vSAN软件定义存储技术方案建议书

1、 engPAGEXXX高的设备组成的分布式V拟PAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGE

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3、EXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXengPAGEXXX高的设备组成的分布式V拟PAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXP

4、AGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXX

5、PAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXvSAN软件定义存储技术方案建议书目 录 TOC o 1-3 1概述 PAGEREF _Toc320443370 h 61.1背景信息 PAGEREF _Toc320443371 h 61.2现状分析 PAGEREF _T

6、oc320443372 h 72软件定义的存储 PAGEREF _Toc320443373 h 92.1数据中心虚拟化对存储提出新的要求和挑战 PAGEREF _Toc320443374 h 92.2什么是软件定义的存储 PAGEREF _Toc320443375 h 103VMware软件定义的存储解决方案 PAGEREF _Toc320443376 h 113.1方案概述 PAGEREF _Toc320443377 h 113.2功能特性 PAGEREF _Toc320443378 h 163.3主要优势 PAGEREF _Toc320443379 h 193.4应用场景 PAGEREF

7、_Toc320443380 h 213.5体系结构 PAGEREF _Toc320443381 h 223.6基于存储策略的管理 PAGEREF _Toc320443382 h 263.6.1Virtual SAN功能 PAGEREF _Toc320443383 h 263.6.2仲裁示例 PAGEREF _Toc320443384 h 283.6.3虚拟机存储策略 PAGEREF _Toc320443385 h 283.7VSAN 6.1新功能 PAGEREF _Toc320443386 h 313.7.1存储双活 (Stretched Cluster) PAGEREF _Toc320443

8、387 h 313.7.2多核虚拟机容错 (SMP-FT) PAGEREF _Toc320443388 h 333.7.3两节点的VSAN集群(用于远程或分支办公室) PAGEREF _Toc320443389 h 343.7.4支持Oracle RAC和 WSFC集群技术 PAGEREF _Toc320443390 h 353.7.5支持ULLtra DIMM SSD和NVMe SSD PAGEREF _Toc320443391 h 373.7.6针对硬件监控和合规性的运行状况检查插件 PAGEREF _Toc320443392 h 393.7.7vRealize Operations fo

9、r VSAN管理套件 PAGEREF _Toc320443393 h 413.7.8支持云环境原生应用(Cloud-native Application) PAGEREF _Toc320443394 h 443.8VSAN 6.2新功能 PAGEREF _Toc320443395 h 454VMware软件定义存储之规划设计与部署建议 PAGEREF _Toc320443396 h 564.1解决方案设计 PAGEREF _Toc320443397 h 564.1.1方案概括 PAGEREF _Toc320443398 h 564.1.2应用于关键应用的方案框架 PAGEREF _Toc320

10、443399 h 574.1.3应用于虚拟桌面场景的方案框架 PAGEREF _Toc320443400 h 584.1.4应用于2、3层应用或测试和开发的方案框架 PAGEREF _Toc320443401 h 594.1.5应用于灾备的方案框架 PAGEREF _Toc320443402 h 604.1.6规划设计细则 PAGEREF _Toc320443403 h 624.1.7部署最佳实践 PAGEREF _Toc320443404 h 674.2Virtual SAN部署要求 PAGEREF _Toc320443405 h 674.2.1vSphere要求 PAGEREF _Toc3

11、20443406 h 674.2.2存储要求 PAGEREF _Toc320443407 h 674.2.3网络要求 PAGEREF _Toc320443408 h 685配置清单及说明 PAGEREF _Toc320443409 h 705.1硬件配置需求 PAGEREF _Toc320443410 h 706成功案例与优势总结 PAGEREF _Toc320443411 h 726.1成功案例 PAGEREF _Toc320443412 h 726.2优势总结 PAGEREF _Toc320443413 h 757专业服务 PAGEREF _Toc320443414 h 777.1VMwa

