VMware软件定义存储解决实施方案建议书

./VMware软件定义存储VirtualSAN解决方案建议书TIME\@"yyyy/M/d"VMware软件定义存储VirtualSAN解决方案建议书TIME\@"yyyy/M/d"2018/11/24文档名称VMware软件定义存储VirtualSAN解决方案建议书作者高园、周晶邮箱jingz@版本V6.2基于VSAN6.2进行更新变更记录2014/04/24V1.0初稿2014/09/05V1.1增加了培训服务内容2015/03/05V2.0更新到VSAN6.0版本2016/01/11V6.1更新到了VSAN6.1版本2016/03/24V6.2更新到了VSAN6.2版本目录TOC\o"1-3"1概述61.1背景信息61.2现状分析72软件定义的存储92.1数据中心虚拟化对存储提出新的要求和挑战92.2什么是软件定义的存储103VMware软件定义的存储解决方案113.1方案概述113.2功能特性163.3主要优势193.4应用场景213.5体系结构223.6基于存储策略的管理26VirtualSAN功能26仲裁示例28虚拟机存储策略283.7VSAN6.1新功能31存储双活<StretchedCluster>31多核虚拟机容错<SMP-FT>33两节点的VSAN集群<用于远程或分支办公室>34支持OracleRAC和WSFC集群技术35支持ULLtraDIMMSSD和NVMeSSD37针对硬件监控和合规性的运行状况检查插件39vRealizeOperationsforVSAN管理套件41支持云环境原生应用<Cloud-nativeApplication>443.8VSAN6.2新功能454VMware软件定义存储之规划设计与部署建议564.1解决方案设计56方案概括56应用于关键应用的方案框架57应用于虚拟桌面场景的方案框架58应用于2、3层应用或测试和开发的方案框架59应用于灾备的方案框架60规划设计细则62部署最佳实践674.2VirtualSAN部署要求67vSphere要求67存储要求67网络要求685配置清单及说明705.1硬件配置需求706成功案例与优势总结726.1成功案例726.2优势总结757专业服务777.1VMware专业服务介绍777.2专业咨询服务内容77VMwareAccelerate咨询服务77技术咨询服务78技术客户经理<TAM>服务787.3专业服务实施流程79评估80规划与设计80实施80运维818支持服务概述828.1VMware支持的角色和职责828.2全球技术支持服务828.3自助服务支持83社会支持83其他资源849培训服务859.1培训课程和认证体系859.2VMware精选课程介绍8710缩略语解释2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。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、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,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,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。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是这样定义"软件定义的数据中心〔SoftwareDefinedDatacenter,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,VMware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VMwarevSphere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VMwarevSphereAPI,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VirtualSAN和基于共享存储的解决方案VirtualVolume,本方案建议书主要介绍分布式存储解决方案—VirtualSAN。VMwareVirtualSAN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、网络连接和共享存储。VirtualSAN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VirtualSAN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,VirtualSAN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。VirtualSAN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IOPS；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VirtualSAN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VirtualSAN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,VirtualSAN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源。VirtualSAN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VirtualSAN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VirtualSAN无需安装其他软件,只需单击几下即可启用。它由vSphereWebClient管理,并与VMware产品体系集成,包括vMotion、HA、DistributedResourceScheduler<DRS>和FaultTolerance<FT>等功能特性以及其他VMware产品〔如VMwareSiteRecoveryManager、VMwarevRealizeAutomation和vRealizeOperations。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。