【正文】 云計(jì)算技術(shù)成為xxxx數(shù)據(jù)中心選擇的解決方案。通過(guò)軟件定義的存儲(chǔ)，可以動(dòng)態(tài)滿(mǎn)足虛擬機(jī)存儲(chǔ)要求，而無(wú)需重新調(diào)整 LUN 或卷。根據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)兩年對(duì)存儲(chǔ)的需求增長(zhǎng)為每年41%。這種方法為我們提供了新的、更加強(qiáng)大和靈活的方式來(lái)利用和優(yōu)化數(shù)據(jù)中心中的資源。[eng1??????????????高的?設(shè)備組成的分布式V擬111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111[eng1??????????????高的?設(shè)備組成的分布式V擬111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111VMware軟件定義存儲(chǔ)Virtual SAN解決方案建議書(shū)2022/5/20文檔名稱(chēng)VMware軟件定義存儲(chǔ)Virtual SAN解決方案建議書(shū)作者高園、周晶郵箱jingz版本V 基于VSAN 變更記錄2014/04/24 初稿2014/09/05 增加了培訓(xùn)服務(wù)內(nèi)容2015/03/05 2016/01/11 更新到了VSAN 2016/03/24 更新到了VSAN 目 錄1 概述 6 背景信息 6 現(xiàn)狀分析 72 軟件定義的存儲(chǔ) 9 數(shù)據(jù)中心虛擬化對(duì)存儲(chǔ)提出新的要求和挑戰(zhàn) 9 什么是軟件定義的存儲(chǔ) 103 VMware軟件定義的存儲(chǔ)解決方案 11 方案概述 11 功能特性 16 主要優(yōu)勢(shì) 19 應(yīng)用場(chǎng)景 21 體系結(jié)構(gòu) 22 基于存儲(chǔ)策略的管理 26 Virtual SAN功能 26 仲裁示例 28 虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略 28 VSAN 31 存儲(chǔ)雙活 (Stretched Cluster) 31 多核虛擬機(jī)容錯(cuò) (SMPFT) 33 兩節(jié)點(diǎn)的VSAN集群(用于遠(yuǎn)程或分支辦公室) 34 支持Oracle RAC和 WSFC集群技術(shù) 35 支持ULLtra DIMM SSD和NVMe SSD 37 針對(duì)硬件監(jiān)控和合規(guī)性的運(yùn)行狀況檢查插件 39 vRealize Operations for VSAN管理套件 41 支持云環(huán)境原生應(yīng)用(Cloudnative Application) 44 VSAN 454 VMware軟件定義存儲(chǔ)之規(guī)劃設(shè)計(jì)與部署建議 56 解決方案設(shè)計(jì) 56 方案概括 56 應(yīng)用于關(guān)鍵應(yīng)用的方案框架 57 應(yīng)用于虛擬桌面場(chǎng)景的方案框架 58 應(yīng)用于3層應(yīng)用或測(cè)試和開(kāi)發(fā)的方案框架 59 應(yīng)用于災(zāi)備的方案框架 60 規(guī)劃設(shè)計(jì)細(xì)則 62 部署最佳實(shí)踐 67 Virtual SAN部署要求 67 vSphere要求 67 存儲(chǔ)要求 67 網(wǎng)絡(luò)要求 685 配置清單及說(shuō)明 70 硬件配置需求 706 成功案例與優(yōu)勢(shì)總結(jié) 72 成功案例 72 優(yōu)勢(shì)總結(jié) 757 專(zhuān)業(yè)服務(wù) 77 VMware專(zhuān)業(yè)服務(wù)介紹 77 專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)服務(wù)內(nèi)容 77 VMware Accelerate咨詢(xún)服務(wù) 77 技術(shù)咨詢(xún)服務(wù) 78 技術(shù)客戶(hù)經(jīng)理(TAM)服務(wù) 78 專(zhuān)業(yè)服務(wù)實(shí)施流程 79 評(píng)估 80 規(guī)劃與設(shè)計(jì) 80 實(shí)施 80 運(yùn)維 818 支持服務(wù)概述 82 VMware支持的角色和職責(zé) 82 全球技術(shù)支持服務(wù) 82 自助服務(wù)支持 83 社會(huì)支持 83 其他資源 849 培訓(xùn)服務(wù) 85 培訓(xùn)課程和認(rèn)證體系 85 VMware精選課程介紹 8710 縮略語(yǔ)解釋 2 1 概述 背景信息從互聯(lián)網(wǎng)到數(shù)據(jù)中心再到移動(dòng)設(shè)備，IT已成為推動(dòng)我們現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的基礎(chǔ)架構(gòu)?