12、re专业服务介绍 PAGEREF _Toc320443415 h 777.2专业咨询服务内容 PAGEREF _Toc320443416 h 777.2.1VMware Accelerate咨询服务 PAGEREF _Toc320443417 h 777.2.2技术咨询服务 PAGEREF _Toc320443418 h 787.2.3技术客户经理(TAM)服务 PAGEREF _Toc320443419 h 787.3专业服务实施流程 PAGEREF _Toc320443420 h 797.3.1评估 PAGEREF _Toc320443421 h 807.3.2规划与设计 PAGEREF

13、_Toc320443422 h 807.3.3实施 PAGEREF _Toc320443423 h 807.3.4运维 PAGEREF _Toc320443424 h 818支持服务概述 PAGEREF _Toc320443425 h 828.1VMware支持的角色和职责 PAGEREF _Toc320443426 h 828.2全球技术支持服务 PAGEREF _Toc320443427 h 828.3自助服务支持 PAGEREF _Toc320443428 h 838.3.1社会支持 PAGEREF _Toc320443429 h 838.3.2其他资源 PAGEREF _Toc3204

14、43430 h 849培训服务 PAGEREF _Toc320443431 h 859.1培训课程和认证体系 PAGEREF _Toc320443432 h 859.2VMware精选课程介绍 PAGEREF _Toc320443433 h 8710缩略语解释 PAGEREF _Toc320443434 h 2 概述背景信息从互联网到数据中心再到移动设备，IT已成为推动我们现代经济快速发展的基础架构。然而，一直以来我们都将基础设施看作是硬件。现在是不是需要重新考虑这个问题了呢？虚拟化使企业思考 IT 基础架构的方式发生了变化：从硬件定义到软件定义。软件在崛起，未来数据中心真正的统治者将是软件。

15、所需的资源需要实现动态化和自动化：要以一种便于使用的服务来提供，而不是以传统 IT 项目来提供。这种转变正在计算领域以一种势不可挡的势头顺利推进。通过服务器虚拟化来替代服务器硬件可被看做是这一转型的第一步。这种方法为我们提供了新的、更加强大和灵活的方式来利用和优化数据中心中的资源。现在，存储领域也开始发生变化。工作重点从磁盘阵列转移到软件为基础的逻辑资源，这在十年前也许还无法想象，但现在这一现象正在逐渐成为现实。通过联合使用服务器和存储虚拟化软件，能够更好地落实端到端虚拟化战略的优势。通过不断地改进，这一存储方法今后还可能获得额外的硬件独立性、更好地利用磁盘容量和降低成本、建立虚拟的存储基础设

16、施。由于IT预算保持不变或进一步缩小，企业被迫寻找能够以较少的人管理更多的存储设备的方法，同时还能够降低资本和运营支出。事实上，在观察今天的经济环境产生的新兴技术的购买需求时，我们很明显的看到，IT决策者在增加更加诱人的附属功能的时候不只是增加了计算或存储能力，取而代之的是，IT管理人员正在寻找一些不但能够切实提供显而易见节约硬件资本同时还可提供必要的物质资源的解决办法。下图是来自IDC在2013年11月对IT公司的调研数据，如图所示，随着业务的不断增加，对存储的需求成指数上升。根据预测，未来两年对存储的需求增长为每年41%。图：存储增长趋势同时，存储面临多重挑战：首当其冲的就是如何在满足不断

17、激增的应用和存储需求的同时，满足客户的SLA。其后，是故障排除通常需要资深专家的支持。如何在更少的时间应用更少的成本满足业务部门的SLA需要，在满足策略控制的前提下，简化、自动化管理流程，并确保服务在线，成为企业IT部门在存储领域的关切点。以前，存储都是在项目开始阶段配置和部署的，在其生命周期中不再更改。如果要求更改虚拟机所利用的 LUN 或卷的某些方面或功能，则在许多情况下，需要删除原始 LUN 或卷并创建具有所需功能的新卷。这是一项干扰性很强且非常耗时的操作，可能需要花费数周的时间进行协调。图：存储压力来源软件定义的存储旨在通过主机上与底层硬件集成并对其进行抽象化处理的软件层实，现存储服务

