【文章內容簡介】 可提供每主機高達 90K IOPS 的全閃存配置、vSphere Fault Tolerance (FT) 支持、最多只需 5 分鐘的異步復制 RPO 以及全新的延伸集群功能，保障系統(tǒng)持續(xù)可用。216。 可使總體擁有成本降低 50%可在價格低廉的業(yè)界標準服務器組件上進行部署，無需在前期注入大筆投資，還可利用可預測的“隨發(fā)展增長”式擴展進行擴展。采用 Virtual SAN 后就不必再使用專門定制的獨立硬件，還可通過以虛擬機為中心的策略自動管理存儲服務級別，進而降低 OPEX。216。 卓越不凡的性能Virtual SAN 建立在虛擬化管理程序中經(jīng)過優(yōu)化的 I/O 數(shù)據(jù)路徑上，可提供遠遠優(yōu)于虛擬設備或外部設備的性能。借助全閃存，可體驗每臺主機最高 90K 的 IOPS，并且可擴展到每集群最多 64 臺主機，這種配置非常適合虛擬桌面、遠程 IT 和關鍵業(yè)務應用。216。 可線性擴展的存儲Virtual SAN 可對存儲和計算資源進行可預測、彈性且無中斷的擴展，無需進行成本高昂的徹底升級。每個 Virtual SAN 集群每次可橫向擴展一個節(jié)點，也可以通過向現(xiàn)有主機添加容量進行縱向擴展，從而能夠實現(xiàn)超過 8 PB 的原始存儲容量。 應用場景VSAN自誕生之日起，已經(jīng)被廣大用戶應用在了各種各樣的場景之中，這是因為VSAN的應用范圍非常廣泛，它可以隨時用于所有 vSphere 工作負載，包括關鍵業(yè)務應用、桌面虛擬化、備份與容災、測試和開發(fā)、DMZ/隔離區(qū)、管理集群、第2或第3層應用、遠程或分支辦公室（ROBO）等，如下圖所示。圖：VSAN可以用于所有vSphere負載在用戶的諸多應用場景中，下面是比較典型的幾個場景。u 關鍵業(yè)務應用u 虛擬桌面（VDI）u 備份與災難恢復u 開發(fā)測試云圖：VSAN典型應用場景除了上述應用場景，VSAN還被廣泛應用在IT運維和遠程與分支機構辦公上面。目前，部署VSAN最多的場景如下圖所示。 圖：部署VSAN最多的場景 體系結構VSAN的體系結構如下圖所示。圖：VSAN體系結構對VSAN的主機、磁盤和網(wǎng)絡等方面的配置說明如下所示。u 集群配置中至少 3 臺主機或 2 臺主機加上數(shù)據(jù)中心見證組件u 3 臺主機都必須提供存儲u 建議主機都配置類似的硬件u 主機： 最多可擴展為 64 臺u 磁盤： 本地連接的磁盤167。 混合式： 磁盤和閃存設備167。 全閃存： 僅限閃存設備u 網(wǎng)絡167。 1 GB 以太網(wǎng)或167。 10 GB 以太網(wǎng)（首選）u “見證”組件（僅限元數(shù)據(jù)）在可用性決策中充當連接中斷器Virtual SAN 可以使用分層混合體系結構或全閃存體系結構部署，可利用全閃存存儲體系結構提供不少于9萬IOPS/主機，或通過混合存儲體系結構提供不少于4萬IOPS/主機，如下圖所示。圖：Virtual SAN 可以使用分層混合體系結構或全閃存體系結構部署Virtual SAN的上述體系結構可實現(xiàn)富有彈性的性能和容量擴展，不再需要復雜的預測和大量的前期投入，具有如下特點。u 彈性：按需增長或縮減u 精細：添加單個節(jié)點或磁盤u 無中斷：不會導致應用停止運行如下圖所示。圖：VSAN富有彈性的性能和容量擴展接下來將介紹VSAN中的幾個重要概念。216。 獨立節(jié)點可靠陣列(RAIN)RAIN的含義是獨立節(jié)點可靠陣列，與獨立磁盤可靠陣列(RAID)相對。簡單地說，RAIN意味著數(shù)據(jù)中心的環(huán)境現(xiàn)在可以承受vSphere主機(或主機中的組件，例如磁盤驅動器或網(wǎng)絡接口)故障，并可繼續(xù)為所有虛擬機提供完整功能。不過，需要注意一點，即虛擬機可用性現(xiàn)在通過使用虛擬機存儲策略按具體虛擬機逐一定義?，F(xiàn)在，vSphere管理員可以使用存儲策略定義Virtual SAN集群中的虛擬機能夠容許多少個主機、網(wǎng)絡或磁盤故障。