，F(xiàn)在，存儲(chǔ)領(lǐng)域也開(kāi)始發(fā)生變化。圖：存儲(chǔ)增長(zhǎng)趨勢(shì)同時(shí)，存儲(chǔ)面臨多重挑戰(zhàn)：首當(dāng)其沖的就是如何在滿(mǎn)足不斷激增的應(yīng)用和存儲(chǔ)需求的同時(shí)，滿(mǎn)足客戶(hù)的SLA。虛擬機(jī)工作負(fù)載可能會(huì)隨著時(shí)間的推移有所變化，而底 層存儲(chǔ)可以隨時(shí)適應(yīng)工作負(fù)載。該數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)由服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中，為虛擬化平臺(tái)提供數(shù)據(jù)空間的存儲(chǔ)大多采用傳統(tǒng)的集中存儲(chǔ)，包括SAN和NAS等。此外，集中存儲(chǔ)存在擴(kuò)展性問(wèn)題，存儲(chǔ)的容量無(wú)法隨服務(wù)器計(jì)算能力的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)容量的水平擴(kuò)展。如果要求更改虛擬機(jī)所利用的LUN或卷的某些方面或功能，則在許多情況下，需要?jiǎng)h除原始LUN或卷并創(chuàng)建具有所需功能的新卷。它從前文提及的三個(gè)維度解決虛擬化數(shù)據(jù)中心面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)：簡(jiǎn)化存儲(chǔ)的管理、降低總擁有成本、實(shí)現(xiàn)端到端的SLA交付。 與硬件無(wú)關(guān)的虛擬化數(shù)據(jù)服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)（如快照、克隆和復(fù)制）作為虛擬數(shù)據(jù)服務(wù)在軟件中交付，并按虛擬機(jī)進(jìn)行調(diào)配和管理。軟件定義數(shù)據(jù)中心最關(guān)鍵的組成部分是計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)，而超融合基礎(chǔ)架構(gòu)是適用于 SDDC 的理想體系結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種架構(gòu)模式在簡(jiǎn)易性、成本、可擴(kuò)展性和性能等方面相對(duì)于傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。 方案概述如前文闡述，軟件定義的存儲(chǔ)是軟件定義的數(shù)據(jù)中心的重要支柱之一，它把應(yīng)用于服務(wù)器的先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用于存儲(chǔ)領(lǐng)域，可對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)資源進(jìn)行抽象化處理，以支持存儲(chǔ)在邏輯上的池化、復(fù)制和按需分發(fā)。使用SPBM和VMware vSphere API，底層存儲(chǔ)技術(shù)會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)抽象化的存儲(chǔ)空間池，為vSphere管理員提供用于虛擬機(jī)調(diào)配的各種功能。