18、和服务级别协议的自动化。通过软件定义的存储，可以动态满足虚拟机存储要求，而无需重新调整 LUN 或卷。虚拟机工作负载可能会随着时间的推移有所变化，而底 层存储可以随时适应工作负载。通过软件定义的存储，可以动态满足虚拟机存储要求，而无需重新调整LUN或卷。虚拟机工作负载可能会随着时间的推移有所变化，而底层存储可以随时适应工作负载。XXX客户作为国内大型企业，信息化建设不断发展。目前信息化网络以信息中心为运营维护单位，覆盖XXXX等多套业务系统，服务器资源庞大，对存储的需求也不断激增。出于经济效益和管理安全性考虑，针对虚拟化环境的存储解决方案已经提上日程。现状分析随着xxxx信息化建设的不断深入、

19、业务系统的不断上线，一方面提供信息服务的IT软硬件的种类与数量不断增加；另一方面，IT软硬件的运行情况和企业各部门业务的捆绑越来越紧密，IT软硬件承担的责任也越来越重，对xxx数据中心的安全、运营和维护管理的要求也越高。虚拟化和云计算技术成为xxxx数据中心选择的解决方案。该数据中心的基础架构由服务器、存储和网络构成，其中，为虚拟化平台提供数据空间的存储大多采用传统的集中存储，包括SAN和NAS等。随着业务规模和种类不断扩大，运维人员逐渐感受到服务器虚拟化带来的便利和高效，但僵化的传统外置磁盘阵列逐渐成为提高管理水平和效率的瓶颈，数据中心的运维人员需要同时管理服务器、网络、存储等硬件，还要管理

20、业务软件、数据库、中间件、操作系统，甚至虚拟化和云管理平台。运维人员发现，每当新业务需要存储空间时，负责存储管理的人员必须向存储空间使用方详细了解所需逻辑卷的空间、性能、可用性（快照、容灾）等数据服务的需求。导致存储无法做到像虚拟服务器那样快速高效分配计算资源一样，去分配存储资源。整个数据中心运维的敏捷性、灵活性都因此受限。而且，如果采用传统外置磁盘阵列，按照最高SLA（服务等级协议）进行配置，将会导致成本居高不下，并造成严重浪费。同时单个存储的功能与性能绑定在某个具体存储硬件上，并不能满足所有的应用要求。如果为不同的应用配置不同的集中存储，将会造成大量的分散的集中存储，造成管理的困难。此外，

21、集中存储存在扩展性问题，存储的容量无法随服务器计算能力的扩展实现存储容量的水平扩展。同时，集中存储在扩容的时候可能面临被存储硬件厂商绑架，丧失议价能力。可见，XXX面临的主要挑战有：存储资源利用率低运维管理压力大存储无法随应用SLA调整 存储无法水平或垂直扩展 总体拥有成本居高不下软件定义的存储数据中心虚拟化对存储提出新的要求和挑战随着虚拟化成为基础架构主要的工作负载机制，数据中心的存储设计面临前所未有的挑战：图：面临三个领域的挑战第一个挑战是管理复杂、不灵活。存储一直是虚拟化架构设计中最关键的环节之一。很多性能的问题都和存储有关。虚拟化架构师需要了解很底层的存储设备及其特性，需要在IOPS，

22、延迟和容量等各个方面优化。另外存储的分层、扩展和运维都有很多考虑的方面。在引入软件定义的存储以前，存储都是在项目开始阶段配置和部署的，在其生命周期中不再更改。如果要求更改虚拟机所利用的LUN或卷的某些方面或功能，则在许多情况下，需要删除原始LUN或卷并创建具有所需功能的新卷。这是一项干扰性很强且非常耗时的操作，可能需要花费数周的时间进行协调。第二个挑战是费用昂贵。或者要求性能很高，采用外置磁盘阵列，将大幅提高整个虚拟化解决方案的成本。第三个挑战是无法确保差异化服务等级。由于数据存储选择LUN时并不考虑每个虚拟机的性能和可用性要求，因此难以在存储方面保证不同应用或者不同虚机的SLA。在每个卷中包