VirtualSAN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VirtualSAN提供"6个9"企业级可用性利用FTT=2VirtualSAN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VirtualSAN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,VirtualSAN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VSAN6.2对应的vSphere版本是6.0U2,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〔ErasureCoding,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VMwareVirtualSAN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。VMwareVirtualSAN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VirtualSAN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——VMwareVirtualSAN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VirtualSAN全闪存或混合式体系结构VirtualSAN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,VirtualSAN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。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。VirtualSAN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。VirtualSAN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,几乎能够实现零停机。高级管理VirtualSANManagementPackforvRealizeOperations提供一整套可帮助管理VirtualSAN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VirtualSAN新增了关键的企业级功能特性,包括对vSphereFaultTolerance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OracleRAC和MicrosoftMSCS>实现持续可用性。使用vSphere进行单一窗口管理利用VirtualSAN,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VirtualSAN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——VirtualSAN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VirtualSAN数据存储的容量。VSAN的高可用性众所周知,VMwarevSphere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,FailurestoTolerate>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VirtualSAN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VSANHCL。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VirtualSAN快照和克隆全新的VirtualSAN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VirtualSAN。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VirtualSAN可以利用VMwarevSphereDataProtectionTM和vSphereReplicationTM来实现数据保护、备份、复制和灾难恢复<DR>。VirtualSAN与vRealizeAutomation集成,在VDI环境中可与VMwareHorizonView一起部署,在灾难恢复环境中可与vCenterSiteRecoveryManager一起部署。支持直接连接JBODVirtualSAN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。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—VirtualSAN可以大大简化虚拟机的存储调配和管理。只需要直接在vSphereWebClient中单击几下即可快速完成存储调配。作为自行调节的系统,VirtualSAN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—VirtualSAN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,VirtualSAN不需要大量初始投资。您可以创建只包含三个服务器的VirtualSAN数据存储。此外,VirtualSAN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—VirtualSAN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：VirtualSAN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vSphereWebClient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VirtualSAN,利用VirtualSAN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。VirtualSAN6.2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。