VMware vSAN技术概述

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VMWare vSAN 6.6 技术概述目录1.简介 (4)1.1适用于HCI 的企业级存储 (5)2.体系结构 (6)2.1带有本地存储的服务器 (7)2.2集群类型 (7)2.3更换见证主机 (9)2.4网络连接 (9)2.5存储控制器虚拟系统套装的缺点 (10)2.6vSAN 在vSphere Hypervisor 中自带 (11)3.启用vSAN (12)3.1启用vSAN (13)3.2快捷安装 (14)3.3主动测试 (14)4.安全性 (16)4.1原生加密 (17)4.2合规性 (18)5.管理 (19)5.1基于存储策略的管理 (20)5.2自动化 (20)5.3运行状况 (21)5.4vSAN Configuration Assist (22)5.5vSphere Update Manager 集成 (24)5.6主动式云端运行状况检查 (25)5.7vRealize Management Pack for vSAN (26)5.8用于运行状况检查的高可用性控制层 (26)5.9硬件兼容性 (27)5.10存储设备可维护性 (28)6.可用性 (29)6.1对象和组件安置 (30)6.2故障域 (31)6.3重新构建和重新同步 (32)6.4延伸集群 (33)6.5降级设备处理 (35)7.可用性 (36)7.1降低总体拥有成本 (37)7.2重复数据消除和压缩 (37)7.3RAID-5/6纠删码 (37)8.容量 (39)8.1容量概览和分类 (40)8.2主机撤出 (40)9.性能 (42)9.1启用性能服务 (43)9.2衡量指标 (43)9.3性能诊断 (44)10.用于物理工作负载的vSAN (46)10.1iSCSI目标服务 (47)10.2经认证的文件服务解决方案 (48)11.服务质量 (49)11.1限制IOPS (50)12.服务质量 (51)12.1新应用技术 (52)13.总结 (53)13.1基于vSAN的HCI (54)1.简介.1.1适用于HCI 的企业级存储VMware vSAN™ 是适用于超融合基础架构(HCI) 的企业级存储。

vSAN 是VMware vSphere® hypervisor 的自带功能,可提供针对闪存而优化的安全存储。

它采用商用x86 服务器组件,相比传统服务器和存储阵列体系结构,可实现高达50% 的成本降低。

与vSphere 和VMware 生态系统的无缝集成使其成为一个理想的存储平台,特别适合于关键业务应用、DR 站点、远程办公室和分支机构(ROBO) 实施、测试和开发环境、管理集群、安全区和虚拟桌面基础架构(VDI)。