圖：軟件定義的存儲(chǔ)軟件定義的存儲(chǔ)通過(guò)純軟件實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)相關(guān)的三個(gè)層面的功能：u 通過(guò)策略自動(dòng)化消費(fèi)存儲(chǔ)資源：以虛擬機(jī)為中心的安置、保護(hù)和性能策略u(píng) 基于虛擬化的不依賴(lài)于硬件的數(shù)據(jù)服務(wù)：以虛擬機(jī)為中心的快照、克隆、復(fù)制、備份u 通過(guò)虛擬化管理程序提取出存儲(chǔ)抽象層：以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和VMDK形式使用的異構(gòu)存儲(chǔ)貫穿這三個(gè)層面，VMware提供對(duì)應(yīng)于分布式存儲(chǔ)DAS的解決方案Virtual SAN和基于共享存儲(chǔ)的解決方案Virtual Volume，本方案建議書(shū)主要介紹分布式存儲(chǔ)解決方案—Virtual SAN。 圖：VSAN的優(yōu)良特性鑒于Virtual SAN自身諸多的優(yōu)良特性，它將超融合體系結(jié)構(gòu)提升到了新的水平，如下圖所示。通過(guò)向集群添加新主機(jī)（橫向擴(kuò)展），可以同時(shí)擴(kuò)展容量并提高性能；通過(guò)僅向現(xiàn)有的主機(jī)添加新驅(qū)動(dòng)器（縱向擴(kuò)展），則可以分別擴(kuò)展容量和提高性能。這種策略驅(qū)動(dòng)的方法可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)存儲(chǔ)任務(wù)的自動(dòng)化，并簡(jiǎn)化虛擬機(jī)存儲(chǔ)管理。VMware Virtual SAN采用分布式架構(gòu)，利用SSD實(shí)現(xiàn)高性能的讀/寫(xiě)緩存，并利用硬盤(pán)實(shí)現(xiàn)高成本效益的數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保存。216。 216。216。216。 Virtual SAN 快照和克隆 全新的 Virtual SAN 磁盤(pán)格式可實(shí)現(xiàn)超高效且可擴(kuò)展的以虛擬機(jī)為中心的快照和克隆，支持每個(gè)虛擬機(jī)每個(gè)克隆支持多達(dá) 32 個(gè)快照。 支持直接連接 JBOD Virtual SAN 可用于刀片環(huán)境中以便管理外部連接的磁盤(pán)存儲(chǔ)模塊。 標(biāo)識(shí)為SSD——標(biāo)識(shí)未識(shí)別的設(shè)備為SSD。作為自行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，Virtual SAN 可以根據(jù)每個(gè)虛擬機(jī)的要求進(jìn)行自我優(yōu)化，以提供適當(dāng)?shù)?SLA。 極其簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)通過(guò)簡(jiǎn)化 vSphere 的存儲(chǔ)調(diào)配和管理操作，讓用戶(hù)更加輕松地完成工作 在 vSphere Web Client 中只需單擊幾下鼠標(biāo)即可部署存儲(chǔ)，并可享受與 VMware 體系原生集成。216。每個(gè) Virtual SAN 集群每次可橫向擴(kuò)展一個(gè)節(jié)點(diǎn)，也可以通過(guò)向現(xiàn)有主機(jī)添加容量進(jìn)行縱向擴(kuò)展，從而能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò) 8 PB 的原始存儲(chǔ)容量。 混合式： 磁盤(pán)和閃存設(shè)備167。 獨(dú)立節(jié)點(diǎn)可靠陣列(RAIN)RAIN的含義是獨(dú)立節(jié)點(diǎn)可靠陣列，與獨(dú)立磁盤(pán)可靠陣列(RAID)相對(duì)。圖：針對(duì)可用性的SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)如上圖所示，虛擬機(jī)存儲(chǔ)對(duì)象（虛擬機(jī)主目錄、VMDK、增量、交換）可以分布在Virtual SAN集群中的多個(gè)主機(jī)和磁盤(pán)內(nèi)。它們不包含數(shù)據(jù)，而僅包含元數(shù)據(jù)。u 讀緩存的作用讀緩存可以保留經(jīng)常訪問(wèn)的磁盤(pán)塊的緩存。事實(shí)上，通過(guò)使用SSD存儲(chǔ)來(lái)執(zhí)行寫(xiě)入，還可以減少寫(xiě)入操作的延遲。