VirtualSAN可提供每主机高达90KIOPS的全闪存配置、vSphereFaultTolerance<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VirtualSAN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VirtualSAN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VirtualSAN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VirtualSAN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8PB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、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1GB以太网或10GB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VirtualSAN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：VirtualSAN可以使用分层混合体系结构或全闪存体系结构部署VirtualSAN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VirtualSAN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。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VirtualSAN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VirtualSAN集群中做出可用性决定时用作仲裁。仲裁在VirtualSAN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VirtualSAN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VirtualSAN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,VirtualSAN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,VirtualSAN会在VirtualSAN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VirtualSAN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VirtualSAN集群中的其他位置有数据副本。部署到VirtualSAN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出现故障,在VirtualSAN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VirtualSAN互连线路访问另一个VirtualSAN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VirtualSAN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VirtualSAN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VirtualSAN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。VirtualSAN功能本节将介绍可以在虚拟机存储策略中设置的所需存储功能。这些功能在成功配置集群后由VirtualSAN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VirtualSAN数据存储无法检测到的存储级别,则VirtualSAN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"NumberOfFailuresToTolerate"<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"NumberOfFailuresToTolerate"<允许的故障数量>+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"NumberOfFailuresToTolerate"<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"NumberOfFailuresToTolerate"<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的数量。如果读缓存无效的话,则高于1的值可能会提高性能,但会使用更多的系统资源。为了解磁盘条带的影响,我们首先从写入操作方面对其进行了解,然后再从读取操作方面进行了解。由于写入的所有数据都将进入SSD写缓冲区,因此增加磁盘条带数量可能无法提高写入性能。这是因为无法保证新的条带使用不同的SSD。新的条带可能位于相同的磁盘组中并因此使用相同的SSD。磁盘条带数量增加能够发挥作用的唯一一种情况是在许多写入从SSD降级到磁盘时。从读取角度来看,磁盘条带数量增加在您遇到许多缓存丢失时会有帮助。例如,如果虚拟机每秒处理2000个读取操作且缓存命中率为90%,则每秒将有200个读取操作必须通过HDD存储处理。在这种情况下,单个HDD可能无法处理这些读取操作,因此,磁盘条带数量增加对此会有所帮助。通常,默认磁盘条带数量1能满足所有或大多数虚拟机工作负载要求。磁盘条带是仅在少量高性能虚拟机运行时才应更改的要求。闪存读缓存预留这是在SSD上预留的作为存储对象读缓存的闪存容量大小。它被指定为虚拟机磁盘存储对象的逻辑大小的百分比。它以百分比值<%>形式表示,具有四位小数。精细的粒度单位大小是必需的,这样管理员可以表达<sub–1>%单位。以1TB磁盘为例。如果我们将读缓存预留限制为1%的增量,会造成缓存预留以10GB增量增加,在大多数情况下,对于单个虚拟机来说,这样的增量过大。注意：无需设置预留以获取缓存。预留应设置为0,除非您试图解决真正的性能问题。如果不预留缓存空间,则VirtualSAN调度程序可管理公平缓存分配。为一个虚拟机预留的缓存不可用于其他虚拟机。未预留的缓存在所有对象之间平等共享。有关闪存读缓存预留的最后一点涉及读取性能。即使读取性能已可接受,仍可使用额外缓存避免更多读取进入HDD,从而减少缓存丢失。这可使更多写入进入HDD。因此,通过增加闪存读取缓存预留可以间接提高写入性能。不过,仅当从SSD向HDD刷新数据造成瓶颈时,才应考虑设置预留。注：全闪存架构,不做读缓存预留配置。对象空间预留此功能可定义初始化期间在HDD上应预留的存储对象的逻辑大小百分比。默认情况下,VirtualSAN数据存储上的调配为"精简"。"ObjectSpaceReservation"<对象空间预留>是在VirtualSAN数据存储上预留的空间量,指定为虚拟机磁盘的百分比。此值是必须预留的最小容量。此属性用于指定精简调配的存储对象。