I. Khái niệm
VMware vSAN sử dụng phương pháp được xác định bằng phần mềm để tạo bộ nhớ dùng chung cho các máy ảo. Nó ảo hóa các tài nguyên lưu trữ vật lý cục bộ của máy chủ ESXi và biến chúng thành các kho lưu trữ có thể được phân chia và gán cho các máy ảo và ứng dụng theo Qos đc yêu cầu. vSAN được triển khai trực tiếp trong ESXi hypervisor.
Bạn có thể định cấu hình vSAN để hoạt động như một cụm hybrid hoặc toàn flash.
Trong các cụm hybrid, các thiết bị flash được được sử dụng cho lớp bộ đệm và đĩa từ được sử dụng cho lớp dung lượng lưu trữ.
Trong các cụm flash toàn phần, thiết bị flash được sử dụng cho cả bộ nhớ đệm và dung lượng
II. Đặc điểm vsan
1. Shared storage support
vSAN supports VMware features that require shared storage, such as: HA, vMotion, and DRS
2. On-disk format
Hỗ trợ tình mở rộng cao cho công việc snapshot và clone vm mỗi cụm vsan
3. Fault domains
vSAN hỗ trợ cấu hình các Fault domains để bảo vệ máy chủ khỏi sự cố hoặc chasis khi cụm vSAN trải rộng trên nhiều racks or blade server chassis in a data center.
4. All-flash and hybrid configurations
5. iSCSI target service
vSAN iSCSI cho phép máy chủ cư trú bên ngoài cụm vSAN để truy cập vào kho dữ liệu vSAN.
6. Stretched cluster
vSAN hỗ trợ các cụm trải dài trên hai địa điểm địa lý.
7. Support for Windows Server Failover Clusters (WSFC)
8. vSAN health service
Kiểm tra theo dõi, khắc phục sự cố, chẩn đoán nguyên nhân của cluster Component vấn đề và xác định mọi rủi ro tiềm ẩn
9. vSAN performance service
monitor IOPS, throughput, latency, and congestion. You can monitor performance of a vSAN cluster, host, disk group, disk, and VMs.
10. Integration with vSphere storage features
vSAN tích hợp với các tính năng quản lý dữ liệu vSphere truyền thống được sử dụng với bộ lưu trữ VMFS và NFS. Những tính năng này bao gồm snapshot, link clones và vSphere Replication.
11. Virtual Machine Storage Policies
vSAN hoạt động với các chính sách lưu trữ VM để hỗ trợ quản lý lưu trữ. Nếu bạn không chỉ định chính sách lưu trữ cho máy ảo trong quá trình triển khai, Chính sách lưu trữ mặc định vSAN sẽ tự động được chỉ định tới máy ảo.
12. Rapid provisioning
vSAN cho phép cung cấp lưu trữ nhanh chóng trong vCenter Server trong quá trình tạo và triển khai máy ảo
13. Deduplication and compression
Khi bạn kích hoạt tính năng chống trùng lặp và nén trên một Cụm all-flash vSAN, dữ liệu dư thừa trong mỗi disk group được giảm bớt.
Bạn có thể bật tính năng chống trùng lặp và nén dưới dạng cài đặt trên toàn cụm, nhưng chúng được áp dụng a disk group.
14. Data at rest encryption
vSAN cung cấp mã hóa dữ liệu. Dữ liệu được mã hóa sau cùng sau khi xử lý, chẳng hạn như loại bỏ trùng lặp được thực hiện, bảo vệ dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ, trong trường hợp một thiết bị vật lý xóa khỏi cụm.
15. SDK support
The VMware vSAN SDK for Java is an extension of the VMware vSphere Management SDK. It includes documentation, libraries and code examples that help developers automate installation, configuration, monitoring, and troubleshooting of vSAN
III. Các thuật ngữ trong hệ thống vsan
1. Disk group
Là đơn vị lưu trữ dung lượng vật lý trên máy chủ vật lý, cung cấp hiệu suất và dung lượng cho cụm vSAN. Trên mỗi máy chủ ESXi đóng góp các ổ đĩa cục bộ của nó vào một Cụm vSAN, các thiết bị sau đó được tổ chức thành các disk groups.
