VMwarevSAN6.7實(shí)戰(zhàn)（二）vSAN架構(gòu)概述-創(chuàng)新互聯(lián)

一、什么是vSAN

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vSAN，Virtual?SAN（虛擬存儲局域網(wǎng)），是vmware公司提出的軟件定義存儲架構(gòu)

vSAN是借助軟件將服務(wù)器本地眾多的空白磁盤打造成一個虛擬的共享存儲。

vSAN是一種集群功能。通過vSAN將眾多主機(jī)本地的磁盤創(chuàng)建分布式RAID（根據(jù)不同的存儲策略，可以是RAID1、RAID5/6等），虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)就會存儲在這個RAID磁盤上。這個磁盤實(shí)際是在每臺服務(wù)器的本地，但是通過vSAN軟件的管理，它幾乎可以實(shí)現(xiàn)虛擬共享存儲的所有功能。

vSAN的本質(zhì)：將多臺安裝有ESXi系統(tǒng)的x86服務(wù)器上的本地磁盤加以整合，組成磁盤組， 在這之上使用vSphere和vCenter管理，通過內(nèi)部的萬兆網(wǎng)絡(luò)相連，形成一個大容量的存儲，這個存儲就叫vSAN存儲（vsanDatastore），再在這個存儲上通過一定的策略（存儲策略），比如使用網(wǎng)絡(luò)RAID1（默認(rèn)策略）來建立和組織虛擬機(jī)，避免單點(diǎn)故障實(shí)現(xiàn)高可用等。

vSAN架構(gòu)不需要傳統(tǒng)存儲架構(gòu)的外部存儲，將服務(wù)器的存儲資源整合利用，是HCL（超融合）架構(gòu)的一部分。

HCL架構(gòu)：把多臺服務(wù)器上的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)加以整合利用，避免連接外部環(huán)境產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)延遲，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器資源的有效利用。

在前面的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，我們使用了4臺ESXi服務(wù)器上面的8塊硬盤（每臺100G的ssd+1T的ssd，共400G的緩存，4T的容量），通過vSAN，整合成了一塊具有4T容量的共享虛擬存儲。

二、vSAN要求

vSAN通過內(nèi)嵌的方式集成在vsphere群集環(huán)境中，只要前期滿足一定的要求，并做好準(zhǔn)備工作，如準(zhǔn)備磁盤、配置網(wǎng)絡(luò)等工作，通過簡單的設(shè)置，就可以啟用vSAN。

主機(jī)要求

標(biāo)準(zhǔn)的vSAN群集至少要求配置3臺ESXi主機(jī)，這樣FTT=1（大允許故障數(shù)），但是不能保證某些存儲策略的應(yīng)用，所以一般來說，要準(zhǔn)備4~5臺ESXi主機(jī)才能滿足基本的實(shí)驗(yàn)要求。 每臺服務(wù)器必須滿足相對應(yīng)列表的要求，通過列表去選擇相應(yīng)兼容性的設(shè)備，此外，每臺服務(wù)器的內(nèi)存不應(yīng)少于8G。

這些主機(jī)的硬件必須滿足兼容性，內(nèi)存不少于8G

在我們前面的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，我們使用了4臺ESXi主機(jī) ，使用vmware-Workstation來虛擬的，但是即使如此，后面還是出現(xiàn)SCSI控制器的兼容性警告。每臺主機(jī)的CPU為4核，內(nèi)存為8G。

磁盤要求

每臺服務(wù)器上除了安裝有esxi系統(tǒng)的磁盤外，必須要配置至少一塊ssd作為緩存盤，另外若干塊（≥1）的ssd磁盤（全閃存架構(gòu)）或者HDD（混合架構(gòu)）作為數(shù)據(jù)盤，這些磁盤（緩存盤+數(shù)據(jù)盤）被vSAN稱為一個磁盤組（不包括安裝esxi系統(tǒng)的磁盤）。

這些磁盤必須以直通或RAID 0的方式進(jìn)行交付，就是物理磁盤不能做成硬件RAID0以外的磁盤陣列來提供vSAN的磁盤。

但是并不是vSAN集群中的每個節(jié)點(diǎn)都需要提供磁盤組，沒有本地存儲的主機(jī)仍可利用群集中其他主機(jī)組成的vSAN分布式數(shù)據(jù)存儲。

這些磁盤也要滿足一定的條件才能使用vSAN

在我們前面的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，每臺ESXi主機(jī)除了安裝系統(tǒng)的磁盤外，配置了1個100g的ssd作為緩存盤（必須標(biāo)記為ssd，否則無法作為緩存盤）和1個1T的ssd（也可以是HDD，但是為了模擬全閃存環(huán)境，標(biāo)記為ssd）作為容量盤。

vSAN磁盤配置

網(wǎng)絡(luò)要求

全閃存架構(gòu)的vSAN推薦使用10Gb的萬兆網(wǎng)絡(luò)，不建議在小于1Gb千兆的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行vSAN。

用來運(yùn)行vSAN的2個萬兆網(wǎng)卡

混合架構(gòu)的vSAN可以使用1Gb的千兆網(wǎng)絡(luò)。

三、vSAN基本術(shù)語

對象

vSAN是基于對象的存儲，對象是一個獨(dú)立的塊設(shè)備。在之前不用vSAN的情況下，虛擬機(jī)是由一組文件組組成，而使用了vSAN之后，虛擬機(jī)被劃分成多個對象存儲塊來存儲，這些存儲塊包括：虛擬機(jī)主頁空間，虛擬機(jī)交換文件，vmdk（Hard disk）等。在我們的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，我們新建立的centos8虛擬機(jī)就包括虛擬機(jī)主目錄和Hard disk 1 這2個對象（如果有2塊磁盤就有3個對象）。