如果将"ObjectSpaceReservation"<对象空间预留>设置为100%,则虚拟机的所有存储容量均预先提供。注意：如果您调配虚拟机并选择厚磁盘格式lazyzero或eagerzero,则此设置将覆盖虚拟机存储策略中的"ObjectSpaceReservation"<对象空间预留>设置。目前不推荐这样使用。强制调配如果启用此选项,则即使当时集群中的可用资源无法满足虚拟机存储策略中指定的功能,仍将调配对象。VirtualSAN将尝试在资源可用时使对象达到合规。如果此参数设置为非零值,则即使数据存储不符合虚拟机存储策略中指定策略的要求,仍将调配对象。不过,如果集群中有足够空间可满足至少一个副本的预留要求,则即使已打开"ForceProvisioning"<强制调配>,调配仍将失败。此选项默认为禁用。仲裁示例以下仲裁示例涉及磁盘条带数为1且"NumberOfFailuresToTolerate"<允许的故障数量>为1的虚拟机的部署。在这种情况下,将创建此虚拟机的两个副本。实际上,这是一个具有两个副本的RAID-1虚拟机。不过,只有两个副本,无法区分网络分区和主机之间的故障。因此,称为"仲裁"的第三个实体被添加到配置中。要使VirtualSAN上的对象可用,必须满足以下两个条件:至少一个副本必须完整,可用于数据存储。所有组件中,50%以上必须可用。在上面的示例中,仅当存在对一个副本和一个仲裁或两个副本的访问权限时才可访问对象。这样,集群的一部分在网络分区情况下最多可以访问一个对象。虚拟机存储策略VirtualSAN中的虚拟机存储策略的工作方式与vSphere5.0中引入的vSphere存储配置文件类似,因为您构建了一个包含虚拟机调配要求的策略。与之前版本的vSphere存储配置文件相比,VirtualSAN中的虚拟机存储策略工作方式有一个主要区别。使用原始版本的vSphere存储配置文件,可以在调配虚拟机时使用策略中的功能选择恰当的数据存储。新的虚拟机存储策略不仅可选择恰当的数据存储,还能与对指定虚拟机具有特定可用性和性能要求的底层存储层通信。因此,当使用虚拟机存储策略调配虚拟机时,VirtualSAN数据存储可能成为目标数据存储,其他策略设置则规定可用性对虚拟机文件副本数量的要求,并且还可能包含性能方面的条带宽度要求。启用虚拟机存储策略启用VirtualSAN时将自动启用虚拟机存储策略。要手动启用虚拟机存储策略,必须导航到VMwarevSphereClient主页位置,然后选择规则和配置文件。虚拟机存储策略部分位于此处。单击虚拟机存储策略将显示大量图标。其中一个图标可启用虚拟机存储策略功能。这可以按主机或集群启用。创建虚拟机存储策略启用虚拟机存储策略后,vSphere管理员可使用这一窗口中的另一个图标创建各个级别。如前所述,大量与可用性和性能相关的功能将由vSphereAPI呈现。此时,管理员必须从性能和可用性的角度决定哪些功能是虚拟机内部运行的应用所必需的。例如,管理员要求此虚拟机在继续正常运行的情况下允许多少次组件故障<主机、网络和磁盘驱动器>或者从IOPS的角度来看,此虚拟机中运行的应用是否要求严苛?如果是,那么闪存读缓存预留可能是满足性能的一项必需功能。其他注意事项可能包括决定虚拟机是进行精简调配还是厚调配。在本示例中,虚拟机存储策略创建了两个功能。这两个功能分别与可用性和性能有关。"NumberOfFailuresToTolerate"<允许的故障数量>定义了可用性,而磁盘条带则定义了性能。图：创建新的虚拟机存储策略注意：vSphere5.5U1及以上版本还支持对调配使用标记。因此,不会将VirtualSAN数据存储功能用于虚拟机存储策略创建,而可能会创建基于标记的策略。基于标记的策略的使用不在本白皮书范围之内,但在vSphere存储文档中可以找到详细信息。在虚拟机调配期间分配虚拟机存储策略虚拟机存储策略的分配发生在虚拟机调配期间。当vSphere管理员必须选择一个目标数据存储时,他们会从可用虚拟机存储策略下拉菜单中选择恰当的级别。然后,数据存储会分为兼容的数据存储和不兼容的数据存储,从而使vSphere管理员可以选择准确恰当的位置来安置虚拟机。虚拟机对象就VirtualSAN数据存储上的对象布局而言,虚拟机具有大量不同的存储对象。虚拟机磁盘文件<VMDK>、虚拟机命名空间目录<虚拟机配置和日志文件所在的目录>、虚拟机交换文件和快照增量文件全都是独特的存储对象。每个对象可能都有不同的存储策略。vSphereUI还使管理员能够查询虚拟机对象布局以及查看存储对象的每个组件<条带、副本和仲裁>所在的位置。图：存储对象物理映射匹配资源当虚拟机调配向导报告VirtualSAN数据存储是虚拟机存储策略的匹配资源时,可保证数据存储了解了策略中定义的所有要求。这并不意味着数据存储一定能够满足那些功能,而调配流程仍有可能失败。兼容性不保证数据存储真的符合要求。例如,如果使用VirtualSAN功能,则只有VirtualSAN数据存储发生匹配,与其是否具有资源用于调配虚拟机无关。合规性"VirtualMachineSummary"<虚拟机摘要>选项卡显示了虚拟机的合规性状态。只要VirtualSAN满足虚拟机存储策略中定义的功能要求,就可以说此虚拟机合规。如果集群中的组件失败,则VirtualSAN可能无法满足策略要求。在此情况下,则可以说此虚拟机不合规。此不合规状态将显示在虚拟机摘要中。图：虚拟机摘要——不合规如果故障持续超过30分钟,则VirtualSAN将重建存储对象并添加新组件以替代受故障影响的存储对象组件,从而使虚拟机恢复合规状态。这可能包括创建新条带、新副本或新仲裁。如果故障在30分钟内排除,则不创建新组件。VSAN6.1新功能VSAN自问世以来已经被各种规模和行业的公司大量部署,主要用于简化数据中心、加速应用程序以及降低IT成本。VSAN6.1作为VSAN的第三代产品,其技术已经非常成熟,它的新功能主要包括如下三方面。企业级可用性和数据保护高级管理与故障排除新硬件选项具体如下图所示。图：VSAN6.1新功能下面将对上述这些新功能进行详细介绍。存储双活<StretchedCluster>VirtualSAN6.1能够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〔RPO=0,一个站点发生故障时系统会自动切换到另外一个站点,从而实现站点层面的保护,支持企业级可用性并确保即使整个站点出现故障也不会丢失数据,几乎能够实现零停机,延伸集群的架构图如下所示。图：延伸集群VSAN的延伸集群需要Witness节点,这个节点只存放元数据,不存储业务数据,它的作用是和两个站点建立心跳机制,当其中一个站点故障或站点间发生网络分区的时候,Witness可以判断出发生了什么,并决策如何确保可用性。VMware已经准备好了特殊的Witness虚拟设备<WitnessAppliance>,实际上就是装有ESXi的虚拟机,该设备可以部署在第三个站点或者vCloudAir上。延伸集群中的Witness节点与其他两个站点之间的延时可以在100ms以内〔RTT<=200ms。而SiteA与SiteB之间延时小于5ms,而带宽的需求是：