23、含多个VMDK的情况下，很难排除性能问题。虚拟环境的数据中心，要求存储能够提供新的特征：提供虚拟机精确控制在应用高度整合的情况下满足性能要求提供与vSphere相同级别的应用和数据移动性支持快速调配零停机操作按需动态扩展支持VDI和大数据等新应用性能可以满足对关键应用的需求这些新特性是传统的存储所不能满足的，因此软件定义的存储应运而生。它从前文提及的三个维度解决虚拟化数据中心面临的问题和挑战：简化存储的管理、降低总拥有成本、实现端到端的SLA交付。图：解决三个领域的挑战什么是软件定义的存储软件定义的存储是软件定义的数据中心的基本组件，可对存储资源进行抽象化处理，以支持存储的池化、复制和按需分发

24、。这使存储层与虚拟化计算层非常相似：都具有聚合、灵活、高效和弹性扩展的特点。它们的优势也如出一辙：全面降低了存储基础架构的成本和复杂性。综合来看，软件定义的存储具备如下三个特征：以应用为中心的策略，可实现存储使用自动化软件定义的存储支持对异构存储池中的所有资源实施一致的策略，使存储的使用像为每个应用或虚拟机指定容量、性能和可用性要求那样简单。这种基于策略的自动化最大限度地利用了底层存储资源，同时将管理开销降至最低。与硬件无关的虚拟化数据服务数据服务（如快照、克隆和复制）作为虚拟数据服务在软件中交付，并按虚拟机进行调配和管理。独立于底层存储硬件使得这些服务的分配极其敏捷和灵活。通过硬盘和固态磁盘

25、虚拟化确保数据持久性随着服务器功能的增多，软件定义的存储解决方案可让企业利用廉价的行业标准计算硬件来扩大其存储资源。利用固态磁盘和硬盘作为虚拟机的共享存储，可获得高性能、内置的恢复能力和动态可扩展性，并将存储总体拥有成本降低50%之多。VMware软件定义的存储解决方案VMware是这样定义“软件定义的数据中心（Software Defined Datacenter，SDDC）”的：所有的基础设施都被虚拟化，并以服务的形式提供，对数据中心的控制完全由软件自动化完成。软件定义的数据中心改变了传统数据中心的运行和管理模式。数据中心已经转由运行在基于x86服务器的虚拟化软件所管理，这种转变提供了极大

26、的灵活性和控制，同时提高了效率，也大大降低了成本。软件定义数据中心最关键的组成部分是计算、网络和存储，而超融合基础架构是适用于 SDDC 的理想体系结构，因为这种架构模式在简易性、成本、可扩展性和性能等方面相对于传统基础架构有着明显的优势。为了实现超融合基础架构，软件定义的计算、存储和网络至关重要。但是，软件定义的存储相对于软件定义的计算和网络稍显滞后。因此，VMware在服务器级别先进的技术促成了一种新的存储模式，也就是所谓的软件定义的存储（SDS）。 图：超融合基础架构是适用于SDDC的理想体系结构SDS的核心原则是同时从控制层面和数据层面进行虚拟化。通过软件并基于x86服务器平台的虚拟化

27、层来交付存储资源是SDS的另外一个核心原则。同时，外接存储仍然在交付企业存储资源中扮演非常重要的角色。所以，VMware认为，把服务器直连存储和汇聚在虚拟化层的外接存储结合起来，建立一种可扩展的，高性能且高可靠的存储架构，可以获得最高的性价比。方案概述如前文阐述，软件定义的存储是软件定义的数据中心的重要支柱之一，它把应用于服务器的先进技术运用于存储领域，可对异构存储资源进行抽象化处理，以支持存储在逻辑上的池化、复制和按需分发。并以应用为中心进行消费和管理，并实现基于策略的自动化。VMware在软件定义的存储方面的计划主要侧重于一系列围绕本地存储、共享存储和存储/数据服务的计划。从本质上来说，V

