vSphere VMware 軟體定義儲存 儲存虛擬化 VSAN 虛擬化 儲存

跨伺服器硬碟串成儲存池 VSAN規劃建置入門

2015-01-05
計畫導入及部署VMware VSAN運作環境時,有些事項必須特別注意,例如決定採用x86伺服器時,須留意固態硬碟和RAID介面卡以及相關的設定,本文將列舉出可能碰到的問題並提出因應之道。
此外,在運作架構規模方面也有所不同,VSA運作規模最少2台ESXi主機,最多只能3台ESXi主機。而VSAN運作規模最少3台ESXi主機,最多可達32台ESXi主機,如圖4所示。


▲圖4 VSAN架構運作示意圖。(圖片來源:VMworld 2014 – STO1279 – Virtual SAN Architecture Deep Dive)

以下就來介紹建置VSAN時所須注意的事項,以及相關的疑難排解。

如何挑選建置VSAN環境的x86伺服器?

我有興趣建置VSAN環境,可不可以採用資料中心內現有的x86伺服器?如果需要重新採購x86伺服器的話,該如何選擇相關零組件,例如SSD固態硬碟、RAID Card等等?

目前可以有三種方式來選擇要建立VSAN環境的x86伺服器,第一種方式是自行參考VMware VSAN的硬體相容性清單(圖5),然後選擇通過相容性驗證的硬體,這種方式適合IT管理人員採用,將資料中心內現有的x86伺服器,對照VSAN硬體相容性清單內容後,增加或更換某些零組件即可。


▲圖5 VMware VSAN硬體相容性清單。

自行選擇相關伺服器零組件時,有兩個地方需要注意,首先是「固態硬碟(SSD)」的選擇,許多IT管理人員第一個會疑惑的地方是,一般市面上常見的MLC(Multi Level Cell)/TLC(Triple Level Cell)固態硬碟,是否能夠用於VSAN運作環境?

如果只是想測試VSAN運作機制的話是可以的,但若要用於正式營運環境則非常不建議,主要的原因在於在VSAN運作環境中所有的資料I/O動作都必須先經過固態硬碟處理,所以效能不好的固態硬碟會連帶影響VSAN運作效率,再來是非企業等級的固態硬碟,通常無法承受長時間龐大的資料I/O工作負載。所以,將VSAN用於營運環境的固態硬碟,建議採用至少具備20,000 IOPS等級的MLC或SLC固態硬碟。

第二個要注意的地方是「RAID Card」,許多IT管理人員的疑惑是,能否使用x86伺服器上內建的RAID Controller?目前的VSAN為1.0版本,在VMware的官方測試結果當中,採用x86伺服器內建的RAID Controller,除了會發生效能低落的情況外,還可能會造成資料遺失或損壞的情況發生。

此外,在挑選時必須選擇支援Pass-Through Mode(或稱JBOD、HBA Mode),或是RAID-0 Mode的RAID Card。當挑選的是支援RAID-0 Mode時,假若採用的x86伺服器安裝了8顆硬碟,則必須針對「每一顆」硬碟建立RAID-0,而非8顆硬碟一起建立RAID-0,因為VSAN主要功能之一便是掌管所有資料I/O行為,而非底層建立好RAID之後才給VSAN使用,這部分必須特別注意。

那麼,採用Pass-Through Mode或RAID-0 Mode運作VSAN時,哪一種模式的執行效能會比較好呢? 經過VMware官方測試,結果顯示兩種運作模式下的執行效能幾乎相差無幾。

第二、第三種挑選硬體的方式是,採用相關硬體廠商所整合完成的硬體架構。可以選擇通過Virtual SAN Ready Node認證的x86伺服器,再自行安裝vSphere ESXi並建立VSAN Cluster運作環境;或者採用已經將VSAN運作環境預先安裝並載入完成的「超融合基礎架構(Hyper-Converged Infrastructure)」,也就是通過EVO RAIL認證的硬體設備。

如何規劃及估算VSAN的儲存空間?

我已經知道VSAN是將x86伺服器的本地儲存空間,全部串連起來變成一個儲存資源池的概念,那麼該如何規劃及估算屆時所建立的VSAN儲存空間?

VMware官方在2014年8月時,正式發布了一個VSAN資源線上估算的網站Virtual SAN Sizing Tool(http://virtualsansizing.vmware.com),方便用戶將屆時規劃在VSAN上的運作環境進行線上估算。

連上該網站之後,會看到網頁左邊有兩個估算區塊,分別是「VM虛擬主機(Virtual Machine)」和「ESXi主機(Host Hardware)」。顧名思義,在VM虛擬主機的區塊部分,請填入屆時運作在VSAN環境中,VM虛擬主機所會使用到的運算及儲存資源部分,而ESXi主機區塊則輸入x86伺服器的硬體資源。

在Virtual Machine Characteristics區塊中,相關欄位的說明及範例介紹如下(圖6):


▲圖6 VSAN資源線上估算,VM虛擬主機區塊。

·Number of VMs:VM虛擬主機數量,屆時的VSAN環境中預計運作幾台VM虛擬主機,此實作設定為100台VMs。

·Size of VMDK(GB):虛擬磁碟大小,屆時每台VM虛擬主機的虛擬磁碟空間大小(單位為GB),此實作設定為50GB。

·Number of VMDKs per VM:虛擬磁碟數量,屆時每台VM虛擬主機的虛擬磁碟數量,此實作設定每台VM虛擬主機擁有1顆VMDK虛擬磁碟。

·Number of snapshots per VM:快照數量,屆時每台VM虛擬主機的快照數量,此實作設定每台VM虛擬主機建立1份快照。

·VM Memory size(GB):虛擬記憶體空間,屆時每台VM虛擬主機的虛擬記憶體空間大小(單位為GB),此實作設定每台VM虛擬主機擁有4GB記憶體。

·Number of failures to tolerate:容許的故障次數,屆時VSAN環境中所套用的儲存原則設定數值,此實作設定將建立FTT=1的VSAN儲存原則,並套用至所屬的相關VM虛擬主機。

·Number of disk stripes per object:條帶數量,屆時VSAN環境中所套用的儲存原則設定數值,此實作設定將建立Stripe=1的VSAN儲存原則,並套用至所屬的相關VM虛擬主機。


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