Bandwidth<B>

>

Writebandwidth<Wb>*DataMultiplier<md>*ResynchronizationMultiplier<mr>。其中,

Datamutiplier指数据倍数,包含了

VSAN传输及其他相关操作的元数据开销。

VMware建议设为1.4

。

Resynchronization指重同步倍数,将可能的重同步的事件考虑在内。

VMware建议规划带宽的时候,在最大带宽基础之上,额外预留

25%,用于偶尔可能发生的重同步需求。也即,这个值建议为

1.25。举例来说：假设

VSAN上工作负载为每秒

10000个写操作,写

IO大小为4KB

,这就意味着写带宽为

40MB/s,或者320Mb/s

。这样网络带宽要求为：B=40MB/s*1.4*1.25=70MB/s

或者

560Mb/s在延伸集群上,VSAN6.1支持跨站点的vMotion和HA,进而实现灾难规避和恢复。图：跨站点的HA和vMotion可见,延伸集群可以帮助企业有效避免灾难、进行有计划的维护并实现零RPO。此外,VSAN延伸集群还可以结合vSphereReplication和SRM实现两地三中心的高级容灾,如下图所示,其中RPO最低可以达到五分钟。图：VSAN结合VR和SRM多核虚拟机容错<SMP-FT>VSAN6.1支持FaultTolerance功能,并且最多可达4个CPU,提高了关键业务应用在硬件故障<如主机故障>下零停机的持续可用性,该特性对延迟敏感型应用的意义非常大。这一技术具有重要的意义,在一定程度上,可以弥补某些应用所缺乏的集群高可用性。也以vSphere的集群高可用结合VSAN的高可用〔多副本机制,来部分替代以往成本高昂的应用高可用的方案。图：VSAN支持多核虚拟机容错两节点的VSAN集群<用于远程或分支办公室>VSAN6.1支持双节点集群,即：每个集群由两台物理服务器组成。该方案非常适合远程或分支办公<RemoteOfficeBranchOffice,ROBO>,它具有如下特点。每个节点独自成为一个故障域每个VSAN集群有一个WitnessWitness节点是一个ESXi的虚拟设备<也即虚拟机>所有站点由一个vCenter统一管理打补丁和软件升级都由vCenter来处理如果有N个分支办公室,就需要有N个Witness<ESXiVirtualAppliance>图：两节点VSAN集群如上图所示,两节点VSAN集群具有如下技术特性。ROBO中的两个节点共享一个二层域〔L2domain,需要多播支持且RTT<5msROBO和Witness之间的通信通过单播实现不需要多播。Witness仅通过三层可达,同时RTT<500ms带宽大于1.5Mbps每个ROBO5~10台虚拟机情况下的资源需求如下：CPU:2vCPU内存:8GB存储:15GB的存储容量和10GB的缓存支持OracleRAC和WSFC集群技术VSAN6.1对Oracle的RAC〔OracleRealApplicationCluster和微软的WSFC〔WindowsServerFailoverCluster集群技术提供支持,而且VSAN的所有部署类型均支持RAC和WSFC,包括延伸集群部署方式。RAC通过多写"multi-writer"实现支持,VMDK必须配置成厚置备快速置零,如下图所示。图：VSAN支持OracleRAC对于微软WSFC,VSAN6.1目前支持FileShareWitnessQuorum技术,对应于Exchange和SQLServer的场景分别是ExchangeDataAvailabilityGroups<DAG>和SQLServerAlwaysOnAvailabilityGroups<AAG>。图：VSAN支持WSFC〔Exchange图：VSAN支持WSFC〔SQLServer支持ULLtraDIMMSSD和NVMeSSDVSAN6.1支持如下新增闪存设备。SanDiskULLtraDIMMSSD：通过DIMM插槽将闪存存储与内存通道连接起来,以实现非常低〔小于5微秒的写入延迟NVMe：允许硬件和软件利用更大范围的并行操作,以提高各方面性能图：支持新增闪存设备通过对上述新闪存设备的支持,VSAN6.1的性能得到了很大的提升,具体如下。