VMWARE VSAN的特点与要求,与优缺点

VSAN的特点与要求，与优缺点

VMware VSAN主要有5个特点：

1、运行在标准x86服务器上

2、分布式集群，把VM数据文件打散放在多个主机上，每个服务器的本地存储网络池化

3、使用SSD作为读写缓存加速层，混合型策略，由SSD提供性能，普通机械硬盘提供容量，适用的市场范围更广

4、VSAN中没有LUN也不需要做RAID 5或者RAID 0+1，使用VMDK为单位的对象存储，所有虚拟化性能、容量、调优设置和存储策略改变都是在VMDK范围中完成的

5、VSAN嵌入vSphere内核中，I/O数据路径短且性能高，管理员可以通过简单的点击操作与许可密钥配置启用VSAN功能，可以在vCenter界面管理VSAN。

需要注意的是，部署VMware VSAN有以下一些必备条件：

- 一个集群配置至少3台主机

- 所有3台主机都必须提供存储（vSphere 5.5 U1或者更高版本）

- 本地连接的磁盘必须包括SSD和HDD

- 网络连接支持1Gb和10Gb以太网（建议实际环境使用10Gb以太网，否则性能影响非常大）

在VSAN规划中，SSD的70%容量用于读缓存，缓存那些被VMDK文件频繁读写的数据，另外30%容量用于写缓存，缓存由VMDK文件发起的写I/O，速度高于机械硬盘。SSD写满的情况下会通过异步操作把SSD写好的数据同步“沉淀”到机械磁盘中。由此可见，SSD是VSAN中非常重要的一层，作为读写缓存极大地提升了性能。


-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Q：vsan的优点和缺点有哪些？

A：利用本地服务器的磁盘空间，降低共享存储的采购成本和维护成本，在性能上利用SSD盘提高读写的性能。缺点是目前所有存储品牌均能支持SSD缓存，而且vsan使用本地硬盘的空间，意味着日后存储空间的扩容没有传统存储那么容易，毕竟本地存储的磁盘槽位是有限的，而且多台服务器本地raid卡的故障点也是需要考虑的问题。而且vsan的授权要求是每一台物理主机需配置授权许可，总授权数量的成本并不比传统存储的低，甚至更高。


Q：vSAN的使用场景有哪些？

A：目前vsan仍然处于beta测试阶段，第一个版本是vSphere5.5提出的（目前最新的vSphere6.0的上一个版本），技术并未真正成熟，现阶段典型的应用场景主要以桌面虚拟化，开发测试环境为主。


Q:VSAN支持异构服务器吗？

A:不完全支持，使用vsan之前必须先参考vsan对服务器的兼容性列表（主要是raid卡和磁盘类型的支持）


------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

要设置VSAN，必须满足一定的软硬件需

求，用户必须拥有vSphere、
vCenter与VSAN的授权，vSphere主机的磁盘也须满足必要的规格，例如：

VSAN的软件授权需求

VSAN的设定与管理都是透过vSphere Web Client接口存取vCenter来进行，需要5.5 Update 1以上版本的vCenter，vCenter的Windows版或Appliance版都可以用来管理VSAN。

VSAN至少需要3台vSphere主机来建立一个丛集环境，vSphere必须是5.5 Update 1以上版本。

VSAN本身的组件已内含于最新的vSphere 5.5 Update 1中，只要购买对应的授权即可启用。

VSAN的授权包括几种不同型式，如按vShpere主机处理器数的单独购买型式、针对VDI的授权、从上一代VSA产品升级等，详见后文的说明。

VSAN的丛集节点硬件需求

VSAN对丛集中各节点vSphere主机有3个较特别的硬件需求。

首先，VSAN要求直接控制底层的磁盘驱动器，所以若vSphere主机安装有RAID卡的话，必须关闭RAID卡的RAID功能，让VSAN以直通方式(pass-thru)存取硬盘。

其次，VSAN丛集中每一台vSphere主机，必须至少分配1台硬盘纳入VSAN的储存池，并提供至少1台SSD充当读取与写入快取，SSD可以是SAS/SATA型式，或PCIe型式。

第三，VSAN丛集中每一台vSphere主机必须至少有1张网络卡，理论上可以使用GbE网络卡，不过VMware建议使用10GbE网络卡(因应高可用性等功能所带来的背景I/O需求)，为了避免单一网络端口或网络卡失效问题，最好是配备1组网络卡。

VMware官方网站上提供了已通过Virtual SAN兼容认证过I/O控制器、磁盘驱动器与SSD等周边的产品列表，还有认证过的整机服务器清单，这些认证过的整机服务器产品被称为Virtual SAN Ready Node。一般来说，多数x86服务器主机与相关周边硬件都可以运行VSAN，只有目前尚未标准化的PCIe SSD必须特别注意兼容性，必须名列VMware兼容列表中的PCIe SSD产品，才能在VSAN中使用。