如果選擇在存儲策略中將可用性功能設置為零，則主機或磁盤故障肯定會影響您的虛擬機可用性。關于RAIN需要格外注意的另一點是，如果出現(xiàn)故障，無需將故障節(jié)點上的所有數(shù)據(jù)遷移至集群中的其他節(jié)點。憑借RAIN體系結構以及虛擬機存儲策略的使用，虛擬機副本可保留在集群中的多個節(jié)點上。無需將故障主機上存儲的數(shù)據(jù)撤出，因為數(shù)據(jù)已存在于集群中的其他位置。圖：針對可用性的SAN數(shù)據(jù)存儲如上圖所示，虛擬機存儲對象（虛擬機主目錄、VMDK、增量、交換）可以分布在Virtual SAN集群中的多個主機和磁盤內。虛擬機可以使用復制副本提供可用性，或使用條帶提供HDD性能。對于獨立節(jié)點僅包括虛擬機的部分數(shù)據(jù)，這種分布式結構增加了原有數(shù)據(jù)的可靠性。216。 仲裁和副本副本是為虛擬機指定可用性功能時創(chuàng)建的虛擬機存儲對象實例的備份?？捎眯怨δ軟Q定了可創(chuàng)建的副本數(shù)量。在集群中出現(xiàn)主機、網(wǎng)絡或磁盤故障時，此機制可使虛擬機使用一組完整的對象繼續(xù)運行。仲裁是每個存儲對象的一部分。它們不包含數(shù)據(jù)，而僅包含元數(shù)據(jù)。其作用是在Virtual SAN集群中做出可用性決定時用作仲裁。仲裁在Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲上占用大約2MB的空間用于存儲元數(shù)據(jù)。注意：要使某個對象在Virtual SAN中可訪問，則其50%以上的組成部分必須可供訪問。216。 固態(tài)磁盤的作用固態(tài)磁盤(SSD)在Virtual SAN中做為緩存層功能時具有兩個作用：提供讀緩存和寫緩沖區(qū)。這可以顯著提高虛擬機的性能。在某些方面，Virtual SAN可以與市場上的大量“混合”存儲解決方案相媲美，后者也是使用SSD和HDD存儲組合以提高I/O性能，并具有基于低成本HDD存儲進行橫向擴展的能力。u 讀緩存的作用讀緩存可以保留經(jīng)常訪問的磁盤塊的緩存。這可減少緩存命中時的I/O讀取延遲。虛擬機中運行的應用實際讀取的塊可能并非位于運行虛擬機的同一vSphere主機上。為解決這一問題，Virtual SAN會在Virtual SAN集群中的vSphere主機之間分發(fā)緩存塊目錄。這使vSphere主機可以確定是否另一臺主機具有不在本地緩存中的緩存數(shù)據(jù)。如果確實如此，則vSphere主機會通過互連線路從另一臺主機上檢索緩存塊。如果緩存塊不在任何Virtual SAN主機中，則直接從HDD進行檢索。u 寫緩存的作用寫緩存可用作非易失性寫緩沖區(qū)。事實上，通過使用SSD存儲來執(zhí)行寫入，還可以減少寫入操作的延遲。由于寫入的數(shù)據(jù)將進入SSD存儲，因此自然需要確保在Virtual SAN集群中的其他位置有數(shù)據(jù)副本。部署到Virtual SAN的所有虛擬機都具有一項可用性策略設置，用于確保至少有一個額外的虛擬機數(shù)據(jù)副本可用，其中包括寫緩存內容。當客戶操作系統(tǒng)(OS)中運行的應用啟動寫入之后，寫入的數(shù)據(jù)將被并行發(fā)送到當前主機上的本地寫緩存和遠程主機上的寫緩存。在確認寫入前，寫入的數(shù)據(jù)必須提交至上述兩臺主機上的SSD中。這意味著如果某臺主機出現(xiàn)故障，在Virtual SAN集群中的另一塊SSD上還有一份數(shù)據(jù)副本，因此不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。虛擬機將通過Virtual SAN互連線路訪問另一個Virtual SAN主機上的數(shù)據(jù)副本。 基于存儲策略的管理前文曾提到，基于存儲策略的管理(SPBM)目前在VMware的“軟件定義的存儲”愿景的策略和自動化方面發(fā)揮主要作用。