VSAN存储解决方案

目录1Virtual SAN描述 (2)1.1Virtual SAN简介 (2)1.2功能和优势 (2)1.2.1主要特性和功能 (2)1.2.2优势 (4)1.3体系结构 (5)1.3.1独立节点可靠阵列(RAIN) (5)1.3.2仲裁和副本 (6)1.3.3固态磁盘的作用 (6)1.4基于存储策略的管理 (6)1.4.1Virtual SAN功能 (7)1.4.2仲裁示例 (8)1.4.3虚拟机存储策略 (8)2配置清单及说明 (11)2.1硬件配置需求 (11)2.3Virtual SAN部署要求 (11)2.3.1vSphere (12)2.3.2存储要求 (12)2.3.3网络要求 (12)3方案优势总结 (14)3.1评估 (15)3.2规划与设计 (15)3.3实施 (15)3.4运维 (16)1.1 Virtual SAN简介Virtual SAN是极其简单的虚拟化层融合的存储解决方案。

为vSphere虚拟化架构提供高性能，可扩展的存储解决方案。

这是适合任何虚拟化应用程序，包括关键应用工作负载的企业级存储解决方案。

它与vSphere和对整个VMware功能的无缝集成使它成为理想的存储平台的虚拟机。

1.2 功能和优势1.2.1 主要特性和功能VMware Virtual SAN体现了VMware软件定义存储愿景，它在全面集成的直连磁盘解决方案中纳入基于策略的控制层、以应用程序为核心的服务以及虚拟数据层。

VMware Virtual SAN采用分布式架构，利用SSD实现高性能的读/写缓存，并利用硬盘实现高成本效益的数据长期保存。

功能特性包括： 内置在vSphere内核中Virtual SAN在vSphere内核内部实施, 从而优化数据 I/O 路径以提供最高级别的性能以及最小化对 CPU 的影响，同时提供最佳性能和可扩展性。

简单的一键式部署——VMware Virtual SAN易于配置和部署，如下图所示，只需要单击对话框就可完成。

全闪存或混合式体系结构Virtual SAN 可用于全闪存体系结构中，在这样的体系结构中服务器连接的闪存设备提供缓存和数据持久性容量，以实现始终如一的超高性能级别。

或者，Virtual SAN 可用于混合式配置中,在这样的配置中服务器端闪存设备进行池化以提供读 / 写缓存，而服务器连接的HDD提供数据持久性。

以虚拟机为中心的基于策略的管理以存储策略的形式将存储需求与各个虚拟机或虚拟磁盘关联起来。

Virtual SAN 使用这些存储策略来自动执行存储资源的调配和平衡,以确保每个虚拟机获得指定的存储资源。

使用 vSphere 进行单一窗口管理利用 Virtual SAN,不再需要进行有关专门存储界面的培训,也可省去操作这些界面的开销。

现在只需两次单击即可轻松完成调配。

服务器端读 / 写缓存Virtual SAN 可利用基于服务器端闪存设备的内置缓存来加快读 / 写磁盘 I/O 流量传输，从而最大限度缩短存储延迟。

广泛的硬件兼容性——Virtual SAN是独立于硬件的解决方案，可以在所有服务器OEM厂商提供的硬件上部署。

精确的无中断纵向扩展或横向扩展通过向集群添加主机(横向扩展)以扩展容量和性能,或向主机添加磁盘(纵向扩展) 以扩展容量或性能，实现无中断地扩展 Virtual SAN 数据存储的容量。

VSAN的高可用性众所周知，VMware vSphere 是业界领先且最可靠的虚拟化平台。

VSAN一脉相承，沿袭了它的高可靠性和技术领先性。

为了确保数据的可用性，VSAN采用了分布式RAID（将数据的多份副本分布在集群中的不同的vSphere 主机上），确保在发生个别磁盘、个别主机或网络时绝不丢数据。

管理者可透过VSAN的图形管理界面，设定允许的故障数目 (FTT，Failures to Tolerate)属性，来决定多少台vShpere主机或磁盘失效后，VSAN仍能维持数据完整。

如果管理者不手动设定，VSAN默认的FTT=1，意味着这台虚拟机的磁盘(VMDK) 将创建两个副本，每个副本放置在不同的 ESXi 主机上，使得数据在群集出现单个故障时仍有一个副本可用，数据不丢失，且业务仍然正常运行。

内置的容错能力Virtual SAN 可利用分布式 RAID 和缓存镜像来确保在发生磁盘、主机、网络或机架故障时绝不丢失数据。

支持基于硬件的校验——基于存储控制器的校验可发现故障并保证数据完整性。

（关于已认证的控制器请参考VSAN HCL）。

VSAN 6.0开始新增了一个特性（机架感知，Rack-awareness），进一步提高了存储的容错能力。

机架感知使得VSAN可以跨越机架，尽可能把数据块的副本放到多个机架上。

这将帮助应对电源故障，存储控制器，网络故障等这类突然状况。

图：机架感知示意Virtual SAN 快照和克隆全新的 Virtual SAN 磁盘格式可实现超高效且可扩展的以虚拟机为中心的快照和克隆，支持每个虚拟机每个克隆支持多达 32 个快照，每集群每克隆支持16K大小的快照。

独立于硬件可以在任何服务器制造商提供的硬件上部署 Virtual SAN。

这使您能够灵活地在异构硬件环境中构建自定义的存储系统。

与 VMware 体系进行互操作Virtual SAN 可以利用 VMware vSphere Data ProtectionTM 和 vSphere ReplicationTM 来实现数据保护、备份、复制和灾难恢复 (DR)。

