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詳解實體／虛擬網路架構完美實作VSAN環境

從實體網路環境到虛擬化網路環境，只要遵循VMware官方的最佳作法和建議來規劃設計，就能夠打造出高效能且具備靈活性的VSAN軟體定義儲存環境。

此外，在網路頻寬的規劃上也非常重要。舉例來說，VSAN儲存網路環境建議採用10Gbps網路頻寬環境，雖然1Gbps網路環境也能運作但是會造成VSAN儲存效能上的問題，因為在1Gbps網路環境中假設重建儲存空間為12TB時，那麼儲存資源節點主機之間的資料同步作業將需要24小時以上。

即便規劃10Gbps網路頻寬環境搭配Leaf-Spine網路架構，後續在規劃VSAN叢集時也必須考量實務上儲存資源節點主機的放置及環境。

舉例來說，如圖5所示可以看到為10Gbps網路頻寬的Leaf-Spine網路架構，機櫃1中為編號1?16儲存資源節點主機，而機櫃2為編號17?32儲存資源節點主機，倘若只是單純將這32台儲存資源節點主機建立1個VSAN容錯網域的話，那麼屆時在儲存資源節點主機之間的溝通網路頻寬，將會因為比例（4:1）的關係而可能只達到2.5Gbps的水準。

▲圖5 VMware VSAN採用Leaf-Spine網路架構示意圖。（圖片來源：VMware白皮書 – VMware Virtual SAN 6.2 Network Design Guide）

因此，建議在這樣的運作環境中建立3個VSAN容錯網域（Fault Domains），假設每台儲存資源節點主機原始儲存空間為10TB，當設定FTT=1時將會有6TB空間用於保護VM虛擬主機。

在這種情況下，將會有四分之三（也就是30Gbps）可以進行重建資料的動作，並且在沒有發生磁碟資源爭奪的情況下只需26分鐘即可完成，即便重建資料儲存空間達12TB並且頻寬少到10Gbps，重建時間也僅需要156分鐘即可完成。

建立多路徑路由環境

目前許多企業或組織已經在資料中心網路環境內建立STP機制，以防止網路環境發生迴圈的情況，同時在Layer 2網路環境內也應建立ECMP（Equal-Cost Multi-Path routing）（圖6）、SPB（Shortest Path Bridging）或TRILL（Transparent Interconnection of Lots of Links）等等多路徑路由或最短路徑等機制。

▲圖6 ECMP多路徑路由運作示意圖。（圖片來源：VMware – Reference Design for VMware NSX）

同樣地，在VMware VSAN運作環境中皆支援這些網路拓撲基礎架構，重要的是必須良好規劃設計VSAN叢集中ESXi成員主機的「東-西」向網路。

根據VMware官方的最佳作法，在VSAN叢集同一個容錯網域內的ESXi成員主機間，除了確保東西向網路具備低延遲網路時間外，在實體交換器的部分應該採用「交換機堆疊」（Switch Stack）的運作架構，以滿足高可用性及網路頻寬輸送量的需求。

認識IP MultiCast

簡單來說，「IP多點傳送」（IP Multicast）機制是可以「1對多」或「多對多」的IP網路通訊技術。一般而言，建議將VSAN運作環境建立於Layer 2網路環境中，以便降低複雜度及管理成本。倘若，將VSAN運作環境建立於Layer 3網路環境，那麼實體網路一定要建立IP Multicast機制。

在IP多點傳送運作環境中，使用的IP多點傳送位址稱為「多點傳送群組」（Multicast Group，MG）。同時，在預設情況下，當VSAN叢集建立時便會自動分配IP多點傳送位址給節點主機，預設的VSAN多點傳送群組位址是「224.1.2.3」，而VSAN多點傳送群組代理程式位址為「224.2.3.4」。

在VSAN叢集運作環境中，叢集節點主機透過VMkernel Port以IP多點傳送機制，透過IGMP（Internet Group Management Protocol）互相傳送Metadata以及加入或離開VSAN叢集等資訊，同時在叢集節點主機之間也是透過IP多點傳送機制，互相偵測對方是否存活。

在預設情況下，VSAN叢集會採用IGMP v3版本進行「交涉」（Negotiate）的動作，倘若網路環境不支援IGMP v3的話，那麼就會採用IGMP v2進行交涉。至於VMware最佳作法，則建議在Layer 3網路環境中採用一致的IGMP版本即可。

在VSAN叢集運作環境中，倘若叢集節點主機之間必須跨越多個子網路時，便需要採用PIM（Protocol Independent Multicast）機制，並且支援四種模式以便因應不同的應用情境，譬如PIM-DM（PIM Dense Mode）適用於1對多環境，PIM-SM（PIM Sparse Mode）同樣適用於1對多環境，當Layer 3網路環境僅支援IGMP v2時便建議採用此種模式，Bi-PIM（Bidirectional PIM）適用於多對多環境，而PIM-SSM（PIM Source-Specific Multicast）適用於多對多環境，且完全支援IGMP v3環境中使用，如圖7所示。