入门小结

vmwarevSAN入门小结

本文主要介绍vmwarevSAN的简介。边肖认为这很好。现在分享给大家，给大家一个参考。来和边肖一起看看吧。

一、背景介绍

1。简要介绍vsphere的共享存储背景

vSphere的一个重要功能是封装虚拟机。虚拟机是以文件的形式存在的，可以随意复制，比如。vmx虚拟机配置文件和vmdk数据文件。

vSphere下还有集群的概念。群集被视为一个资源池。凭借vSphere的许多高级功能，业务可以在集群中的任何主机上运行，因此无需担心单个主机出现故障。

如下图所示，vSphere的故障恢复机制HA可以将故障主机上的虚拟机迁移到其他主机上运行。

但是，这个功能的前提是共享存储。一个存储可以同时连接多台服务器，同时读取数据。如果任何一个节点出现故障，数据不会受到影响，然后其他服务器可以使用这些数据快速恢复业务。

双头冗余存储如下:

2.简单比较一下共享存储和分布式存储。

本地存储一直以可靠性高、稳定性好、功能丰富著称。但存储扩展性差、价格高、数据连接困难等问题容易导致数据孤岛的形成，造成数据中心管理维护高。

分布式存储:数据存储在网络上许多独立的设备中。通常，标准x86服务器连接到网络，相关存储软件(如vSAN)在其上运行。系统整体向外界提供存储服务。

二。虚拟存储区域网简介

1。官方介绍

什么是vSAN可以理解为基于服务器集群的软件定义的分布式存储。

的存储管理程序是由软件实现的，只有软件才能开发，灵活快捷，适应企业的各种存储需求。分布式访问可以将数据和IO访问分散到多个节点上，这样整个存储系统的容量和性能都会随着节点的增加而线性增加。

图示如下:

VMwarevSAN聚合本地或直接连接的数据存储设备，并创建一个由vSAN群集中的所有主机共享的存储池。VSAN消除了对外部共享存储的需求，并简化了存储配置和虚拟机配置。

VSAN是ESXi虚拟机管理程序中包含的一个分布式软件层，它与VMwarevSphere完全集成。VSAN支持需要共享存储的vSphere功能，如高可用性(HA)、vMotion和分布式资源调度器(DRS)。虚拟机存储策略使您能够定义虚拟机存储要求和功能。

vSAN集群中的每个主机都可以为集群提供存储。这些存储设备组合起来创建一个vSAN数据存储。混合vSAN集群使用闪存设备作为缓存层，磁盘驱动器使用容量层。全闪存vSAN集群将闪存设备用于缓存层和容量层。这种架构创建了针对虚拟环境设计的闪存优化和灵活的共享数据存储。

2，虚拟存储区域网络概念

基于存储策略的管理(SPBM)是软件定义的存储的一个关键元素。此时，vSAN的特性之一，通过SPBM和vsphereAPI，将底层存储技术表现为一个具有多种功能的抽象存储空池，呈现给管理员进行部署。

您可以配置混合集群或全闪存集群。在混合群集中，闪存用于缓存，磁盘用于容量，而在全闪存群集中，闪存同时用于缓存和容量。(缓存和容量的结合让存储性能更好，全闪存更快)

本地存储设备必须至少有一个闪存缓存设备和一个容量设备。

每个节点需要提供存储资源、访问资源和管理程序。

通常需要万兆以太网交换机。

主机上的设备将形成一个或多个磁盘组，每个磁盘组包含一个闪存设备和一个或多个永久存储容量设备。每个主机上可以配置多个磁盘组。

3。vSAN功能和特性

特点:

vSAN内置于vSphere内核中，在vSphere内核中实施，并与vsphere无缝集成，有助于优化性能和可靠性。

读/写(I/O)缓存。vSAN通过服务器端闪存中的内置缓存，加快了读写磁盘I/O的速度，并最大限度地减少了存储延迟。

内置故障保护，使用分布式RAID和缓存镜像来确保当磁盘、主机或网络发送故障时，数据永远不会丢失。

无中断容量可扩展性，您可以通过向群集中添加主机或磁盘来轻松扩展vSAN数据容量，而不会造成中断。

以虚拟机为中心的基于策略的管理。该解决方案使用可自动转换为系统配置的策略语句来降低存储需求，并将它们与每个虚拟机或虚拟磁盘相关联。通过这种方法，IT可以立即调配存储资源，严格遵守服务级别协议(SLA)。

vSAN具有自我调节存储和动态存储负载平衡功能，可自动为每台虚拟机保持指定的存储容量、性能和可用性级别，不会出现中断。这项技术可以与VMwareVSPheredistributedresourcescheduler互 *** 作，以实现端到端技术和存储负载平衡。