低于5微秒的写入延迟：与外部阵列相比性能提升3倍以薄刀片规格部署VirtualSAN,提升VSAN部署密度利用NVMe实现约100kIOPS/主机基于ULLtraDIMM的SSD通过DIMM插槽将闪存存储与内存通道连接起来,可以实现非常低〔小于5微秒的写延迟。这种SSD能提供更高的性能,以Diablo的exFlashDIMM为例,仅一块DIMM卡,随机4K读能达到14.2万IOPS,随机4K写能达到4.4万IOPS,OLTP4K的读写混合高达7.2万！图：基于ULLtraDIMM的SSDNVMeSSD利用NVMeSSD,VSAN32个节点的全闪存集群,能达到320万IOPS,也即每个节点约10万IOPS。NVMeSSD<GreenliantG-Card>,在1000并发用户数下,获得了高达17784的TPS！图：NVMe的并行处理机制不同的VirtualSAN就绪节点配置文件可满足不同的客户需求不同的VirtualSAN就绪节点配置文件可以满足不同的客户需求,具体如下图所示。图：不同的VirtualSAN就绪节点配置文件可满足不同的客户需求有关就绪节点配置文件的规模假设和设计注意事项的完整详细信息,请参见"VirtualSANVMware兼容性指南"页面的《VirtualSAN硬件速查指南》。针对硬件监控和合规性的运行状况检查插件该插件是一个免费的vCenter插件,可用于对硬件、固件和驱动器兼容性进行检查,提供网络诊断和实时诊断,并能让集群中的高级配置选项确保一致,具体如下。基于vCenteralarms的集中健康报告最新的HCL信息周期性健康检查健康故障会触发警报SNMP支持图：基于vCenteralarms的集中健康报告支持延伸集群Witness配置网络配置主机兼容配置容错域配置图：支持延伸集群提供Proactive前瞻性测试VM创建多波性能存储性能图：Proactive前瞻性测试vRealizeOperationsforVSAN管理套件VSAN6.1提供了VirtualSANManagementPackforvRealizeOperations,这使得vRealizeOperations与VSAN深度集成,可以提供一整套管理功能,例如：进行高级监控、容量规划和故障排除等,进而可以减少故障排除工作、提高监控效率并支持跨VirtualSAN集群的全局可见性。图：VirtualSANManagementPackforvRealizeOperations该特性通过相同的仪表盘轻松进行VirtualSAN监控,它将上百个KPI简化为一个易于使用的仪表盘,将整个体系中的各种症状关联起来,同时智能警报可以进行深入分析并提供相关信息,该管理套件可以提供如下四方面的主要功能。跨多个VirtualSAN集群的完整全局视图跨过个VSAN集群来提供完整的全局视图,使管理员可以对运行环境进行全面的整体把握。图：跨多个VSAN集群的全局视图健康监控与可用性提供错误、性能与策略合规性等方面的前瞻性的通知与警告,同时还提供相关的原因分析与修复建议。图：健康监控与可用性性能监控在磁盘、磁盘组、CPU、内存和网络等级别监控总体的性能与延迟。图：性能监控容量监控与规划跨所有VSAN主机监控磁盘使用情况以及固态硬盘〔SSD的损坏情况,同时基于"WhatIf"场景、过去使用情况和压力趋势来进行高级容量规划。图：容量监控与规划支持云环境原生应用<Cloud-nativeApplication>图：VSAN支持openstack与dockerVSAN6.1对云环境的原生应用有了很好的支持,具体如下。部署具备持久VirtualSAN存储的Docker容器轻松移动Docker应用对Docker应用进行故障转移缩短恢复时间利用OpenStack延展到云端到端策略自动化零阻力访问基础架构VSAN6.2新功能2016年初,VMware公布了VSAN6.2,这是第四代VSAN,与第三代的发布时间相差不到半年,由此可以看出VMware软件定义存储在数据平面和控制平面的突飞猛进。此次发布的VSAN6.2是一次非常重要的更新,它意味着VSAN做为企业就绪的超融合存储,又向前迈进了一大步。另外,在从单一产品转向全超融合软件堆栈的解决方案HCS〔vSphere+VSAN+管理方面,除了可以提供软件,目前有增加了一个选择,即：通过VSAN的OEM厂商,在出厂前预装好vSphere和VSAN软件的,且经工程验证过的HCI一体机。不同于之前的EVO:RAIL的是,这种一体机能够支持多种灵活的配置。目前,除了SuperMicro、富士通、DELL等服务器厂商之外,还得到了EMC〔名为VxRAIL、HDS等存储公司的大力支持。