使用虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略，管理員可以為虛擬機(jī)指定一組必需的存儲(chǔ)功能，或者更具體地為虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用指定一組要求。 Virtual SAN功能本節(jié)將介紹可以在虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略中設(shè)置的所需存儲(chǔ)功能。因此，如果將“Number Of Failures To Tolerate”(允許的故障數(shù)量)設(shè)置為1，則當(dāng)主機(jī)A上出現(xiàn)一個(gè)磁盤(pán)故障，同時(shí)主機(jī)B上出現(xiàn)另一個(gè)磁盤(pán)故障時(shí)，此對(duì)象將無(wú)法保存。磁盤(pán)條帶數(shù)量增加能夠發(fā)揮作用的唯一一種情況是在許多寫(xiě)入從SSD降級(jí)到磁盤(pán)時(shí)。它被指定為虛擬機(jī)磁盤(pán)存儲(chǔ)對(duì)象的邏輯大小的百分比。為一個(gè)虛擬機(jī)預(yù)留的緩存不可用于其他虛擬機(jī)。216。目前不推薦這樣使用。在這種情況下，將創(chuàng)建此虛擬機(jī)的兩個(gè)副本。 虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略Virtual ，因?yàn)槟鷺?gòu)建了一個(gè)包含虛擬機(jī)調(diào)配要求的策略。虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略部分位于此處。例如，管理員要求此虛擬機(jī)在繼續(xù)正常運(yùn)行的情況下允許多少次組件故障(主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)或者從IOPS的角度來(lái)看，此虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用是否要求嚴(yán)苛?如果是，那么閃存讀緩存預(yù)留可能是滿(mǎn)足性能的一項(xiàng)必需功能。216。vSphere UI還使管理員能夠查詢(xún)虛擬機(jī)對(duì)象布局以及查看存儲(chǔ)對(duì)象的每個(gè)組件(條帶、副本和仲裁)所在的位置。只要Virtual SAN滿(mǎn)足虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略中定義的功能要求，就可以說(shuō)此虛擬機(jī)合規(guī)。VSAN VSAN 的第三代產(chǎn)品，其技術(shù)已經(jīng)非常成熟，它的新功能主要包括如下三方面。Bandwidth(B)VMware用于偶爾可能發(fā)生的重同步需求。大小為4KB此外，VSAN延伸集群還可以結(jié)合vSphere Replication和SRM實(shí)現(xiàn)兩地三中心的高級(jí)容災(zāi)，如下圖所示，其中RPO最低可以達(dá)到五分鐘。Witness僅通過(guò)三層可達(dá)，同時(shí)RTT Mbpsu 每個(gè)ROBO 5~10臺(tái)虛擬機(jī)情況下的資源需求如下：167。u 低于 5 微秒的寫(xiě)入延遲：與外部陣列相比性能提升 3 倍u 以薄刀片規(guī)格部署 Virtual SAN，提升VSAN部署密度u 利用 NVMe 實(shí)現(xiàn)約 100k IOPS/主機(jī)216。u 基于vCenter alarms的集中健康報(bào)告167。 容錯(cuò)域配置圖：支持延伸集群u 提供Proactive 前瞻性測(cè)試167。圖：性能監(jiān)控4) 容量監(jiān)控與規(guī)劃跨所有VSAN主機(jī)監(jiān)控磁盤(pán)使用情況以及固態(tài)硬盤(pán)（SSD）的損壞情況，同時(shí)基于“What If”場(chǎng)景、過(guò)去使用情況和壓力趨勢(shì)來(lái)進(jìn)行高級(jí)容量規(guī)劃。此次發(fā)布的VSAN ，它意味著VSAN做為企業(yè)就緒的超融合存儲(chǔ)，又向前邁進(jìn)了一大步。 磁盤(pán)組越大，去重比率越高u 當(dāng)數(shù)據(jù)從緩存層Destaging（刷新）到持久化層時(shí)實(shí)現(xiàn)去重，在去重后實(shí)現(xiàn)壓縮167。