28、Mware希望使vSphere成为一个存储服务平台。软件定义的存储旨在通过主机上与底层硬件集成并对其进行抽象化处理的软件层，实现存储服务和服务级别协议的自动化。软件定义的存储的一个关键因素是基于存储策略的管理(SPBM)。SPBM可以视为新一代VMware vSphere存储配置文件功能。SPBM是VMware实施软件定义的存储的一个关键要素。使用SPBM和VMware vSphere API，底层存储技术会呈现一个抽象化的存储空间池，为vSphere管理员提供用于虚拟机调配的各种功能。这些功能可能与性能、可用性或存储服务有关。然后，vSphere管理员即可使用虚拟机上运行的应用所需的部分功能

29、创建虚拟机存储策略。在部署时，vSphere管理员可根据虚拟机的需要选择恰当的虚拟机存储策略。SPBM会将要求向下推送至存储层。这时将启用多种数据存储以供选择，这些数据存储可提供虚拟机存储策略中包括的各种功能。这意味着系统将始终根据虚拟机存储策略中设置的要求，在恰当的底层存储上创建虚拟机实例。如果虚拟机的工作负载随时间推移发生变化，只需将具有能够反映新工作负载的最新要求的策略应用于虚拟机即可。图：软件定义的存储软件定义的存储通过纯软件实现了存储相关的三个层面的功能：通过策略自动化消费存储资源：以虚拟机为中心的安置、保护和性能策略基于虚拟化的不依赖于硬件的数据服务：以虚拟机为中心的快照、克隆、复

30、制、备份通过虚拟化管理程序提取出存储抽象层：以数据存储和VMDK形式使用的异构存储贯穿这三个层面，VMware提供对应于分布式存储DAS的解决方案Virtual SAN和基于共享存储的解决方案Virtual Volume，本方案建议书主要介绍分布式存储解决方案Virtual SAN。VMware Virtual SAN是专为虚拟机设计的极其简单的存储，它具有速度快、恢复能力强、具有动态性等优点，并且在性能大致相当的情况下，总体拥有成本降低达50%。它是VMware 针对超融合基础架构推出的一款软件定义的存储解决方案，同时也是一个软件驱动的体系结构，可通过虚拟化的x86服务器交付紧密集成的计算、

31、网络连接和共享存储。Virtual SAN 会池化与服务器连接的闪存设备和/或硬盘 (HDD)，以便为 vSphere 虚拟机创建一个富有弹性的高性能共享数据存储。 图：VSAN概述Virtual SAN可为虚拟化生产环境提供企业级存储服务，以及可预测的扩展能力和全闪存性能，所有这些均以远低于专门构建的传统存储阵列的价格提供。像vSphere一样，Virtual SAN可为用户提供所需的灵活性和控制力，以供他们从大量硬件选项中进行选择，并针对各种IT工作负载和用例部署并管理这些选项。Virtual SAN可配置为全闪存存储，也可配置为混合存储。它可利用全闪存存储体系结构提供最多700万的 IO

32、PS；或通过混合存储体系结构提供250万的IOPS。 图：VSAN的优良特性鉴于Virtual SAN自身诸多的优良特性，它将超融合体系结构提升到了新的水平，如下图所示。图：VSAN将超融合体系结构提升到了新水平VSAN自面市以来取得了前所未有的发展势头，最初的十五个月就发展到了两千多个客户，如下所示。图：VSAN客户数增长迅速体系结构和性能Virtual SAN 以独特的方式内嵌在虚拟化管理程序的内核中，其位置刚好在 I/O 数据路径上。因此，相比在虚拟化管理程序上分开运行的其他存储虚拟设备，Virtual SAN 能够提供最高级别的性能，而不会带来额外的 CPU 开销，也不会消耗大量内存资