如今,所有行业中各种规模的客户都信赖vSAN,靠它来运行最重要的应用。

vSAN 旨在满足提高安全性、降低成本和加快性能这三项关键IT 需求,进而帮助客户完成基础架构现代化改造。

业内首个原生HCI 静态数据加密解决方案和高度可用的控制平面可帮助客户在无风险的情况下实现发展。

延伸集群提供了恢复能力,可应对整个站点故障,且操作简单,成本也低于传统的延伸集群解决方案。

借助一键式固件和驱动程序更新、可提供实时支持的主动式云端运行状况检查以及内置性能诊断,可降低运维开销。

还提供了智能升级建议以及自动修复功能,以消除手动流程。

通过在整个集群中运行标准的软件内部版本,这也有助于确保稳定性并最大限度地降低风险。

全闪存vSAN 配置可为要求严苛的关键业务应用提供最高级别的性能,同时保持极低的延迟。

诸如嵌入式重复数据消除和压缩等空间效率功能可将容量消耗降至最低,从而减少资金开销。

基于策略的虚拟机级存储管理使管理员能够轻松且精确地管理性能、可用性和容量消耗,从而降低运营开销。

vSAN 具有多个部署选项。

从用于小型实施的一个2 节点集群,到每集群含多达64 个节点的多个集群,这些部署选项的跨度较广,且均使用vCenter Server 集中管理。

可轻松配置延伸集群以实现无停机跨站点保护,从而能够避免灾难和在整个站点出现故障时自动执行快速恢复。

经过增强的vSAN 将闪存性能提升50% 之多,从而使客户能够进行扩展以满足未来的IT 需求。

vSAN 存储服务与提供全面API 管理的Photon Platform 进行了集成,以便支持容器技术并利用DevOps 效率优势。

2.体系结构.2.1带有本地存储的服务器vSAN 具有多种部署和配置选项,是一种灵活且高度可扩展的HCI 存储解决方案。

单个vSAN 集群由2 到64 之间的任意数量的物理服务器主机组成。

组织可以从满足当前需求的配置起步,并实施一种“即时”调配机制以便以后添加计算和存储容量。

可轻松地向现有集群中添加主机,只需几分钟时间。

与每隔几年就调配一些大型整体式容量“块”相比,这种购买、扩展和更新IT 基础架构的方法更高效,而且成本更低。

每台主机都包含为vSAN 分布式数据存储贡献缓存和容量的闪存设备(全闪存配置)或磁盘和闪存设备的组合(混合配置)。

每台主机都有一到五个磁盘组。

每个磁盘组都包含一个缓存设备和一到七个容量设备。

vSAN 体系结构在全闪存配置中,缓存层中的闪存设备用于写入缓冲。

不需要读取缓存,因为容量闪存设备的性能已绰绰有余。

全闪存vSAN 配置中通常使用两个等级的闪存设备:用于缓存层的容量较低、耐久性较高的设备,以及用于容量层的更经济高效、容量较高、耐久性较低的设备。

写入在缓存层执行,然后根据需要转储至容量层。

这有助于保持性能,同时延长容量层中耐久性较低的闪存设备的使用寿命。

在混合配置中,一个闪存设备和一个或多个磁盘配置为一个磁盘组。

一个磁盘组最多可以有七个提供容量的驱动器。

vSphere 主机中使用一个或多个磁盘组,具体取决于主机中包含的闪存设备和磁盘的数量。

闪存设备充当vSAN 数据存储的读取缓存和写入缓冲区,而磁盘构成数据存储的容量。

vSAN 将使用70% 的闪存容量作为读取缓存,使用30% 作为写入缓存。

2.2集群类型标准集群一个标准vSAN 集群由至少三个物理节点组成,并且可以扩展到64 个节点。

标准集群中的所有主机通常位于单个位置,并且在同一个第 2 层网络上得到完善的连接。

10 Gb 网络连接对于全闪存配置来说是必需的,对于混合配置来说是极力建议使用的。

标准集群2 节点集群由位于同一位置的两个物理节点组成。

这些主机通常连接到同一个网络交换机,或者使用网络交叉电缆直接连接。

如果使用交叉电缆,便无需为 2 节点集群采购和管理成本高昂的网络交换机,这将降低成本,尤其是在远程办公室部署等情形中。

2 节点配置需要称为“见证主机”的第三台主机,以避免在两个物理节点之间的网络连接丢失时发生“裂脑”问题。

见证主机是VMware 提供的运行ESXi 的虚拟设备。

我们下面很快就会更详细地讨论见证主机虚拟设备。

2 节点集群vSAN 延伸集群提供了恢复能力,可应对整个站点丢失的情形。

延伸集群中的主机平均分布在两个站点中。

从网络角度看,两个站点必须连接良好,往返时间(RTT) 延迟不超过 5 毫秒。

见证主机放置在第三个站点,以避免两个延伸集群站点之间的连接丢失时发生“脑裂”问题。

延伸集群2 节点和延伸集群vSAN 部署需要使用运行ESXi 的见证主机。

见证主机虚拟设备可从由VMware 提供的OVA 轻松部署。

见证主机为vSAN 对象存储通常称为“见证组件”的元数据。

虚拟磁盘等虚拟机数据不存储在见证主机上。

见证主机的主要用途是在配置中的物理节点断开连接时进行“仲裁”。

远程办公室实施中的见证主机虚拟设备通常位于主数据中心内。

延伸集群的见证主机虚拟设备必须位于第三站点中,该站点独立于首选和第二延伸集群站点。

vSAN 使替换见证主机虚拟设备的过程变得很轻松。

这一能力最大限度地减少了在发生见证主机永久离线情形时延伸集群中的见证主机缺位时间。

例如,当见证主机所在的站点发生灾难性故障时,就属于这种情形。

vSAN 用户界面中有一个“Change Witness Host”(更换见证主机)按钮,可打开一个用于更换见证主机的简单的三步骤向导。

更换见证主机2.3更换见证主机vSAN ReadyNode™ 是已针对vSAN 进行配置、测试和认证的x86 服务器,所有主流服务器供应商均可提供。

部署方面,vSAN ReadyNode 提供了一种开放、灵活的方法。

组织可继续使用他们选择的服务器供应商。

每个ReadyNode 都针对vSAN 进行了优化配置,提供了最适量的CPU、内存、网络、I/O 控制器和存储设备。

像Dell EMC VxRail™这样的全包式设备提供了一种全面集成的VMware 超融合基础架构解决方案,适合于多种应用和工作负载。

简单的部署使客户能够在短短15 分钟内完成设置并开始运行。

由VMware Cloud Foundation™ 提供支持的Dell EMC VxRack™ SDDC 系统是一种机架级系统,带有包括vSAN 在内的全面集成的硬件和软件。

这些解决方案奠定了一个敏捷且灵活的基础架构基础,IT 组织可使用它们来帮助完成向“IT 即服务”运维模式的转型。

此外也可以选择自定义配置,它们使用来自所有主流OEM 供应商的经过联合验证的组件。

vSAN 硬件速查指南提供了一些示例性服务器配置作为指导,但所有组件均应使用vSAN 的VMware 兼容性指南进行验证。

512e 驱动器支持磁盘驱动器一直使用原生的512 字节扇区大小。

由于对更大容量的需求日益增加,存储行业引入了使用4KB物理扇区的新格式。

它们通常被称为“4K原生”驱动器,或简称为“4Kn”驱动器。

某些4Kn 设备包含模拟512 字节(逻辑)扇区的固件,但底层(物理)扇区为4K。

它们通常被称为“512B模拟”驱动器或“512e”驱动器。

vSphere 6.5 以及vSAN 6.5 和更高版本支持使用512e 驱动器。

在以下VMware 知识库文章中,可以找到有关对这些新驱动器类型的支持方面的最新信息:针对适用于VMware vSphere 和vSAN 的512e 和4K 原生驱动器的支持声明(2091600)2.4网络连接全闪存vSAN 配置需要10 Gb 网络连接。

混合配置支持 1 Gb 连接,但建议使用10 Gb 连接。

vSAN 6.6 不再需要多播网络流量(6.6 之前的vSAN 版本需要),因而简化了设计和部署。

在从早期版本的vSAN 升级到vSAN 6.6 时,在集群中的所有主机都运行版本 6.6 之前仍需要多播。

一旦升级完成,vSAN 将自动更改为单播。

vSAN 6.6 中的单播网络连接模式用于vSAN 环境的网络基础架构应当设计为具有与任何其他存储结构相同的冗余级别。