Mỗi disk groups phải có một thiết bị flash cache và một hoặc nhiều thiết bị ổ đĩa. Những thiết bị Flash được sử dụng để lưu vào bộ đệm được dành riêng cho một disk group duy nhất, không được chia sẻ giữa các disk group và không thể được sử dụng cho các mục đích khác.
Trong các cụm hybrid clusters, thiết bị flash được sử dụng cho lớp bộ đệm và đĩa từ được sử dụng cho lớp dung lượng lưu trữ. Trong cụm all flash, flash thiết bị được sử dụng cho cả bộ nhớ đệm và dung lượng
2. Consumed Capacity
Là dung lượng vật lý được tiêu thụ bởi một hoặc nhiều máy ảo tại bất kỳ thời điểm nào. Nhiều yếu tố xác định dung lượng tiêu thụ, bao gồm kích thước tiêu thụ của VMDK, protection replicas.
3. Object-Based Storage
+ Vsan lưu trữ và quản lý data dưới dạng các object (đối tượng), mỗi obj là 1 logical volume chứa data và metadata được phân phối trên cluster.
Ví dụ: Khi cung cấp một máy ảo trên kho dữ liệu vSAN, vSAN sẽ tạo một tập hợp các đối tượng bao gồm nhiều thành phần cho mỗi đĩa ảo đc tạo ra. Nó cũng tạo ra VM home namespace: là đối tượng chứa lưu trữ tất cả các tệp metadata của máy ảo của bạn. Dựa trên chính sách lưu trữ (storage policy) máy ảo được chỉ định vSAN cung cấp và quản lý từng đối tượng, điều này cũng có thể liên quan đến việc tạo cấu hình RAID cho mọi đối tượng.
+ Khi vSAN tạo một đối tượng cho đĩa ảo và xác định cách phân phối đối tượng đó trong cụm, nó xem xét các yếu tố sau:
* vSAN xác minh rằng các yêu cầu về đĩa ảo được áp dụng sẽ đc cài đặt theo chính sách lưu trữ.
* vSAN xác minh rằng tài nguyên cụm chính xác được sử dụng tại thời điểm cung cấp.
Ví dụ: dựa trên protection policy, vSAN xác định số lượng replicas cần tạo. The performance policy xác định số lượng bộ đệm đọc flash được phân bổ cho mỗi bản sao và số lượng stripes sẽ phải tạo cho mỗi bản sao và nơi đặt chúng trong cụm.
* vSAN liên tục theo dõi và báo cáo tình trạng tuân thủ chính sách của đĩa ảo. Nếu bạn tìm thấy bất kỳ trạng thái chính sách không tuân thủ, bạn phải khắc phục sự cố và giải quyết
* vSAN xác minh rằng các thành phần cần thiết đc bảo vệ, chẳng hạn như mirrors and witnesses, được đặt trên máy chủ riêng biệt hoặc fault domains.
Ví dụ: để xây dựng lại các thành phần khi bị lỗi, vSAN tìm kiếm Máy chủ ESXi đáp ứng các quy tắc về vị trí trong đó các thành phần bảo vệ của đối tượng máy ảo phải được đặt trên hai máy chủ khác nhau hoặc trên các miền bị lỗi.
4. vSAN Datastore
Sau khi bạn bật vSAN trên một cụm, một kho dữ liệu vSAN duy nhất sẽ được tạo. Nó xuất hiện dưới dạng một loại datastores khác trong danh sách datastores có sẵn bao gồm Virtual Volume, VMFS và NFS. vSAN datastore có thể cung cấp các service khác nhau cho từng máy ảo hoặc từng đĩa ảo. TRONG Máy chủ vCenter, các đặc tính lưu trữ của kho dữ liệu vSAN xuất hiện dưới dạng tập hợp các khả năng (capabilities). Bạn có thể tham chiếu các khả năng này khi xác định chính sách lưu trữ (storage policy) cho máy ảo. Khi bạn triển khai sau này máy ảo, vSAN sử dụng chính sách này để đặt các máy ảo theo cách tối ưu dựa trên yêu cầu của từng máy ảo.