VSAN6.2的新特性如下图所示,接下来将对这些特性进行详细介绍。图：VSAN6.2新特性去重〔重复数据删除和压缩VSAN6.2支持重复数据删除和压缩功能,该功能可以有效提高空间效率。仅支持全闪存按照磁盘组的级别,实现近线的去重和压缩磁盘组越大,去重比率越高当数据从缓存层De-staging〔刷新到持久化层时实现去重,在去重后实现压缩去重在缓存写确认后执行固定大小的块去重<4KB数据块>CPU利用率一般小于5%,最多不超过15%去重可将空间最高缩减到1/5,实际情况取决于虚机的类型和工作负载压缩采用LZ4算法在VSANStretchedCluster和ROBO方式下也支持去重和压缩图：去重和压缩纠删码〔ErasureCoding,EC原来FTT=1时,需要跨网络做数据镜像,类似RAID1,存储利用率较低。采用ErasureCoding能够提高存储利用率,它类似跨网络做RAID5或RAID6。VSAN可以在VMDK的颗粒度上实现ErasureCoding,可在SPBM里设置。RAID-5的ErasureCoding模式最大允许一台主机故障,它要求至少4台主机。以往FTT=1时,存储容量的开销是数据的两倍,现在只需要1.33倍的开销,举例来说,以往20GB数据在FTT=1时消耗40GB空间,采用RAID-5的ErasureCoding模式后,消耗约为27GB。图：RAID-5的ErasureCoding模式RAID-6的ErasureCoding模式最大允许两台主机故障。它要求至少6台主机。以往FTT=2时,存储容量的开销是数据的3倍,现在只需要1.5倍的开销,举例来说,以往20GB数据在FTT=2时消耗60GB空间,采用RAID-6的ErasureCoding模式后,消耗约为30GB。图：RAID-6的ErasureCoding模式VMware通过VDI的完整克隆测试证实通过ErasureCoding〔2倍、去重和删除〔7倍,能够显著地提升空间效率至原来的14倍,如下图所示。图：显著提高空间效率QoS〔IOPS限制QoS〔IOPS限制的设置使得VSAN在数据平面也即存储高级功能上迈进了一大步,即使是传统外置阵列,支持QoS的厂商也是屈指可数。VSAN的IOPS限制有如下特点：基于每个虚机或每个vmdk,能以可视化的图形界面来设置IOPS的限制值一键即可设置消除noisyneighbor〔相邻干扰的不利影响可以在vmdk的颗粒度上满足性能的服务等级协议〔SLA,在SPBM里设置IOPS限制值可以动态的修改在一个集群/存储池,可以为不同虚机/vmdk,提供不同的性能,将原本可能相互影响的负载区分开来用户在图形界面中,可以看到每个vmdk的IOPS值,并通过颜色<绿色、黄色、红色>判断实际IOPS与IOPS限制值的关系图：IOPS限制支持纯IPv6网络VSAN6.2支持在纯IPv6的模式下运行,该功能具有如下特点。可以在仅有IPv6的模式下运行,所有网络通信都通过IPv6网络通过图形界面设置VSAN支持L2或L3组播通过HealthUI进行管理/监控支持IPv4&IPv6混合模式的升级该特性可以满足那些想迁往IPv6的客户需求<例如,政府,服务提供商>。图：支持纯IPv6网络软件校验和〔SoftwareChecksumVSAN6.2的软件校验和功能可以执行数据的端到端校验,它具有如下特性。数据的端到端校验,检测并解决静默磁盘错误软件校验和在集群级别默认是开启的,可以通过存储策略在vmdk级别关闭在后台执行磁盘扫描〔DiskScrubbing如果通过校验和验证发现了错误,则重建数据基于4K的块大小采用CRC32算法〔CPU开销小该功能可以提供更高的数据完整性,自动检测和解决静默磁盘错误〔silentdiskerrors。图：软件校验和详细的性能/容量监控集成到vSphereWebClient里VSAN6.2将详细的性能/容量监控集成到vSphereWebClient里,同时,VSAN还支持第三方厂商的API集成,包括性能分析,故障分析和趋势分析。性能监控性能监控无缝集成在vSphereWebClient里,它可以提供历史和实时的图表,并且可设置时间范围过滤的图表。性能监控允许从vCenter监控现有的工作负载,包括宏观视图：集群延时、带宽和IOPS；以及细颗粒度的视图：每个磁盘,每个磁盘组,每个物理盘〔包括缓存层和持久化层,每个主机,每个虚机,每个vmdk；以及缓存命中率。