33、源。Virtual SAN可利用全闪存存储体系结构提供最多700万的 IOPS；或通过混合存储体系结构提供250万的IOPS。可扩展性Virtual SAN 采用支持弹性、无中断扩展的分布式体系结构，可将每个集群的主机从 2 台增加到 64 台。通过向集群添加新主机（横向扩展），可以同时扩展容量并提高性能；通过仅向现有的主机添加新驱动器（纵向扩展），则可以分别扩展容量和提高性能。“随增长而扩展”的模型可提供线 性和精细的扩展，并且一直以来都能保持合理投资。 管理和集成Virtual SAN 无需安装其他软件，只需单击几下即可启用。它由 vSphere Web Client 管理，并与VMwar

34、e产品体系集成，包括 vMotion、HA、Distributed Resource Scheduler (DRS) 和 Fault Tolerance (FT) 等功能特性以及其他 VMware 产品（如 VMware Site Recovery Manager、VMware vRealize Automation 和 vRealize Operations）。 自动化虚拟机存储的调配和存储服务级别（如容量、性能、 可用性）均可通过以虚拟机为中心的策略实现自动化和控制， 支持实时设置或修改这些策略。Virtual SAN 可以动态地自行调整，以适应持续变化的工作负载情况并实现存储资源负载平

35、衡，从而确保每个虚拟机都遵守为其定义的存储策略。这种策略驱动的方法可实现手动存储任务的自动化，并简化虚拟机存储管理。可用性Virtual SAN 提供“6 个 9”企业级可用性利用 FTT=2 Virtual SAN 提供“6 个 9”保护每年停机时间不超过 32 秒典型硬件组件可提供约“2 个 9”可用性级别（每年停机时间为 3.65 天）Virtual SAN 通过跨集群镜像使可用性呈指数级增长利用默认的可用性策略，Virtual SAN 可提供“5 个 9”保护每年停机时间不超过 5 分钟按虚拟机分配可用性级别，并动态调整图：VSAN“6”个“9”的企业级可用性版本对比VSAN 6.2对

36、应的vSphere版本是6.0 U2，它的许可方式相比以前有些变化，分成标准版、高级版和企业版三个级别，如下图所示。在高级版里支持全闪存、去重和删除，以及纠删码（Erasure Coding），在企业版本里支持双活和QoS（IOPS限制）， 每个版本包含的具体功能与许可证授权方式如下图所示。图：VSAN三个版本功能特性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

37、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。图：vSphere内置一键开启Virtual SAN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

38、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。全闪存架构支持PCI-e设备的分层：一个写密集高持久性能层用于写和读密集的工作负载，一个经济有效的容量层用于数据持久的负载，从而减少全闪存架构的总体的开销。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。Virtual SAN 延伸集群在位于不同地理位置上的两个站点间创建延伸集群并同步复制数据，从而实现企业级可用 性，在容许整个站点故障的同时不会丢失数据，几乎能够实现零停

39、机。 高级管理 Virtual SAN Management Pack for vRealize Operations 提供一整套可帮助管理 Virtual SAN的功能特性，包括跨多个集群的全局可见性、利用主动通知进行运行状况监 控、性能监控以及容量监控和规划。运行状况检查插件可对该管理包进行补充，用于执行包括HCL兼容性检查和实时诊断 在内的其他监控。 扩展的企业级功能Virtual SAN新增了关键的企业级功能特性，包括对 vSphere Fault Tolerance 的支持、根据可配置的时间表在不到 5 分钟内跨多个站点异步复制虚拟机、利用延伸集群和主流集群技术(包括 Oracle

40、RAC 和 Microsoft MSCS)实现持续可用性。 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

41、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=

42、1，意味着这台虚拟机的磁盘( HYPERLINK /tag/vmdk/ 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。VSAN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）。同时，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

43、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。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

44、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 JBOD Virtual 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

45、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。主要优势VSAN的主要优势如下。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。

46、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主要优势因此，VSAN的主要优势可以总结为如下几点。极其简单的存储通过简化 vSphere 的存储调配和管理操作，让用户更加轻松地完成工作 - 在 vSphere Web Cli