對象

新加一塊硬盤，就有了3個對象

3個對象

組件

指的是每個對象具有哪些數(shù)據(jù)，vSAN是對虛擬機(jī)的每個對象做了一個網(wǎng)絡(luò)RAID 1（默認(rèn)存儲策略下），即對虛擬機(jī)主目錄、vmdk等做了網(wǎng)絡(luò)鏡像，具有2個組件。這使它們在多臺主機(jī)上均有副本，達(dá)到高可用的目的。這些鏡像在vSAN中就稱為組件（component），組件的數(shù)量與存儲策略有關(guān)。

如下圖是Hard disk 1 所包含的3個組件：

Hard disk 1 的3個組件

可以看到包含3個組件（見證也是組件，后面會詳細(xì)介紹），其中組件1放置在32這臺主機(jī)上，組件2放置在33這臺主機(jī)上，見證放置在34上。

組件1和組件2是存放元數(shù)據(jù)的，它們是鏡像，內(nèi)容完全一樣。

同理， Hard disk 2 和 虛擬機(jī)主頁 這2個對象也分別有3個組件，也存放在不同的主機(jī)上。

虛擬機(jī)主頁的3個組件

副本

就是組件的數(shù)量（不包括見證），vSAN使用RAID的方式來實(shí)現(xiàn)高可用的，那么一個對象就存在多個副本來避免單點(diǎn)故障，同樣的，副本數(shù)量與存儲策略有關(guān)。我們上面的實(shí)驗(yàn)環(huán)境使用的是RAID1，副本數(shù)為2。

副本數(shù)

見證（Witness）

一般理解為“仲裁”，是RAID1的一種特殊組件（RAID5/6就沒有見證這個組件）， 它不包括元數(shù)據(jù)，僅用于當(dāng)vSAN發(fā)生故障后進(jìn)行仲裁時(shí)用來確定如何恢復(fù)。 某些情況下，這個見證可以放在群集外特定的主機(jī)上（如在雙節(jié)點(diǎn)群集或延伸群集中），這個主機(jī)被稱為見證主機(jī)。

磁盤組

每臺主機(jī)上的緩存盤和容量盤通過聲明后，就組成了一個磁盤組，其中緩存盤必須是ssd磁盤，容量盤可以是ssd、SAS或者普通磁盤，容量盤是ssd的就是全閃存架構(gòu)，容量盤不是ssd的是混合架構(gòu)。

我們實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，每臺主機(jī)由100g的緩存盤和1T的容量盤組成一個磁盤組，是全閃存架構(gòu)（注意，只有vSAN企業(yè)版才支持全閃存架構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)版不支持）。

磁盤組、緩存盤和容量盤

存儲策略

vSAN是基于存儲策略的管理（Storage Policy-Based Management），指明虛擬機(jī)以何種方式存放于vSAN中，比如允許主機(jī)故障數(shù)是多少，使用RAID1還是RAID5/6，包含多少個條帶（數(shù)據(jù)分割）等等。

基于存儲策略的管理vSAN的核心，所有部署在vSAN上的虛擬機(jī)都必須使用一種存儲策略。如果沒有創(chuàng)建新的存儲策略，虛擬機(jī)將使用默認(rèn)策略。 后面將用專門的文章講述vSAN的存儲策略。

在我們的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中新建的虛擬機(jī)centos8使用的是默認(rèn)存儲策略，我們來看看它的具體內(nèi)容

默認(rèn)存儲策略

可以看到，在默認(rèn)存儲策略下：

允許的故障數(shù)（FTT）：1（這就是至少需要3臺ESXI主機(jī)的原因）

存儲方式：RAID 1（鏡像），對每個虛擬機(jī)的對象進(jìn)行鏡像，具有2個副本（每個副本包括2個組件和1個見證）

磁盤條帶數(shù)：1 （不使用條帶）

使用的是精簡置備

對象磁盤條帶數(shù) (Number of disk stripes per object)

把虛機(jī)對象分成多個條帶 (stripe) 分布存儲在多個硬盤上，這樣有助于提高數(shù)據(jù)讀取的性能。在下圖的例子中，所示的虛機(jī)被分為兩個條帶 a 和 b 進(jìn)行存儲；因?yàn)橥瑫r(shí)又采用了 Raid-1，所以虛機(jī)對象又被保存了兩個副本，一個副本在服務(wù)器 ESX01 的磁盤組中，另一個副本存放在位于服務(wù)器 ESX02 和 ESX03 上的磁盤組中。

對象條帶數(shù)實(shí)際上就是 Raid-0 的概念，只不過我們在定義 Raid-0 的配置時(shí)，更多使用的是條帶寬度 (stripe width) 的概念，條帶寬度是指每一塊條帶塊的大小，條帶數(shù)量取決于組成 Raid-0 陣列的磁盤數(shù)量。vSAN 中對象條帶數(shù)缺省為1 (建議不要改動這個值)，大值為12。把這個值設(shè)置成大于1能夠提高系統(tǒng)性能，但是會引起更多的資源消耗。

在我們的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，我們新建一條存儲策略，使用RAID1，條帶數(shù)=2的策略

新建虛擬機(jī)，應(yīng)用這個策略

虛擬機(jī)的放置信息

可以看到，Hard disk 1 實(shí)際上是做了一個RAID 01?（注意不是RAID 10）

補(bǔ)一張RAID 01 的圖

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本文標(biāo)題：VMwarevSAN6.7實(shí)戰(zhàn)（二）vSAN架構(gòu)概述-創(chuàng)新互聯(lián)
網(wǎng)站URL：http://bm7419.com/article44/ipdhe.html

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