性能监控的数据,以分布式方式存放在VSAN上。图：性能监控下图是按照每个物理磁盘的监控视图图：按照每个物理磁盘的监控视图下图是按照每个虚机的监控视图图：按照每个虚机的监控视图通过上面描述可以看出,相比以前的版本,VSAN6.2的监控易用性有了很大的改善。容量监控下图是存储容量报告的监控视图图：存储容量报告的监控视图健康检查〔HealthCheck集成到vSphereWebClient内以往HealthCheck是以插件的形式出现,VSAN6.2使之发生很大的变化,将其全部集成到运营管理界面中,也即成为vSphereWebClient内在的一部分。集成更为紧密,而且方便了用户,并且在功能上有如下增强：支持SNMP、客户脚本、通过VC警告发送Email通过集群级别的概览去查看虚机的可用性基于时间的警报触发机制详细的存储空间报表和使用分析〔支持Dedupe等在图形界面内可设置主动地容量的再平衡通过性能的阈值设置警报下面的是VSAN健康测试的视图,它包括模拟一台主机故障,一台主机与vCenter网络失联,VSAN脑裂,VSAN禁用,组播,以及磁盘、组件、主机等的全面检测。图：VSAN健康测试其他改进增强的Horizon集成已经过SAP测试且已就绪适用于VMwarePhoton的VSAN技术预览版ClientCache写操作经由读内存〔可视为延迟更低的缓存类似虚机的数据本地性〔如同CBRC,能显著提升VDI的性能低开销,高性能SparseSwap内存交换里的空间回收在VMwarekernel,而非SPBM里管理；能提升链接克隆的存储利用率在主机高级选项里设置,启用swap的策略,无需空间预留解决方案设计方案概括VirtualSAN集群配置中至少有3台主机或2台主机加上数据中心见证组件。混合结构,每个节点必须至少有一个全新的SSD和一个全新的SAS/SATA/PCI-e磁盘驱动器。全闪存结构,每个节点必须至少拥有两个全新SSD和一个全新SAS/SATA/PCI-e磁盘驱动器,其中一个SSD标记为缓存层,其他一个用于存储容量。这些计算节点并不会专用于VirtualSAN：它们也会为各种正常的vSphere工作负载提供支持。图：基础架构VirtualSAN会在创建群集时"开启"；这样,新的存储资源就会像计算资源一样透明地添加到池中。VirtualSAN可在所有节点之间提供一个集中的数据存储,供虚拟机及其VMDK使用。可以在同一个VirtualSAN数据存储实施多种策略〔冗余、性能,无需预先创建常用的存储池：金级、银级等。VirtualSAN可对所需的策略进行监控,并且只要有足够的资源,也可以根据需要进行自我调整：条带化数据对象、使用更多SSD缓存等。目前,VirtualSAN的数据服务都由vSphere提供：快照、链接克隆、复制、vSphereHA、DRS、VDP,或者通过第三方技术合作伙伴提供。此外,VirtualSAN具有卓越的"节点撤离功能",可以在关闭节点进行维护或更换之前,重新定位正在运行的进程及其相关存储。在vSphere群集中,并非所有节点都需要具有本地存储；没有磁盘的节点可通过网络访问VirtualSAN数据存储。混合架构解决方案运行VirtualSAN的每个服务器节点最多支持5个磁盘组。每个磁盘组有1~7个HDD磁盘,但必须有一个的SSD用于缓存层。这些磁盘可以是内部磁盘,也可以是通过JBOD进行认证的外部磁盘。之所以有磁盘组的概念是因为,允许主机内多个SSD参与读写缓存的工作,并把故障域缩小到一定范围内。图：磁盘组SSD充当分布式读写缓存,并不用于永久保存数据。每个磁盘组只支持一个SDD：70%的SSD容量用于缓存读取,其余30%用于写入。可以在取消向磁盘暂存之前,在两个或两个以上节点之间镜像缓存写入来对该缓存写入进行保护。也可以使用多节点镜像来防止发生磁盘故障和节点故障。全闪存架构解决方案全闪存架构中,所有的磁盘都必须是固态磁盘,运行VirtualSAN的每个服务器节点最多支持5个磁盘组。每个磁盘组有1~7个SSD磁盘用于存储容量,同时必须有至多一个的SSD用于缓存层。SSD充当分布式缓存时,并不用于永久保存数据。每个磁盘组只支持一个SSD最为缓存层：由于全闪存架构的存储容量的也用固态硬盘实现,故读性能不是瓶颈,缓存层SSD100%用于写入。借助于全闪存架构,以及更高的可用性,VSAN6.2除了支持VDI、DR和测试/开发场景之外,还能支持关键的业务应用