VSAN的架构与运行方式

VSAN可在最少3台、最多32台vSphere主机间，建立1个具备高可用性保护能力的共享datastore，以用于VM对象的储存。丛集中的每台vSphere主机，最多可将35台本机硬盘纳入VSAN的datastore，所以每个VSAN丛集最多可支持1,120台硬盘。而且管理者可随时将额外的vSphere主机、或个别vSphere上的额外硬盘，添加进VSAN丛集，而不会影响VSAN的运作。

为了确保数据的可用性，VSAN采用了分布式RAID概念，来因应个别磁盘或个别节点的故障失效。管理者可透过VSAN的政策设定接口，设定失效容许数量(Number of Failures to Tolerate)属性，来决定个别VM能容许多少台vShpere主机或磁盘失效，而仍能维持数据完整。

依管理者设定的失效容许

数量不同，VSAN会替VM对象产生不同数量的复本(Replica)，并分散存放到
不同节点上，当某一个节点、或节点上的硬盘失效，导致原先的VM对象无法被存取时，可透过每个datastore上的保存了每个对象metadata信息的Witnesses数据，将存取需求导向完好的VM复本。

VSAN的SSD快取功能

VSAN的架构提供2种访问机制来提高I/O效能。

第1种是使用大容量的SSD来作为读取与写入快取。

每台VSAN节点是以磁盘群组(disk group)作为磁盘组态基本单位，每个磁盘群组可容纳最少1台、最多7台硬盘，并搭配1台SSD来充当快取，而每台VSAN节点最多可配置5个磁盘群组，每个磁盘群组都含有1台快取用SSD，所以每个节点最多含有5台作为快取的SSD。

利用大容量的SSD作为读取快取，可大幅减少存取底层硬盘的机率，有效降低读取的I/O延迟;写入快取则是作为写入I/O的缓冲区，写入I/O会先进入SSD上的写入缓冲区中，然后再由SSD缓冲区写入底层磁盘，藉此加快写入速度。系统默认以70%的快取用SSD容量作为读取快取，30%容量作为写入快取。

如同所有储存系统的写入快取机制，必须预防系统失效导致写入数据遗失的问题，VSAN会依据管理者为VM设定的失效容许数量属性，当每一笔VM数据写入某台VSAN节点的SSD写入快取缓冲区时，也会同时平行写入到其他VSAN节点的SSD写入快取缓冲区，可确保任一节点失效时，其他节点仍保存有完整的写入数据。

第2种机制是磁盘Stripe

管理者可透过设定stripe数值，将每个储存对象的复本以1MB为单位、分割到多台硬盘上分散存放。Stripe的效果对于读取与写入各有不同，对于写入I/O来说，由于会先进入VSAN的SSD写入缓冲区中，stripe无法发挥太多帮助，不过对于读取I/O来说，若SSD快取区未能命中、必须从底层硬盘读取数据时，透过stripe方式可同时从多台硬盘读取数据，便能有效提高读取速度。

视用户环境中个别节点所含有的硬盘数量，以及管理者设定的Stripe数值，Stipe所分布的硬盘可在同一台主机或多台主机上(若设定的Stripe数值大于单一主机所含有的硬盘数量，则系统就会跨多台主机、以将足够数量的硬盘来作为stripe使用)。

VSAN与其他功能的兼容性

VSAN可兼容于VMware vSphere大多数的附属功能，包括HA、vMotion、DRS、vSphere Replication与VDP等，加入VSAN丛集的vSphere主机仍可正常的运行前述功能，就连Storage vMotion也可正常使用，可在VSAN的datastore与一般的NFS/VMFS datastore之间，以Storage vMotion迁移VM。

不过受先天架构的限制，Storage DRS、DPM(Distributed Power Management)、SIOC(Stor

age I/O Control)与SRM等几项功能，均无法用于VSAN。

其中对于Storage DRS来说，由于在VSAN丛集中只允许1个dat
astore，与Storage DRS必须建立含有多个datastore的datastore丛集相比，运作方式存在根本的不同。在VSAN丛集中也不允许使用会自动关闭vSphere主机电源的DPM功能，这将会影响到数据的可用性。

至于用于调节储存设备I/O效能的SIOC功能，在VSAN上已有更进步的I/O机制可以替代，所以不使用SIOC。类似的，vSphere 5.5新增可使用Flash内存作为读取快取的vFRC(vSphere Flash Read Cache)功能，由于VSAN已内含了自身的SSD快取功能，所以也没有使用vFRC功能的必要。

另外必须搭配后端外接储存设备远程复制功能的SRM(Site Recovery Manager)异地备援机制，在VSAN环境中也不提供，不过可以Hypervisor端的vSphere Replication功能来替代。

「vSphere Only」的VSAN

VSAN所建立的储存空间是仅供VMware VM对象存放使用的datastore，所以是一种「vSphere Only」的产品，只适用于VMware环境。

如果面对的是混合有多种Hypervisor或实体、虚拟主机并存的环境，就必须另外搭配其他储存产品使用，或是改用可适用于异质环境的SAN、NAS等通用型储存设备。