎。

關於vSAN

vSAN是藉助軟件將服務器本地衆多的空白磁盤打形成一個虛擬的共享存儲。經過vSAN能夠將服務器本地的磁盤整個構建成一個相對應的分佈式虛擬的共享存儲。

vSAN要求

vSAN被包括在vSphere 5.5 U1和之後的許可。

要想構建vSAN，首先咱們的服務器必須知足相對應列表的要求，經過列表去選擇相應兼容性的設備。其次，服務器要有相對應的一系列空白磁盤。這個空白磁盤要有SSD和容量磁盤。SSD可做爲相應的讀寫緩存，容量磁盤既能夠是SSD，也能夠普通的磁盤。這些磁盤必須以直通或RAID 0的方式進行交付。

可是並非vSAN集羣中的每一個節點都須要本地存儲，沒有本地存儲的主機仍可利用分佈式數據存儲。

vSAN組件及架構介紹

vSAN集羣

VirtualSAN是一種集羣功能。經過vSAN將衆多主機本地的磁盤建立分佈式RAID，虛擬機的數據就會存儲在磁盤上。這個磁盤實際是在每臺服務器的本地，可是經過vSAN軟件的管理，它幾乎能夠實現虛擬共享存儲的全部功能。

分佈式複製存儲

vSAN使用ESXi主機本地基於閃存的設備和磁盤來存儲數據，並使用以太網基於可配置的策略在ESXi集羣節點之間複製數據。

硬盤或SSD提供永久存儲容量層。基於閃存的設備提供緩存層用於讀緩存和寫緩衝區。

磁盤組

磁盤組是vSAN的管理結構，其中包括一個緩存設備和一個或多個容量設備。

磁盤組須要1個用於緩存的閃存設備和1到7個存儲容量的設備。一臺主機最多可包含5個磁盤組。

混合磁盤組

vSAN混合磁盤組配置包括至少一個SSD緩存設備和一個SSD或HDD容量設備。

緩存設備用於性能。70%的可用緩存用於頻繁讀取驅動器塊，而剩下的30%用來寫緩衝。

容量設備則是用於存儲容量。

全閃存磁盤組

vSANall-flash磁盤組配置包括各有一塊SSD做緩存和容量。

閃存設備以兩層格式用於緩存和容量，100%的可用緩存用於寫緩衝。管理員決定將哪些閃存設備用於容量層。

vSAN數據存儲

vSAN羣集始終只有一個vSAN數據存儲區，與羣集中的磁盤和主機數量無關。

vSAN和基於對象的存儲

在vSAN中，它把整個虛擬機分紅了五種對象，VM主命名空間、VMDK、快照增量、VM內存和VM交換。

這五種對象按照相應的策略能夠打散存儲到後臺不一樣主機的不一樣磁盤裏，以保證該虛擬機的可用性和性能。vSAN就是基於策略的分佈式對象存儲系統。分佈式是指把不一樣主機上不一樣的磁盤組聚合在一塊兒。

對象

在vSAN數據存儲區中建立的虛擬機有VM主命名空間、VMDK、快照增量、VM內存和VM交換五種對象。

組件

每一個存儲對象都做爲RAID樹部署在vSAN中，RAID樹的每一個葉子都是一個組件。

例如，一個帶有兩個條帶的存儲策略在兩個磁盤上各建立了一個VMDK條帶。VMDK是對象，條帶是該對象的組成部分。組件的最大大小爲255GB。

vSAN使用分佈式RAID體系結構在羣集上分發數據。組件使用如下技術進行分發：條帶化（RAID 0）、鏡像（RAID 1）、鏡像加上條帶化（一般稱爲RAID 10）、擦除編碼（RAID5/6）。