47、ent 中只需单击几下鼠标即可部署存储，并可享受与 VMware 体系原生集成。以虚拟机为中心的存储策略可按虚拟机对存储服务级别进行自动化管理。具备高级可用性和管理功能了解为何各行各业、各种规模的客户全都信赖 Virtual SAN，利用 Virtual SAN 运行从关键业务应用到数千虚拟桌面的各类关键任务工作负载。Virtual SAN 6.2 中增加了更多高级可用性和管理功能，从而能够进一步支持要求最严苛的存储环境。专为大型企业打造的存储借助唯一一个虚拟化管理程序嵌入式存储解决方案，为数据提供可靠保护。Virtual SAN 可提供每主机高达 90K IOPS 的全闪存配置、vSpher

48、e Fault Tolerance (FT) 支持、最多只需 5 分钟的异步复制 RPO 以及全新的延伸集群功能，保障系统持续可用。可使总体拥有成本降低 50%可在价格低廉的业界标准服务器组件上进行部署，无需在前期注入大笔投资，还可利用可预测的“随发展增长”式扩展进行扩展。采用 Virtual SAN 后就不必再使用专门定制的独立硬件，还可通过以虚拟机为中心的策略自动管理存储服务级别，进而降低 OPEX。卓越不凡的性能Virtual SAN 建立在虚拟化管理程序中经过优化的 I/O 数据路径上，可提供远远优于虚拟设备或外部设备的性能。借助全闪存，可体验每台主机最高 90K 的 IOPS，并且可

49、扩展到每集群最多 64 台主机，这种配置非常适合虚拟桌面、远程 IT 和关键业务应用。可线性扩展的存储Virtual SAN 可对存储和计算资源进行可预测、弹性且无中断的扩展，无需进行成本高昂的彻底升级。每个 Virtual SAN 集群每次可横向扩展一个节点，也可以通过向现有主机添加容量进行纵向扩展，从而能够实现超过 8 PB 的原始存储容量。应用场景VSAN自诞生之日起，已经被广大用户应用在了各种各样的场景之中，这是因为VSAN的应用范围非常广泛，它可以随时用于所有 vSphere 工作负载，包括关键业务应用、桌面虚拟化、备份与容灾、测试和开发、DMZ/隔离区、管理集群、第2或第3层应用、

50、远程或分支办公室（ROBO）等，如下图所示。图：VSAN可以用于所有vSphere负载在用户的诸多应用场景中，下面是比较典型的几个场景。关键业务应用虚拟桌面（VDI）备份与灾难恢复开发测试云图：VSAN典型应用场景除了上述应用场景，VSAN还被广泛应用在IT运维和远程与分支机构办公上面。目前，部署VSAN最多的场景如下图所示。图：部署VSAN最多的场景体系结构VSAN的体系结构如下图所示。图：VSAN体系结构对VSAN的主机、磁盘和网络等方面的配置说明如下所示。集群配置中至少 3 台主机或 2 台主机加上数据中心见证组件3 台主机都必须提供存储建议主机都配置类似的硬件主机： 最多可扩展为 64

51、 台磁盘： 本地连接的磁盘混合式： 磁盘和闪存设备全闪存： 仅限闪存设备网络1 GB 以太网或10 GB 以太网（首选）“见证”组件（仅限元数据）在可用性决策中充当连接中断器Virtual SAN 可以使用分层混合体系结构或全闪存体系结构部署，可利用全闪存存储体系结构提供不少于9万IOPS/主机，或通过混合存储体系结构提供不少于4万IOPS/主机，如下图所示。图：Virtual SAN 可以使用分层混合体系结构或全闪存体系结构部署Virtual SAN的上述体系结构可实现富有弹性的性能和容量扩展，不再需要复杂的预测和大量的前期投入，具有如下特点。弹性：按需增长或缩减精细：添加单个节点或磁盘无中

52、断：不会导致应用停止运行如下图所示。图：VSAN富有弹性的性能和容量扩展接下来将介绍VSAN中的几个重要概念。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