+ A vSAN datastore có các đặc điểm cụ thể cần xem xét:
* vSAN cung cấp một kho dữ liệu vSAN duy nhất có thể truy cập được đối với tất cả các máy chủ trong cụm, cho dù chúng có đóng góp lưu trữ cho cụm hay k . Mỗi máy chủ cũng có thể gắn kết bất kỳ kho dữ liệu nào khác, bao gồm Virtual volume, VMFS hoặc NFS.
* Bạn có thể sử dụng Storage vMotion để di chuyển các máy ảo giữa các kho dữ liệu vSAN, kho dữ liệu NFS, và kho dữ liệu VMFS.
* Chỉ có đĩa từ hoặc thiết bị flash được sử dụng cho dung lượng cụm (capacity) mới có thể đóng góp vào dung lượng kho dữ liệu. các thiết bị được sử dụng cho bộ đệm flash không được tính là một phần của kho dữ liệu.
5. Objects and Components
Mỗi đối tượng bao gồm một tập hợp các thành phần, được xác định bởi các khả năng mà đang được sử dụng trong Storage Policy.
Ví dụ: với Primary level of failures to tolerate đặt thành 1, vSAN đảm bảo rằng các thành phần bảo vệ, chẳng hạn như replicas and witnesses, được đặt trên các máy chủ riêng biệt trong vSAN, trong đó mỗi bản sao là một thành phần đối tượng. Ngoài ra, trong cùng một chính sách, nếu Number of disk
stripes per object định cấu hình thành hai hoặc nhiều hơn, vSAN cũng stripe đối tượng trên nhiều capacity devices và mỗi stripe được coi là một thành phần của đối tượng được chỉ định.
vSAN chứa các loại đối tượng sau:
6. VM Home Namespace
The virtual machine home directory where all virtual machine configuration files are stored, such as .vmx, log files, vmdks, and snapshot delta description files.
7. VMDK
A virtual machine disk or .vmdk file that stores the contents of the virtual machine’s hard disk drive.
8. VM Swap Object
Created when a virtual machine is powered on.
9. Snapshot Delta VMDKs
Created when virtual machine snapshots are taken.
10. Memory object
Created when the snapshot memory option is selected when creating or suspending a virtual machine.
11. Virtual Machine Compliance Status: Compliant and Noncompliant
Một máy ảo được coi là noncompliant khi một hoặc nhiều đối tượng của nó không đáp ứng được yêu cầu của chính sách lưu trữ (storage policy ) được chỉ định, với Compliant thì ngược lại
Ví dụ: Trạng thái chuyển noncompliant khi 1 trong các bản copy (replicas) k thể truy cập đc.
12. Component State: Degraded and Absent States
- Degraded: khi vSAN phát hiện lỗi thành phần vĩnh viễn và xác định rằng thành phần bị lỗi không thể phục hồi về trạng thái làm việc ban đầu. Kết quả là vSAN bắt đầu xây dựng lại các thành phần bị xuống cấp ngay lập tức. Trạng thái này có thể xảy ra khi một thành phần trên một thiết bị bị lỗi.
- Absent States: khi vSAN phát hiện lỗi thành phần tạm thời trong đó các thành phần, bao gồm tất cả dữ liệu của nó, có thể khôi phục và đưa vSAN về trạng thái ban đầu. Trạng thái này có thể xảy ra khi bạn khởi động lại máy chủ hoặc nếu bạn rút phích cắm thiết bị khỏi máy chủ vSAN. vSAN bắt đầu xây dựng lại các thành phần ở trạng thái vắng mặt sau khi chờ 60 phút.
13. Object State: Healthy and Unhealthy
Dựa vào tham số type and number of failures ta có các trạng thái như sau:
- Healthy: Khi có ít nhất một nhân bản đầy đủ của RAID 1 hoặc số lượng tối thiểu phân đoạn đc yêu cầu của dữ liệu có sẵn (stripe)
- Unhealthy: khi không có sẵn nhân bản đầy đủ hoặc yêu cầu tối thiểu số lượng phân đoạn dữ liệu không có sẵn cho các đối tượng RAID 5 hoặc RAID 6. Nếu ít hơn 50 phần tram đối tượng có phiếu bầu thì đối tượng đó không khỏe mạnh.
Nhiều lỗi trong cụm có thể gây ra đối tượng trở nên không lành mạnh. Khi trạng thái hoạt động của một đối tượng được coi là không lành mạnh thì nó ảnh hưởng đến tính khả dụng của VM liên quan.
