VMware vSAN 架构解析及存储策略

内容来源：2017年1月16日，东方瑞通高级产品经理高金良在“VMware官方在线直播”进行《VMware vSAN 架构解析及存储策略》演讲分享。IT 大咖说（ID：itdakashuo）做为独家视频合做方，经主办方和讲者审阅受权发布。

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嘉宾演讲视频地址： suo.im/52M3RC

摘要

VMware vSAN 经过 vSphere 原生的高性能体系结构支持业界领先的超融合基础架构解决方案。

vSAN是 Software-Defined Data Center 的核心构造块。

借助 VMware 支持的超融合基础架构，您可以安全发展、下降 TCO 以及根据将来发展需求扩展规模。

vSAN概述

SDDC概述

在软件定义的数据中心内，整个基础架构都实现了虚拟化，而且数据中心彻底由软件自动控制。vSphere是软件定义的数据中心基础。

关于vSAN

vSAN是借助软件将服务器本地众多的空白磁盘打形成一个虚拟的共享存储。经过vSAN能够将服务器本地的磁盘整个构建成一个相对应的分布式虚拟的共享存储。

vSAN要求

vSAN被包括在vSphere 5.5 U1和之后的许可。

要想构建vSAN，首先咱们的服务器必须知足相对应列表的要求，经过列表去选择相应兼容性的设备。其次，服务器要有相对应的一系列空白磁盘。这个空白磁盘要有SSD和容量磁盘。SSD可做为相应的读写缓存，容量磁盘既能够是SSD，也能够普通的磁盘。这些磁盘必须以直通或RAID 0的方式进行交付。

可是并非vSAN集群中的每一个节点都须要本地存储，没有本地存储的主机仍可利用分布式数据存储。

vSAN组件及架构介绍

vSAN集群

VirtualSAN是一种集群功能。经过vSAN将众多主机本地的磁盘建立分布式RAID，虚拟机的数据就会存储在磁盘上。这个磁盘实际是在每台服务器的本地，可是经过vSAN软件的管理，它几乎能够实现虚拟共享存储的全部功能。

分布式复制存储

vSAN使用ESXi主机本地基于闪存的设备和磁盘来存储数据，并使用以太网基于可配置的策略在ESXi集群节点之间复制数据。

硬盘或SSD提供永久存储容量层。基于闪存的设备提供缓存层用于读缓存和写缓冲区。

磁盘组

磁盘组是vSAN的管理结构，其中包括一个缓存设备和一个或多个容量设备。

磁盘组须要1个用于缓存的闪存设备和1到7个存储容量的设备。一台主机最多可包含5个磁盘组。

混合磁盘组

vSAN混合磁盘组配置包括至少一个SSD缓存设备和一个SSD或HDD容量设备。

缓存设备用于性能。70%的可用缓存用于频繁读取驱动器块，而剩下的30%用来写缓冲。

容量设备则是用于存储容量。

全闪存磁盘组

vSANall-flash磁盘组配置包括各有一块SSD做缓存和容量。

闪存设备以两层格式用于缓存和容量，100%的可用缓存用于写缓冲。管理员决定将哪些闪存设备用于容量层。

vSAN数据存储

vSAN群集始终只有一个vSAN数据存储区，与群集中的磁盘和主机数量无关。

vSAN和基于对象的存储

在vSAN中，它把整个虚拟机分红了五种对象，VM主命名空间、VMDK、快照增量、VM内存和VM交换。

这五种对象按照相应的策略能够打散存储到后台不一样主机的不一样磁盘里，以保证该虚拟机的可用性和性能。vSAN就是基于策略的分布式对象存储系统。分布式是指把不一样主机上不一样的磁盘组聚合在一块儿。

对象

在vSAN数据存储区中建立的虚拟机有VM主命名空间、VMDK、快照增量、VM内存和VM交换五种对象。

组件

每一个存储对象都做为RAID树部署在vSAN中，RAID树的每一个叶子都是一个组件。

例如，一个带有两个条带的存储策略在两个磁盘上各建立了一个VMDK条带。VMDK是对象，条带是该对象的组成部分。组件的最大大小为255GB。

vSAN使用分布式RAID体系结构在群集上分发数据。组件使用如下技术进行分发：条带化（RAID 0）、镜像（RAID 1）、镜像加上条带化（一般称为RAID 10）、擦除编码（RAID5/6）。

