本章講述了Virtual SAN底層的架構(gòu)細(xì)節(jié)。我們已經(jīng)提起過(guò)不少vSAN架構(gòu)的內(nèi)容，包括使用閃存作為I/O的緩存、將vSAN功能展現(xiàn)出來(lái)的VASA角色、虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略、見(jiàn)證盤(pán)以及對(duì)于直通 RAID控制器的需求等等。
本章將深入探討這些特性，并介紹由vSAN引入的一些新的架構(gòu)概念和術(shù)語(yǔ)。盡管大多數(shù)vSphere管理員不會(huì)接觸這些底層的結(jié)構(gòu)，但是對(duì)組成vSAN的服務(wù)具有一些大致的了解對(duì)排錯(cuò)或分析日志文件還是有用的。在探討這些底層細(xì)節(jié)之前，讓我們首先來(lái)介紹一個(gè)vSAN的核心概念：分布式RAID。
1 分布式RAID
vSAN通過(guò)使用分布式RAID(或換句話說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)上的RAID)，為虛擬機(jī)提供高可用性和最佳的性能。從可用性角度來(lái)說(shuō)，分布式RAID意味著vSAN環(huán)境可以容忍一臺(tái)或多臺(tái)ESXi主機(jī)(或主機(jī)上的組件例如磁盤(pán))故障而繼續(xù)為其上所有的虛擬機(jī)提供其全部功能。而為了確保虛擬機(jī)性能最佳，vSAN分布式RAID提供了將虛擬磁盤(pán)散布到多個(gè)物理磁盤(pán)和主機(jī)上去的能力。
然而，值得說(shuō)明的一點(diǎn)是，通過(guò)使用存儲(chǔ)策略，虛擬機(jī)的可用性和性能現(xiàn)在可以針對(duì)單臺(tái)虛擬機(jī)來(lái)設(shè)置，事實(shí)上，更精確的說(shuō)法是可以針對(duì)單塊虛擬磁盤(pán)來(lái)設(shè)置。管理員可以通過(guò)存儲(chǔ)策略來(lái)定義一臺(tái)虛擬機(jī)可以容忍多少主機(jī)故障或者多少磁盤(pán)故障，并可以定義一塊虛擬磁盤(pán)可以散布到多少主機(jī)和磁盤(pán)上。如果通過(guò)把允許的故障數(shù)設(shè)為0來(lái)特別選擇不在存儲(chǔ)策略中配置可用性要求，那么主機(jī)或磁盤(pán)的故障就肯定會(huì)影響虛擬機(jī)的可用性。
在早期的發(fā)布版本中，vSAN在主機(jī)之間只使用RAID-1(同步鏡像)來(lái)滿足對(duì)系統(tǒng)中存儲(chǔ)對(duì)象的可用性和可靠性的要求。虛擬機(jī)存儲(chǔ)對(duì)象的鏡像拷貝(副本)數(shù)量取決于虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略，特別是允許的故障數(shù)要求。根據(jù)虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略的不同，一塊虛擬磁盤(pán)最多可在一個(gè)vSAN上擁有3個(gè)副本。默認(rèn)情況下，vSAN總是會(huì)在部署虛擬機(jī)的時(shí)候?qū)⒃试S的故障數(shù)設(shè)置為1，即對(duì)每個(gè)部署在vSAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上的虛擬機(jī)，其虛擬機(jī)存儲(chǔ)對(duì)象都有一個(gè)副本拷貝，這就是關(guān)聯(lián)在vSAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上的默認(rèn)策略。不過(guò)這可以在虛擬機(jī)置備時(shí)通過(guò)選擇不同的策略來(lái)改變。
vSAN 6. 2引入了2種新的RAID類型：第一個(gè)是RAID-5，第二個(gè)是RAID-6。當(dāng)虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略中的容錯(cuò)方法(failure tolerance method)設(shè)置成“容量”而不是默認(rèn)的“性能”的時(shí)候才會(huì)被創(chuàng)建出來(lái)。引入這些新的分布式RAID類型的目的是為了節(jié)省空間使用。RAID-5和RAID-6都不使用鏡像而是使用分布式校驗(yàn)機(jī)制來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)。對(duì)于RAID-5，數(shù)據(jù)分布在3臺(tái)ESXi主機(jī)的3塊硬盤(pán)上，計(jì)算出來(lái)的校驗(yàn)數(shù)據(jù)則存放在第4臺(tái)ESXi主機(jī)的第4塊硬盤(pán)上。校驗(yàn)數(shù)據(jù)并不是總存放在同一臺(tái)主機(jī)的同一塊硬盤(pán)上，而是分布式的，如圖1所示。
圖1 分布式校驗(yàn)的RAID-5部署
RAID-5配置可以容忍一個(gè)主機(jī)故障，RAID-6則是設(shè)計(jì)用來(lái)容忍兩個(gè)主機(jī)故障的。在RAID-6配置中，數(shù)據(jù)分布在4臺(tái)ESXi主機(jī)上的4塊硬盤(pán)上，而計(jì)算出來(lái)的校驗(yàn)數(shù)據(jù)則保存在另外兩臺(tái)ESXi主機(jī)上的另兩塊硬盤(pán)上。這樣，如果你想要使用RAID-6配置的話，總共需要6臺(tái)ESXi主機(jī)。校驗(yàn)數(shù)據(jù)還是分布式存放的，如圖5-2所示。
圖2 分布式校驗(yàn)的RAID-6部署
可以節(jié)省的空間計(jì)算如下：用RAID-1方式部署一個(gè)100GB的VMDK對(duì)象來(lái)容忍一個(gè)故障需要在vSAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上消耗總共200GB容量；用RAID-5方式會(huì)消耗133.33GB。類似的，如果用RAID-1方式部署一個(gè)100GB的VMDK對(duì)象來(lái)容忍兩個(gè)故障，需要在vSAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上消耗總共300GB的容量；用RAID-6方式則消耗總共150GB容量。
如在第四章中討論過(guò)的，管理員現(xiàn)在需要在性能和容量之間進(jìn)行選擇。如果性能是管理員絕對(duì)最終目標(biāo)，那么容錯(cuò)方法應(yīng)該使用RAID-1(仍是默認(rèn)值)。如果管理員不需要性能最好，而更關(guān)心容量的使用，那么容錯(cuò)方法或許應(yīng)該選擇RAID-5/6。
根據(jù)每個(gè)對(duì)象的磁盤(pán)帶數(shù)的策略設(shè)置，一個(gè)虛擬磁盤(pán)對(duì)象可能會(huì)被條帶化到很多物理磁盤(pán)上來(lái)達(dá)到期望的性能要求。可以通過(guò)RAID-0增強(qiáng)虛擬機(jī)存儲(chǔ)對(duì)象的性能，不過(guò)條帶配置并不總是增強(qiáng)性能的必要條件。在本章稍后我們將解釋原因，并說(shuō)明在什么時(shí)候在虛擬機(jī)存儲(chǔ)策略中增加VMDK的條帶寬度可以帶來(lái)性能提升。
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