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VMware vSAN 架构概述

0x01 什么是vSAN?

vSAN,Virtual SAN(虚拟存储局域网),是vmware公司提出的软件定义存储架构

vSAN是借助软件将服务器本地众多的空白磁盘打造成一个虚拟的共享存储。

vSAN是一种集群功能。通过vSAN将众多主机本地的磁盘创建分布式RAID(根据不同的存储策略,可以是RAID1、RAID5/6等),虚拟机的数据就会存储在这个RAID磁盘上。这个磁盘实际是在每台服务器的本地,但是通过vSAN软件的管理,它几乎可以实现虚拟共享存储的所有功能。

vSAN的本质:将多台安装有ESXi系统的x86服务器上的本地磁盘加以整合,组成磁盘组, 在这之上使用vSphere和vCenter管理,通过内部的万兆网络相连,形成一个大容量的存储,这个存储就叫vSAN存储(vsanDatastore),再在这个存储上通过一定的策略(存储策略),比如使用网络RAID1(默认策略)来建立和组织虚拟机,避免单点故障实现高可用等。

0x02 vSAN要求

vSAN通过内嵌的方式集成在vsphere群集环境中,只要前期满足一定的要求,并做好准备工作,如准备磁盘、配置网络等工作,通过简单的设置,就可以启用vSAN。

  • 主机要求

标准的vSAN群集至少要求配置3台ESXi主机,这样FTT=1(最大允许故障数),但是不能保证某些存储策略的应用,所以一般来说,要准备4~5台ESXi主机才能满足基本的实验要求。 每台服务器必须满足相对应列表的要求,通过列表去选择相应兼容性的设备,此外,每台服务器的内存不应少于8G。这些主机的硬件必须满足兼容性,内存不少于8G

  • 磁盘要求

每台服务器上除了安装有esxi系统的磁盘外,必须要配置至少一块ssd作为缓存盘,另外若干块(≥1)的ssd磁盘(全闪存架构)或者HDD(混合架构)作为数据盘,这些磁盘(缓存盘+数据盘)被vSAN称为一个磁盘组(不包括安装esxi系统的磁盘)。

这些磁盘必须以直通或RAID 0的方式进行交付,就是物理磁盘不能做成硬件RAID0以外的磁盘阵列来提供vSAN的磁盘。

但是并不是vSAN集群中的每个节点都需要提供磁盘组,没有本地存储的主机仍可利用群集中其他主机组成的vSAN分布式数据存储。这些磁盘也要满足一定的条件才能使用vSAN.

0x03 vSAN磁盘配置

  • 网络要求

全闪存架构的vSAN推荐使用10Gb的万兆网络,不建议在小于1Gb千兆的网络上运行vSAN。

0x04 vSAN基本术语

  • 对象

vSAN是基于对象的存储,对象是一个独立的块设备。在之前不用vSAN的情况下,虚拟机是由一组文件组组成,而使用了vSAN之后,虚拟机被划分成多个对象存储块来存储,这些存储块包括:虚拟机主页空间,虚拟机交换文件,vmdk(Hard disk)等。

  • 组件

指的是每个对象具有哪些数据,vSAN是对虚拟机的每个对象做了一个网络RAID 1(默认存储策略下),即对虚拟机主目录、vmdk等做了网络镜像,具有2个组件。这使它们在多台主机上均有副本,达到高可用的目的。这些镜像在vSAN中就称为组件(component),组件的数量与存储策略有关。

虚拟机主页的3个组件

  • 副本

就是组件的数量(不包括见证),vSAN使用RAID的方式来实现高可用的,那么一个对象就存在多个副本来避免单点故障,同样的,副本数量与存储策略有关。我们上面的实验环境使用的是RAID1,副本数为2。

  • 见证(Witness)

一般理解为“仲裁”,是RAID1的一种特殊组件(RAID5/6就没有见证这个组件), 它不包括元数据,仅用于当vSAN发生故障后进行仲裁时用来确定如何恢复。 某些情况下,这个见证可以放在群集外特定的主机上(如在双节点群集或延伸群集中),这个主机被称为见证主机。

  • 磁盘组

每台主机上的缓存盘和容量盘通过声明后,就组成了一个磁盘组,其中缓存盘必须是ssd磁盘,容量盘可以是ssd、SAS或者普通磁盘,容量盘是ssd的就是全闪存架构,容量盘不是ssd的是混合架构。

  • 存储策略

vSAN是基于存储策略的管理(Storage Policy-Based Management),指明虚拟机以何种方式存放于vSAN中,比如允许主机故障数是多少,使用RAID1还是RAID5/6,包含多少个条带(数据分割)等等。

基于存储策略的管理vSAN的核心,所有部署在vSAN上的虚拟机都必须使用一种存储策略。如果没有创建新的存储策略,虚拟机将使用默认策略。 后面将用专门的文章讲述vSAN的存储策略。

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