14. Witness
Witness là thành phần chỉ chứa metadata và không chứa bất kỳ dữ liệu ứng dụng. Nó đóng vai trò là yếu tố quyết định liên quan đến tính khả dụng các thành phần còn lại của datastore sau khi xảy ra lỗi. Một Witness tiêu tốn khoảng 2 MB dung lượng cho metadata trên kho dữ liệu vSAN khi sử dụng định dạng trên đĩa 1.0 và 4 MB cho định dạng trên đĩa cho phiên bản 2.0 trở lên.
vSAN duy trì số đại biểu bằng cách sử dụng hệ thống bỏ phiếu bất đối xứng trong đó mỗi thành phần, có thể có nhiều hơn một phiếu bầu để quyết định sự sẵn có của các đối tượng. Trên 50% số phiếu bầu tạo nên đối tượng lưu trữ của VM phải luôn có thể truy cập được để đối tượng được xem xét có sẵn. Khi tất cả các máy chủ có thể truy cập được 50 phần trăm phiếu bầu trở xuống, đối tượng sẽ không thể truy cập được nữa vào kho dữ liệu vSAN.
15. Storage Policy-Based Management (SPBM)
Khi sử dụng vSAN, bạn có thể xác định các yêu cầu về lưu trữ máy ảo, chẳng hạn như performance and availability, dưới hình thức một chính sách. vSAN đảm bảo rằng các máy ảo được triển khai vào kho dữ liệu vSAN được gán ít nhất một chính sách lưu trữ máy ảo. Khi bạn biết các yêu cầu lưu trữ của máy ảo của mình, bạn có thể xác định chính sách lưu trữ và gán chính sách cho máy ảo của mình. Chính sách vSAN với Primary level of failures to tolerate set to 1, mỗi đối tượng đc ghi xuống 1 đĩa và
thin provisioned virtual disk. Để có kết quả tốt nhất, hãy xác định chính sách lưu trữ máy ảo của riêng bạn, ngay cả khi các yêu cầu trong chính sách của bạn giống như những yêu cầu được xác định trong chính sách lưu trữ mặc định
16. So sánh vSAN and Traditional Storage
vSAN và bộ lưu trữ truyền thống cũng khác nhau ở những điểm chính sau:
* vSAN không yêu cầu bộ lưu trữ nối mạng bên ngoài để lưu trữ các tập tin máy ảo, chẳng hạn như trên Kênh sợi quang (FC) hoặc Mạng vùng lưu trữ (SAN).
* Sử dụng bộ nhớ truyền thống, người quản trị bộ nhớ sẽ phân bổ trước không gian lưu trữ trên các hệ thống bộ nhớ khác nhau. vSAN tự động biến tài nguyên lưu trữ vật lý cục bộ của máy chủ ESXi thành một kho lưu trữ duy nhất. Các nhóm này có thể được phân chia và gán cho các máy và ứng dụng ảo theo yêu cầu về chất lượng dịch vụ của họ.
* vSAN không hoạt động giống như các khối lưu trữ truyền thống dựa trên các chia sẻ LUN hoặc NFS. iSCSI dịch vụ đích sử dụng LUN để cho phép bộ khởi tạo trên máy chủ từ xa truyền dữ liệu cấp khối đến thiết bị lưu trữ trong cụm vSAN.
* Một số giao thức lưu trữ tiêu chuẩn, chẳng hạn như FCP, không áp dụng cho vSAN.
* vSAN được tích hợp cao với vSphere. Bạn không cần các plug-in chuyên dụng hoặc bảng điều khiển lưu trữ để vSAN, so với lưu trữ truyền thống. Bạn có thể triển khai, quản lý và giám sát vSAN bằng cách sử dụng vSphere Client hoặc vSphere Web Client.
* Quản trị viên lưu trữ chuyên dụng không cần quản lý vSAN. Thay vào đó là quản trị viên vSphere có thể quản lý môi trường vSAN.
* Với vSAN, các chính sách lưu trữ VM được tự động chỉ định khi bạn triển khai các VM mới. Kho lưu trữ chính sách có thể được thay đổi linh hoạt khi cần thiết.