使用虛擬機存儲策略，管理員可以為虛擬機指定一組必需的存儲功能，或者更具體地為虛擬機中運行的應用指定一組要求。這組必需的存儲功能將被向下推送至存儲層，存儲層則檢查可對此虛擬機的存儲對象進行實例化以滿足這組要求的位置。例如，集群中的可用條帶寬度是否足以滿足此虛擬機的要求。或者，集群中是否有足夠數(shù)量的主機來滿足“允許的故障數(shù)量”要求。如果Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲可識別虛擬機存儲策略中設置的功能，則將在調配向導中作為匹配資源而亮顯。因此，在部署虛擬機時，如果Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲可以滿足虛擬機附帶的虛擬機存儲策略中的要求，則從其自身摘要窗口的存儲角度看，可以認為該數(shù)據(jù)存儲符合規(guī)定。如果Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲被超額分配或無法滿足容量要求，則可能仍在部署向導中顯示為匹配資源，但調配任務卻失敗。SPBM現(xiàn)在可以提供策略驅動的自動機制，基于虛擬機存儲策略中設置的所需存儲功能，為虛擬機選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)存儲。 Virtual SAN功能本節(jié)將介紹可以在虛擬機存儲策略中設置的所需存儲功能。這些功能在成功配置集群后由Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲顯示，它們著重說明了每個虛擬機上的存儲所需的可用性、性能和大小要求。如果未正確提出要求，換言之，如果將功能置于Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲無法檢測到的存儲級別，則Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲在調配期間將不再顯示為匹配資源。216。 允許的故障數(shù)量這一屬性要求存儲對象至少允許集群中的并行主機、網(wǎng)絡或磁盤故障的“Number Of Failures To Tolerate”(允許的故障數(shù)量)，并仍確保對象的可用性。如果此屬性已填充，則指定配置必須至少包含“Number Of Failures To Tolerate”(允許的故障數(shù)量)+1個副本，還可包含一個額外的仲裁對象以確保此對象的數(shù)據(jù)可用(維護定額以防裂腦)，即使存在“Number Of Failures To Tolerate”(允許的故障數(shù)量)的并發(fā)主機故障，情況也不例外。因此，要容許n個故障，至少必須存在(n+1)個對象副本且至少需要(2n+1)臺主機。注意：單臺主機上的任意磁盤故障均可視為符合此標準的“故障”。因此，如果將“Number Of Failures To Tolerate”(允許的故障數(shù)量)設置為1，則當主機A上出現(xiàn)一個磁盤故障，同時主機B上出現(xiàn)另一個磁盤故障時，此對象將無法保存。216。 每個對象的磁盤條帶數(shù)這可定義分布有存儲對象的每個副本的物理磁盤的數(shù)量。如果讀緩存無效的話，則高于1的值可能會提高性能，但會使用更多的系統(tǒng)資源。為了解磁盤條帶的影響，我們首先從寫入操作方面對其進行了解，然后再從讀取操作方面進行了解。由于寫入的所有數(shù)據(jù)都將進入SSD寫緩沖區(qū)，因此增加磁盤條帶數(shù)量可能無法提高寫入性能。這是因為無法保證新的條帶使用不同的SSD。新的條帶可能位于相同的磁盤組中并因此使用相同的SSD。磁盤條帶數(shù)量增加能夠發(fā)揮作用的唯一一種情況是在許多寫入從SSD降級到磁盤時。從讀取角度來看，磁盤條帶數(shù)量增加在您遇到許多緩存丟失時會有幫助。例如，如果虛擬機每秒處理2000個讀取操作且緩存命中率為90%，則每秒將有200個讀取操作必須通過HDD存儲處理。在這種情況下，單個HDD可能無法處理這些讀取操作，因此，磁盤條帶數(shù)量增加對此會有所幫助。