通过集成vSpheredataservices，该解决方案利用vSpheresnapshot、克隆、VMwarevSphereDataProtection和vSphereReplication跨群集或站点提供数据保护、备份、快速克隆和数据传输，以实现灾难恢复。

与vSpherewebclient集成

广泛的硬件兼容性

该解决方案可与horizonview和VMwarevCenterSiteRecoveryManager互 *** 作，可与HORIZONVIEW和灾难恢复环境以及vCenterSiteRecoveryManager一起部署在虚拟桌面基础架构(VDI)环境中。

功能:

共享存储支持，vSAN支持需要共享存储的VMware功能，如HA、vMotion和DRS。例如，如果一台主机过载，DRS可以减少虚拟机向群集中其他主机的迁移。

fulljustabunchdisks(JBOB)在刀片服务器环境中支持JBOB。如果您的集群包含刀片服务器，您可以使用连接到刀片服务器的JBOB存储来扩展数据存储容量。

全闪存和混合配置

磁盘格式，vSAN6.6支持磁盘虚拟文件格式5.0，根据vSAN集群提供高度扩展的快照和克隆管理支持。

容错域，vSAN支持容错域的配置。当vSAN集群化岳数据中心的多个机架或刀片服务器机箱时，可以防止主机出现机架或机箱故障。

扩展集群，vSAN支持扩展集群，可以跨越两个地址位置。

VSAN运行状况服务包含一些预配置的运行状况检查测试，可以执行运行状况检查和故障排除，诊断集群组件中问题的原因，并识别任何潜在的风险。

VSAN性能服务，包含用于监控IOPS、吞吐量、延迟和拥塞的统计图表。您可以监控vSAN集群、主机、磁盘组、磁盘和虚拟机的性能。

与vSphere存储功能的集成，以及与常用于VMFS和NFS存储的vSphere数据管理功能的集成，包括快照、链接克隆、vSphereReplication和用于数据保护的vSphereAPIs。

虚拟机存储策略和域虚拟机存储策略的组合可以支持以虚拟机为中心的存储管理方法，例如用户分配，这将自动减少虚拟机的vSAN默认存储策略。

快速配置，vSAN可以在创建和部署期间快速配置vCenterserver中的存储。

4。关于虚拟存储区域网的一些名词和术语

化学池

单机内部连接

服务器之间的连接

故障域

为了保证数据不会丢失和被修复，数据的存储位置必须有一定的要求。同一虚拟机的相同数据必须存储在不同的主机上。

如果其中一个失败，就需要一个仲裁机制来确保只有一个数据是活动的和最新的，否则就会引起冲突。

这种vSAN最简单的体系结构只允许一台主机出现故障，只要故障是在一台主机上发送的。

下面是vSAN故障域的简单说明。在vSAN中有一个词叫做FTT(容错)。允许多少台主机同时出现故障？由FTT决定的虚拟机数据保护级别也决定了群集所需的最小数量。集群中的主机数量=2n+1，n=FTT的值。

差异化服务

可以通过存储策略为不同的对象区分不同的服务。

示例:

1为虚拟机设置存储策略A(FTT=1，不保留缓存，IOPS限制为100)

2为虚拟机设置存储策略B(FTT=2，预留10%ssd缓存，不限制IOPS)

磁盘组

磁盘组是主机上的物理存储容量单元，也是为vSAN集群提供性能和容量的物理设备组。在vSAN群集中提供其本地设备的每台esxi主机上，设备以磁盘组的形式进行组织。

每个磁盘组必须有一个闪存缓存设备和一个或多个容量设备。

每个磁盘组至少1个SSD+1~7个快速HDD，每台主机不超过5个磁盘组。

用于缓存的设备不能在磁盘组之间共享，也不能用于其他目的。单个缓存设备必须专用于单个磁盘组。在混合群集中，闪存设备用于缓存层，磁盘用于存储容量层。

建议使用多个磁盘组分散数据，因为比如ssd故障会使所有磁盘组数据无法访问，分散数据可以有效降低这种故障的影响。

所有容量

All是指一个或多个虚拟机在任何时候使用的物理容量。使用的容量由许多因素决定，包括VMDK、用于容纳副本的容量技术等。当缓存较大时，不考虑用于容纳副本的容量。

基于对象的存储

1)vSAN以灵活的数据容器(即对象)的形式存储和管理数据。对象的数据和元数据分布在集群中的逻辑卷中，例如每个VMDK，每个快照也是一个对象。在vSAN数据存储上配置虚拟机时，vSAN会为每个虚拟磁盘创建一组由多个组件组成的对象。