以往FTT=1時(shí)，存儲(chǔ)容量的開(kāi)銷(xiāo)是數(shù)據(jù)的兩倍，舉例來(lái)說(shuō)，以往20GB數(shù)據(jù)在FTT=1時(shí)消耗40GB空間, 采用RAID5 的Erasure Coding模式后，消耗約為27GB。 支持純IPv6網(wǎng)絡(luò)VSAN ，該功能具有如下特點(diǎn)。1) 性能監(jiān)控性能監(jiān)控?zé)o縫集成在vSphere Web Client里，它可以提供歷史和實(shí)時(shí)的圖表，并且可設(shè)置時(shí)間范圍過(guò)濾的圖表。 其他改進(jìn)u 增強(qiáng)的Horizon集成u 已經(jīng)過(guò)SAP測(cè)試且已就緒u 適用于VMware Photon的VSAN技術(shù)預(yù)覽版u Client Cache167。全閃存結(jié)構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須至少擁有兩個(gè)全新SSD和一個(gè)全新SAS/SATA/PCIe磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，其中一個(gè)SSD標(biāo)記為緩存層，其他一個(gè)用于存儲(chǔ)容量。在 vSphere 群集中，并非所有節(jié)點(diǎn)都需要具有本地存儲(chǔ)；沒(méi)有磁盤(pán)的節(jié)點(diǎn)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn) Virtual SAN 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)?？梢栽谌∠虼疟P(pán)暫存之前，在兩個(gè)或兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)之間鏡像緩存寫(xiě)入來(lái)對(duì)該緩存寫(xiě)入進(jìn)行保護(hù)。 應(yīng)用于關(guān)鍵應(yīng)用的方案框架VSAN ，有許多性能提升和功能增加，VSAN已經(jīng)被驗(yàn)證，可以支持關(guān)鍵應(yīng)用的環(huán)境要求。 能夠精確地從概念證明擴(kuò)展到生產(chǎn)以避免超額配置167。Virtual SAN在和View結(jié)合使用時(shí)，Horizon View 可用性策略如下（默認(rèn)且推薦、可修改）：216。 Virtual SAN 混合架構(gòu)是適用于服務(wù)器工作負(fù)載的理想解決方案167。Virtual SAN把這些資匯集到vSphere群集的一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。虛擬機(jī)在vSphere群集中的某個(gè)主機(jī)上運(yùn)行，如果主機(jī)故障，HA和DRS會(huì)讓虛擬機(jī)在其他的主機(jī)上重啟。 內(nèi)置在 ESXi 內(nèi)核中以提高性能167。 FTT = 1 永久167。 無(wú)縫的按需求擴(kuò)展，避免了前期的巨額投資167。在VSAN 里，全閃存能為每主機(jī)提供高達(dá)90K IOPS的性能。216。 混合架構(gòu)解決方案運(yùn)行Virtual SAN 的每個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)最多支持 5 個(gè)磁盤(pán)組。圖：基礎(chǔ)架構(gòu)Virtual SAN 會(huì)在創(chuàng)建群集時(shí)“開(kāi)啟”；這樣，新的存儲(chǔ)資源就會(huì)像計(jì)算資源一樣透明地添加到池中。 類(lèi)似虛機(jī)的數(shù)據(jù)本地性（如同CBRC），能顯著提升VDI的性能167。性能監(jiān)控的數(shù)據(jù)，以分布式方式存放在VSAN上。 IPv6 混合模式的升級(jí)該特性可以滿(mǎn)足那些想遷往IPv6的客戶(hù)需求 (例如，政府, 服務(wù)提供商)。它要求至少6臺(tái)主機(jī)。 固定大小的塊去重 (4KB 數(shù)據(jù)塊)167。不同于之前的EVO:RAIL的是，這種一體機(jī)能夠支持多種靈活的配置。u 部署具備持久 Virtual SAN 存儲(chǔ)的 Docker 容器167。 多波性能167。 周期性健康檢查167。這種SSD能提供更高的性能，以Diablo的exFlash DIMM為例，僅一塊DIMM卡，OLTP ！圖：基于U