通常，默認磁盤條帶數(shù)量1能滿足所有或大多數(shù)虛擬機工作負載要求。磁盤條帶是僅在少量高性能虛擬機運行時才應更改的要求。216。 閃存讀緩存預留這是在SSD上預留的作為存儲對象讀緩存的閃存容量大小。它被指定為虛擬機磁盤存儲對象的邏輯大小的百分比。它以百分比值(%)形式表示，具有四位小數(shù)。精細的粒度單位大小是必需的，這樣管理員可以表達(sub–1)%單位。以1TB磁盤為例。如果我們將讀緩存預留限制為1%的增量，會造成緩存預留以10GB增量增加，在大多數(shù)情況下，對于單個虛擬機來說，這樣的增量過大。注意：無需設置預留以獲取緩存。預留應設置為0，除非您試圖解決真正的性能問題。如果不預留緩存空間，則Virtual SAN調度程序可管理公平緩存分配。為一個虛擬機預留的緩存不可用于其他虛擬機。未預留的緩存在所有對象之間平等共享。有關閃存讀緩存預留的最后一點涉及讀取性能。即使讀取性能已可接受，仍可使用額外緩存避免更多讀取進入HDD，從而減少緩存丟失。這可使更多寫入進入HDD。因此，通過增加閃存讀取緩存預留可以間接提高寫入性能。不過，僅當從SSD向HDD刷新數(shù)據(jù)造成瓶頸時，才應考慮設置預留。注：全閃存架構，不做讀緩存預留配置。216。 對象空間預留此功能可定義初始化期間在HDD上應預留的存儲對象的邏輯大小百分比。默認情況下，Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲上的調配為“精簡”?！癘bjectSpaceReservation”(對象空間預留)是在Virtual SAN數(shù)據(jù)存儲上預留的空間量，指定為虛擬機磁盤的百分比。此值是必須預留的最小容量。此屬性用于指定精簡調配的存儲對象。如果將“ObjectSpaceReservation”(對象空間預留)設置為100%，則虛擬機的所有存儲容量均預先提供。注意：如果您調配虛擬機并選擇厚磁盤格式lazy zero或eager zero，則此設置將覆蓋虛擬機存儲策略中的“ObjectSpaceReservation”(對象空間預留)設置。目前不推薦這樣使用。216。 強制調配如果啟用此選項，則即使當時集群中的可用資源無法滿足虛擬機存儲策略中指定的功能，仍將調配對象。Virtual SAN將嘗試在資源可用時使對象達到合規(guī)。如果此參數(shù)設置為非零值，則即使數(shù)據(jù)存儲不符合虛擬機存儲策略中指定策略的要求，仍將調配對象。不過，如果集群中有足夠空間可滿足至少一個副本的預留要求，則即使已打開“Force Provisioning”(強制調配)，調配仍將失敗。此選項默認為禁用。 仲裁示例以下仲裁示例涉及磁盤條帶數(shù)為1且“NumberOfFailuresToTolerate”(允許的故障數(shù)量)為1的虛擬機的部署。在這種情況下，將創(chuàng)建此虛擬機的兩個副本。實際上，這是一個具有兩個副本的RAID1虛擬機。不過，只有兩個副本，無法區(qū)分網(wǎng)絡分區(qū)和主機之間的故障。因此，稱為“仲裁”的第三個實體被添加到配置中。要使Virtual SAN上的對象可用，必須滿足以下兩個條件:u 至少一個副本必須完整，可用于數(shù)據(jù)存儲。u 所有組件中，50%以上必須可用。在上面的示例中，僅當存在對一個副本和一個仲裁或兩個副本的訪問權限時才可訪問對象。這樣，集群的一部分在網(wǎng)絡分區(qū)情況下最多可以訪問一個對象。 虛擬機存儲策略Virtual ，因為您構建了一個包含虛擬機調配要求的策略。與之前版本的vSphere存儲配置文件相比，Virtual SAN中的虛擬機存儲策略工作方式有一個主要區(qū)別。使用原始版本的vSphere存儲配置文件，可以在調配虛擬機時使用策略中的功能選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)存儲。新的虛擬機存儲策略不僅可選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)存儲，還能與對指