2)根据分配的虚拟机存储策略，vSAN单独配置和管理每个对象，甚至可以设计为每个对象创建一个RAID配置。

3)当vSAN为虚拟磁盘创建对象并确定如何在集群中分配对象时，将考虑以下因素:

A.vSAN确认已根据指定的虚拟机存储策略设置了应用程序虚拟磁盘要求。

B.vSAN确认使用正确的集群资源进行配置。例如，vSAN根据保护级别确定要创建的副本数量，性能策略确定分配给每个副本的闪存读缓存量、创建的磁带数量以及每个副本在群集中的位置。

C.vSAN持续监控和保护虚拟磁盘的策略合规性状态。如果发现任何不符合的策略状态，则有必要进行故障排除并解决基本问题。

d、必要时，可以编辑虚拟机的存储策略设置。更改存储策略设置不会影响虚拟机访问。更改虚拟机的存储策略设置时，vSAN可能会启动对象重新创建过程，然后重新同步这些对象。

E.vSAN确认所需的保护组件(如镜像和认证)位于不同的主机或容错域中。

VSAN数据存储

1)在集群上启用vSAN后，将创建一个单独的vSAN数据存储，它可以为每个虚拟机或每个虚拟机磁盘提供不同的服务级别。

1)需要考虑vSAN数据存储的特殊特征。

A.vSAN在集群中提供一个可供所有主机(无论是否有设备)访问的单一vSAN数据存储。每个主机可以装载任何其他数据存储，包括虚拟卷、VMFS或NFS。

B.您可以使用StoragevMotion在vSAN数据存储、NFS数据存储和VMFS数据存储之间移动虚拟机。

c仅用于容量的磁盘和闪存设备可以提供数据存储容量，用于闪存缓存的设备不计入数据存储。

D.在自动磁盘声明模式下，当具有容量的主机被添加到vSAN集群或者容量设备被添加到任何集群成员时，vSAN数据存储的资本化将动态增长。

和对象组件。

1)每个对象由一组组件组成，例如。vmx、日志文件、vmdk、快照增量描述文件等。

2)vSAN数据存储保护以下对象类型:

一、虚拟机主页命令空

所有虚拟机配置文件都存储在虚拟机主目录中，例如。vmx、日志文件、vmdk(vmdk磁盘描述文件fvmdk-lag是磁盘文件)、快照增量描述文件等。

VMDK

虚拟机或者。vmdk文件用于存储虚拟机硬盘的内容。

c、虚拟机交换对象

虚拟机启动时创建-SWDK文件。

D.快照增量VMDK

在生成虚拟机快照时创建。

3)vSAN组件是对象块。这些对象分布在机器中的多个主机上，以便允许同时发送多个故障并满足性能要求。

4)vSAN使用分布式RAID架构将数据分发到整个集群。

5)组件的分发主要采用两种技术:

条带化(RAID0)

镜像(RAID1)

6)基于对象策略定义来决定要创建多少组件副本。

虚拟机合规状态:合规和不合规

当一个或多个对象不能满足分配的存储策略的要求时，虚拟机被视为不符合。例如，如果无法访问镜像副本，状态可能会变为不合规。如果满足虚拟机域的存储策略中定义的要求，则虚拟机的状态为合规。在“虚拟磁盘”页面的“物理磁盘位置”选项卡中，您可以确定虚拟机对象的合规状态。

组件状态:降级和不存在状态

退化了。如果检测到永久性故障，并且确定它无法恢复到原始工作状态，则该组件将处于降级状态。

不会，vSAN检测到临时构建故障，在这种情况下，组件及其已知数据可以恢复，vSAN可以恢复其原始状态，然后组件处于不存在状态，这可能发生在主机重新启动或设备从vSAN主机中拔出时。等待60分钟后，vSAN将重建不存在的组件。

对象状态:正常和异常。

根据群集中故障的类型和数量，对象可能处于以下状态之一:

正常，当至少RAID1映像可用或所需的最少数据段可用时，对象被视为处于正常状态。

不会，如果没有可用的完整镜像，或者如果RAID5或RAID6对象不满足最小数据段数，则该对象将被视为异常。如果某个对象的票数少于50%，则该对象异常。如果集群中有多个故障，对象可能会异常，虚拟机的可用性会受到影响。

证书

仅包含元数据，但不包含任何实际应用程序数据的组件。如果发送了潜在故障，当需要确定正常数据存储组件的可用性时，它可以用作te断路器。如果使用磁盘格式1.0，将占用vSAN数据存储中2mb空的存储元素，如果使用2.0或更高版本，将占用4mb空。

6.0及更高版本将通过投票系统保持仲裁，其中每个组件可能使用多个投票来确定对象的可用性，如果组成虚拟机存储对象的投票超过50%，vSAN数据存储将不再能够访问该对象，不可访问的对象可能会影响相关虚拟机的可用性。

条纹

这是一种自动平衡多个物理磁盘上的I/O负载的技术。条带化技术是将一个连续的数据分成许多小部分，并存储在不同的磁盘上。这使得多个进程可以同时访问数据的多个不同部分，而不会导致磁盘重读。而且在需要对这类数据进行顺序访问时，可以获得成都最大的I/O并行度，从而获得非常好的性能。

图例如下:

每个对象的磁盘条带数

存储对象每个副本的硬盘数量。

基于存储策略的管理(SPBM)

使用vSAN时，可以以策略的形式定义虚拟机的存储要求，如性能和可能性。vSAN可以确保至少为已部署到vSAN数据存储的虚拟机分配一个虚拟机存储策略。当您知道虚拟机的存储要求时，您可以定义存储策略并将它们分配给虚拟机。如果在部署虚拟机时不应用存储策略，vSAN将自动分配默认的vSAN策略。允许故障的主要级别配置为1，每个对象一个磁带，一个精简配置的虚拟磁盘。为了获得最佳效果，您应该定义自己的虚拟机存储策略，即使您的策略要求与默认存储策略中定义的要求相同。

RubyvSphere控制台(RVC)

RVC，它提供了用于管理和排除vSAN集群故障的命令行界面。RVC可以提供群集范围的尝试，而不是esxcli提供的以主机为中心的尝试，并且与vcsa捆绑在一起，不需要单独安装。

vSpherePowerCLI

添加了vSAN的命令行脚本支持，这有助于自动执行配置和管理任务。

vSAN观察器

它是RVCS上允许的基于web的工具，可用于性能分析和vSAN集群监控。使用vSANObserver，您可以查看容量层的性能统计数据、物理磁盘组的统计数据、CPU的当前负载、vSAN内存池的使用情况以及内存对象在vSAN集群中的分布情况。

5。虚拟存储区域网的核心理念

提高现有资源的利用率

降低运营和维护成本

提高硬件和应用程序的可用性

实现运营灵活性。

提高桌面的可管理性和安全性。

6。通过vspherewebclient实现的主要功能

vMotion、DRS和HA等高级功能都基于该技术。

DRS动态资源分配技术使运行在多个物理服务器上的虚拟机实现负载均衡。当检测到服务器的负载接近阈值时，可以通过vMotion技术进行在线迁移。

DPM可以结合DRS功能，将多个低负载的虚拟机集中在少数几个物理服务器上，关闭无用的，从而省电。当负载增加时，未使用的物理服务器将被加电，并通过DRS实现负载平衡。

StoragevMotion存储在线迁移技术允许运行的虚拟机存储资源从一个存储设备迁移到另一个存储设备。

数据保护数据保护功能，可以备份虚拟机。

高可用性，当一台物理服务器出现故障时，受影响的虚拟机可以迁移到其他服务器上。

FT容错，在不同的物理服务器上运行两台完全相同的虚拟机，提供最高级别的冗余，即使一台物理服务器出现故障，终端业务也不会运行。

复制，可以将虚拟机的所有映像复制到另一个站点，用于灾难恢复和数据安全。

参考:https://docs.VMware.com/cn/VMware-VSPhere/6.5/com.VMware.VSPhere.virtualsan.doc/GUID-18f531e9-FF08-49F5-9879-8e46583d4c70.html

参考:https://new.qq.com/omn/20180717/20180717G0AUBL.html

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