建立的組件副本和副本的數量基於對象策略定義。

應用於虛擬機的存儲策略會影響vSAN存儲該虛擬機所需的存儲對象的數量。

虛擬機存儲策略

策略能保證整個虛擬機的可用性。

存儲策略基於存儲功能，在部署時爲虛擬機定義。能夠在之後應用，隨時均可以更改。若是正在使用則沒法刪除。

鏡像

鏡像建立對象的多個副本，以提升可用。每一個對象建立的副本數基於配置的虛擬機存儲策略。vSAN支持二路、三路和四路鏡像。

條帶化

條帶化可將給定對象的數據拆分爲多個條帶，也稱爲分段。經過條帶化，能夠由多個vSAN磁盤組同時支持一個數據請求，從而提升性能。能夠同時訪問不一樣的數據條帶。

鏡像和條帶化

可結合使用鏡像和條帶化以提供可用性和性能方面的優點。

vSAN集羣的配置

vSAN羣集要求

vSAN能夠在羣集建立期間或羣集建立以後啓用，前提是知足如下要求：

至少有三臺ESXi主機（節點）具備所需的緩存和容量磁盤。支持兩節點配置，但須要見證主機。

全部主機都必須使用vSAN的VMware兼容性指南來驗證硬件。

全部主機都必須有一個鏈接到同一物理網絡啓用了vSAN流量的VMkernel端口。

配置VMkernel的vSAN網絡

建立VMkernel端口是爲了向vSphere主機和託管虛擬機提供2層和3層服務，相似於網卡上的物理端口。

vSAN使用鏈接到虛擬網絡的VMkernel端口在vSAN節點之間傳遞通訊。

配置Virtual SAN VMkernel端口

每一個加入Virtual SAN集羣的主機都必須有支持Virtual SAN流量服務的VMkernel端口。

建立Virtual SAN集羣

一、驗證是否知足適用於Virtual SAN的VMkernel兼容性指南中規定的先決條件。

二、啓動「New Cluster」嚮導。

三、爲集羣命名。

四、選中Virtual SAN對應的「Turn On」複選框。

五、選擇磁盤申領模式。

六、添加主機。

在現有集羣中啓用Virtual SAN

要在現有主機集羣中啓動Virtual SAN，除上述條件以外，還必須保證vSphere HA已禁用。

vSAN和vSphere HA

在vSAN集羣上使用vSphere HA集羣要求包括集羣中的ESXi主機必須是5.5版本U1或更高版本。

必須按特定順序配置vSAN和vSphere HA。在啓用vSphere HA以前，必須啓用vSAN；在禁用vSAN以前，必須禁用vSphere HA。

vSphere HA與Virtual SAN的網絡鏈接差別

在Virtual SAN集羣中啓用vSphere HA後，vSphere HA代理間流量會流經Virtual SAN網絡而非管理網絡。若是Virtual SAN被禁用，vSphere HA流量將遷移回管理網絡。

建立磁盤組

磁盤被分配給磁盤組，用於緩存目的或容量。一個單獨的驅動器只能在一個磁盤組使用。

vSAN核心策略解析

vSAN存儲策略

能夠建立多個虛擬機存儲策略以供單個vSAN羣集使用。vSAN有一個默認的虛擬機存儲策略，能夠建立可利用vSAN功能的自定義存儲策略。除非選擇了不一樣的存儲策略，不然將使用默認的vSAN存儲策略。使用vSphere Web Client查看、建立和修改策略。

定義存儲策略：規則集

常規規則集是特定於數據存儲的。它們包括描述虛擬機存儲要求的放置規則。規則集能夠基於標記或存儲功能，也能夠包括可選的存儲策略組件。

vSAN的虛擬機存儲策略功能

能夠從一個或多個vSAN規則建立存儲策略。

容忍的故障數

此值定義存儲對象能夠容忍的主機、驅動器或網絡故障的數量。

默認狀況下，PFTT使用RAID 1來確保數據可用性。容許n個容忍的失敗，則須要建立n+1個對象的副本，或2n+1主機提供存儲。

默認值爲1，可能的值從0到3，這取決於主機的數量。

RAID 1鏡像與RAID 5/6擦除編碼

擦除編碼能夠大大節省鏡像的容量，但擦除編碼會在IOPS和網絡帶寬方面帶來額外的開銷。

對象空間預留

此值是在調配時保留的VMDK對象的邏輯大小的百分比，默認值爲0%，可能的值從0%到100%。

在啓用重複數據消除和壓縮時，對象空間預留必須位於0或100%。在啓用重複數據消除和壓縮後，0%和100%是惟一兼容的選項。

在調配過程當中應用虛擬機存儲策略

當vSphere管理員選擇一個目標數據存儲時，能夠從可用虛擬機存儲策略下拉菜單中選擇存儲策略。

vSAN的常見使用場景

帶有Virtual SAN的vSphere支持多種使用情形，包括關鍵業務應用、虛擬桌面基礎架構、測試和開發、第2層/第3層應用、備份和災難恢復、管理集羣、DMZ/隔離區、遠程辦公室/分支機構、同城雙活、應用集羣。

今天的分享就到這裏，謝謝你們！