53、，则主机或磁盘故障肯定会影响您的虚拟机可用性。关于RAIN需要格外注意的另一点是，如果出现故障，无需将故障节点上的所有数据迁移至集群中的其他节点。凭借RAIN体系结构以及虚拟机存储策略的使用，虚拟机副本可保留在集群中的多个节点上。无需将故障主机上存储的数据撤出，因为数据已存在于集群中的其他位置。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。仲裁和副本副本是为

54、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。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

55、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。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

56、缓存块不在任何Virtual SAN主机中，则直接从HDD进行检索。写缓存的作用写缓存可用作非易失性写缓冲区。事实上，通过使用SSD存储来执行写入，还可以减少写入操作的延迟。由于写入的数据将进入SSD存储，因此自然需要确保在Virtual SAN集群中的其他位置有数据副本。部署到Virtual SAN的所有虚拟机都具有一项可用性策略设置，用于确保至少有一个额外的虚拟机数据副本可用，其中包括写缓存内容。当客户操作系统(OS)中运行的应用启动写入之后，写入的数据将被并行发送到当前主机上的本地写缓存和远程主机上的写缓存。在确认写入前，写入的数据必须提交至上述两台主机上的SSD中。这意味着如果某台主机

57、出现故障，在Virtual SAN集群中的另一块SSD上还有一份数据副本，因此不会发生数据丢失。虚拟机将通过Virtual SAN互连线路访问另一个Virtual SAN主机上的数据副本。基于存储策略的管理前文曾提到，基于存储策略的管理(SPBM)目前在VMware的“软件定义的存储”愿景的策略和自动化方面发挥主要作用。使用虚拟机存储策略，管理员可以为虚拟机指定一组必需的存储功能，或者更具体地为虚拟机中运行的应用指定一组要求。这组必需的存储功能将被向下推送至存储层，存储层则检查可对此虚拟机的存储对象进行实例化以满足这组要求的位置。例如，集群中的可用条带宽度是否足以满足此虚拟机的要求。或者，集群

58、中是否有足够数量的主机来满足“允许的故障数量”要求。如果Virtual SAN数据存储可识别虚拟机存储策略中设置的功能，则将在调配向导中作为匹配资源而亮显。因此，在部署虚拟机时，如果Virtual SAN数据存储可以满足虚拟机附带的虚拟机存储策略中的要求，则从其自身摘要窗口的存储角度看，可以认为该数据存储符合规定。如果Virtual SAN数据存储被超额分配或无法满足容量要求，则可能仍在部署向导中显示为匹配资源，但调配任务却失败。SPBM现在可以提供策略驱动的自动机制，基于虚拟机存储策略中设置的所需存储功能，为虚拟机选择恰当的数据存储。Virtual SAN功能本节将介绍可以在虚拟机存储策略中

59、设置的所需存储功能。这些功能在成功配置集群后由Virtual SAN数据存储显示，它们着重说明了每个虚拟机上的存储所需的可用性、性能和大小要求。如果未正确提出要求，换言之，如果将功能置于Virtual SAN数据存储无法检测到的存储级别，则Virtual SAN数据存储在调配期间将不再显示为匹配资源。允许的故障数量这一属性要求存储对象至少允许集群中的并行主机、网络或磁盘故障的“Number Of Failures To Tolerate”(允许的故障数量)，并仍确保对象的可用性。如果此属性已填充，则指定配置必须至少包含“Number Of Failures To Tolerate”(允许的故障

60、数量)+1个副本，还可包含一个额外的仲裁对象以确保此对象的数据可用(维护定额以防裂脑)，即使存在“Number Of Failures To Tolerate”(允许的故障数量)的并发主机故障，情况也不例外。因此，要容许n个故障，至少必须存在(n+1)个对象副本且至少需要(2n+1)台主机。注意：单台主机上的任意磁盘故障均可视为符合此标准的“故障”。因此，如果将“Number Of Failures To Tolerate”(允许的故障数量)设置为1，则当主机A上出现一个磁盘故障，同时主机B上出现另一个磁盘故障时，此对象将无法保存。每个对象的磁盘条带数这可定义分布有存储对象的每个副本的物理磁盘