Virtual SAN 与 vRealize Automation 集成,在 VDI 环境中可与 VMware Horizon View一起部署,在灾难恢复环境中可与 vCenter Site Recovery Manager 一起部署。

支持直接连接 JBODVirtual SAN 可用于刀片环境中以便管理外部连接的磁盘存储模块。

磁盘服务功能提升提供给客户下列任何功能以识别和管理本地闪存和磁盘设备：故障的LED灯显示——永久损坏的闪存或磁盘设备有LED灯显示，便于发现故障设备。

手动开启/关闭LED灯，用于定位和识别任何特定的闪存或磁盘。

标识为SSD——标识未识别的设备为SSD。

可以添加或移除标签。

标识本地设备——标识未识别的闪存或磁盘为本地设备。

可以添加或移除标签。

1.2.2 优势专为虚拟机设计的极其简单的存储——Virtual SAN可以大大简化虚拟机的存储调配和管理。

只需要直接在vSphere Web Client中单击几下即可快速完成存储调配。

作为自行调节的系统，Virtual SAN可以根据每个虚拟机的要求进行自我优化，以提供适当的 SLA。

在性能相当的情况下，大幅降低总体拥有成本——Virtual SAN利用价格便宜的服务器磁盘和闪存、采用 vSphere标准网络连接、减少电源和散热成本并通过自动化提高运营效率，从而大幅度降低存储资本开销和运营开销。

凭借“随增长而扩展”功能降低前期投资——与传统存储阵列不同，Virtual SAN不需要大量初始投资。

您可以创建只包含三个服务器的Virtual SAN数据存储。

此外，Virtual SAN还允许您更精细、更前瞻地扩展存储性能和容量，以配合计算资源的扩展。

VMware和广泛的体系支持——Virtual SAN是一种纯软件解决方案，与硬件无关，可以在所有主流服务器OEM厂商的硬件上使用，不依赖专用硬件。

图：Virtual SAN主要优势Virtual SAN优势如下：及其简单∙单击两次即可完成安装∙从 vSphere Client 中进行管理∙基于策略的管理∙能够自调节并具有弹性∙与 VMware 产品体系深度集成高性能∙嵌入在 vSphere 内核中∙经过闪存加速∙64节点的集群，混合架构高达 400K IOPS∙全闪存阵列高达每主机100K IOPS性能，延迟低于毫秒级∙达到全闪存阵列的 VDI 密度∙最高性价比较低TCO∙省去了大量的前期投入（资金开销）∙可随增长扩展（运营开销）∙能够灵活选择行业标准硬件∙无需学习专门技能1.3 体系结构1.3.1 独立节点可靠阵列(RAIN)RAIN的含义是独立节点可靠阵列，与独立磁盘可靠阵列(RAID)相对。

简单地说，RAIN意味着数据中心的环境现在可以承受vSphere主机(或主机中的组件，例如磁盘驱动器或网络接口)故障，并可继续为所有虚拟机提供完整功能。

不过，需要注意一点，即虚拟机可用性现在通过使用虚拟机存储策略按具体虚拟机逐一定义。

现在，vSphere管理员可以使用存储策略定义Virtual SAN集群中的虚拟机能够容许多少个主机、网络或磁盘故障。

如果选择在存储策略中将可用性功能设置为零，则主机或磁盘故障肯定会影响您的虚拟机可用性。

图：针对可用性的SAN数据存储如上图所示，虚拟机存储对象（虚拟机主目录、VMDK、增量、交换）可以分布在Virtual SAN集群中的多个主机和磁盘内。

虚拟机可以使用复制副本提供可用性，或使用条带提供HDD性能。

对于独立节点仅包括虚拟机的部分数据，这种分布式结构增加了原有数据的可靠性。

1.3.2 仲裁和副本副本是为虚拟机指定可用性功能时创建的虚拟机存储对象实例的备份。

可用性功能决定了可创建的副本数量。

在集群中出现主机、网络或磁盘故障时，此机制可使虚拟机使用一组完整的对象继续运行。

仲裁是每个存储对象的一部分。

它们不包含数据，而仅包含元数据。

其作用是在Virtual SAN集群中做出可用性决定时用作仲裁。

仲裁在Virtual SAN数据存储上占用大约2MB的空间用于存储元数据。

注意：要使某个对象在Virtual SAN中可访问，则其50%以上的组成部分必须可供访问。

1.3.3 固态磁盘的作用固态磁盘(SSD)在Virtual SAN中做为缓存层功能时具有两个作用：提供读缓存和写缓冲区。

这可以显著提高虚拟机的性能。

在某些方面，Virtual SAN可以与市场上的大量“混合”存储解决方案相媲美，后者也是使用SSD和HDD存储组合以提高I/O性能，并具有基于低成本HDD存储进行横向扩展的能力。

1.3.3.1 读缓存的作用读缓存可以保留经常访问的磁盘块的缓存。

这可减少缓存命中时的I/O读取延迟。

虚拟机中运行的应用实际读取的块可能并非位于运行虚拟机的同一vSphere主机上。

为解决这一问题，Virtual SAN会在Virtual SAN集群中的vSphere主机之间分发缓存块目录。

这使vSphere主机可以确定是否另一台主机具有不在本地缓存中的缓存数据。

如果确实如此，则vSphere主机会通过互连线路从另一台主机上检索缓存块。

如果缓存块不在任何Virtual SAN主机中，则直接从HDD进行检索。