建立的组件副本和副本的数量基于对象策略定义。

应用于虚拟机的存储策略会影响vSAN存储该虚拟机所需的存储对象的数量。

虚拟机存储策略

策略能保证整个虚拟机的可用性。

存储策略基于存储功能，在部署时为虚拟机定义。能够在之后应用，随时均可以更改。若是正在使用则没法删除。

镜像

镜像建立对象的多个副本，以提升可用。每一个对象建立的副本数基于配置的虚拟机存储策略。vSAN支持二路、三路和四路镜像。

条带化

条带化可将给定对象的数据拆分为多个条带，也称为分段。经过条带化，能够由多个vSAN磁盘组同时支持一个数据请求，从而提升性能。能够同时访问不一样的数据条带。

镜像和条带化

可结合使用镜像和条带化以提供可用性和性能方面的优点。

vSAN集群的配置

vSAN群集要求

vSAN能够在群集建立期间或群集建立以后启用，前提是知足如下要求：

至少有三台ESXi主机（节点）具备所需的缓存和容量磁盘。支持两节点配置，但须要见证主机。

全部主机都必须使用vSAN的VMware兼容性指南来验证硬件。

全部主机都必须有一个链接到同一物理网络启用了vSAN流量的VMkernel端口。

配置VMkernel的vSAN网络

建立VMkernel端口是为了向vSphere主机和托管虚拟机提供2层和3层服务，相似于网卡上的物理端口。

vSAN使用链接到虚拟网络的VMkernel端口在vSAN节点之间传递通讯。

配置Virtual SAN VMkernel端口

每一个加入Virtual SAN集群的主机都必须有支持Virtual SAN流量服务的VMkernel端口。

建立Virtual SAN集群

一、验证是否知足适用于Virtual SAN的VMkernel兼容性指南中规定的先决条件。

二、启动“New Cluster”向导。

三、为集群命名。

四、选中Virtual SAN对应的“Turn On”复选框。

五、选择磁盘申领模式。

六、添加主机。

在现有集群中启用Virtual SAN

要在现有主机集群中启动Virtual SAN，除上述条件以外，还必须保证vSphere HA已禁用。

vSAN和vSphere HA

在vSAN集群上使用vSphere HA集群要求包括集群中的ESXi主机必须是5.5版本U1或更高版本。

必须按特定顺序配置vSAN和vSphere HA。在启用vSphere HA以前，必须启用vSAN；在禁用vSAN以前，必须禁用vSphere HA。

vSphere HA与Virtual SAN的网络链接差别

在Virtual SAN集群中启用vSphere HA后，vSphere HA代理间流量会流经Virtual SAN网络而非管理网络。若是Virtual SAN被禁用，vSphere HA流量将迁移回管理网络。

建立磁盘组

磁盘被分配给磁盘组，用于缓存目的或容量。一个单独的驱动器只能在一个磁盘组使用。

vSAN核心策略解析

vSAN存储策略

能够建立多个虚拟机存储策略以供单个vSAN群集使用。vSAN有一个默认的虚拟机存储策略，能够建立可利用vSAN功能的自定义存储策略。除非选择了不一样的存储策略，不然将使用默认的vSAN存储策略。使用vSphere Web Client查看、建立和修改策略。

定义存储策略：规则集

常规规则集是特定于数据存储的。它们包括描述虚拟机存储要求的放置规则。规则集能够基于标记或存储功能，也能够包括可选的存储策略组件。

vSAN的虚拟机存储策略功能

能够从一个或多个vSAN规则建立存储策略。

容忍的故障数

此值定义存储对象能够容忍的主机、驱动器或网络故障的数量。

默认状况下，PFTT使用RAID 1来确保数据可用性。容许n个容忍的失败，则须要建立n+1个对象的副本，或2n+1主机提供存储。

默认值为1，可能的值从0到3，这取决于主机的数量。

RAID 1镜像与RAID 5/6擦除编码

擦除编码能够大大节省镜像的容量，但擦除编码会在IOPS和网络带宽方面带来额外的开销。

对象空间预留

此值是在调配时保留的VMDK对象的逻辑大小的百分比，默认值为0%，可能的值从0%到100%。

在启用重复数据消除和压缩时，对象空间预留必须位于0或100%。在启用重复数据消除和压缩后，0%和100%是惟一兼容的选项。

在调配过程当中应用虚拟机存储策略

当vSphere管理员选择一个目标数据存储时，能够从可用虚拟机存储策略下拉菜单中选择存储策略。

vSAN的常见使用场景

带有Virtual SAN的vSphere支持多种使用情形，包括关键业务应用、虚拟桌面基础架构、测试和开发、第2层/第3层应用、备份和灾难恢复、管理集群、DMZ/隔离区、远程办公室/分支机构、同城双活、应用集群。

今天的分享就到这里，谢谢你们！