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2016/5/23

多樣機制提升效能及可用性 優化儲存空間管理

概覽VMware VSAN 6.2 新功能加強健康狀態監控

王偉任
新的VSAN 6.2能夠幫助企業或組織建構更高資料可用性,以及儲存資源的高可擴充性與靈活度,並針對All-Flash高階軟體定義儲存運作架構,推出相對應的儲存空間最佳化機制。
近來網路技術發展快速,而VMware Virtual SAN(簡稱VSAN)便是VMware的「軟體定義儲存(Software-Defined Storage,SDS)」技術。簡單來說,透過VSAN技術便能夠將多台x86實體伺服器中配置於實體伺服器的「本機硬碟(Local Hard Disk)」串連起來,進而將叢集內所有叢集節點主機的儲存資源整合起來,成為一個巨大的儲存資源池並且能夠互相共用。

如圖1所示,VMware VSAN最初版本是在2014年3月時隨著vSphere 5.5 Update 1版本開始內建,也就是VMware VSAN 1.0。接著在隔年,也就是2015年3月時隨著vSphere 6.0的發佈,直接與vSphere最新版本對齊成為VSAN 6.0版本(原訂新版本為VSAN 2.0)。

半年後,於2015年9月時推出VSAN 6.1版本,其中最具代表性的功能便是「延伸叢集(Stretched Cluster)」以及「支援2 Nodes VSAN」運作架構。

現在,第四世代的最新VSAN 6.2版本已經在2016年2月時推出,此版本當中的重要特色功能如下:

·重複資料刪除與壓縮:能夠有效減少重複的資料區塊並進行壓縮的動作,最多可達7倍的儲存空間節省效率。

·EC編碼技術:最多能夠讓儲存空間增加2倍,並且可以讓資料靈活度維持不變,同時透過同位元資料保護技術,允許1或2個儲存元件故障損壞,所以也稱為RAID 5/RAID 6。

·QoS服務品質管控:監控及管理每一台VM虛擬主機的IOPS儲存資源,避免部分VM虛擬主機暴增的儲存資源需求,影響到其他台VM虛擬主機的正常運作。

·支援IPv6網路環境:支援IPv4-Only、IPv6-Only、IPv4/IPv6-Both的網路環境。

·IOPS效能監控:可針對不同的對象,例如叢集、ESXi主機、VM虛擬主機等等,即時查看IOPS儲存效能表現,便於管理人員找出效能瓶頸的元兇。

·增強健康狀態監控:除了方便管理人員隨時監控VSAN運作健康狀態外,同時幫助管理人員進行VSAN組態設定上的故障排除作業。


▲圖1 VMware Virtual SAN版本演進及新增功能示意圖。(圖片來源:VMware Virtual SAN Overview)


了解VSAN運作架構

VMware VSAN軟體定義儲存技術,採用「原則(Policy)」方式的儲存管理機制稱之為SPBM(Storage Policy-Based Management)。透過SPBM和vSphere API機制,能夠將儲存資源抽象化並整合為資源池,之後提供給vSphere管理人員佈建VM虛擬主機的能力,並針對不同的VM虛擬主機服務等級,採取不同的VM虛擬主機儲存原則,且依不同等級的VM虛擬主機進行佈建的動作。簡單來說,也就是透過SPBM儲存管理機制,將VM虛擬主機的儲存資源擺放在適合的位置,如圖2所示。


▲圖2 VMware VSAN佈建VM虛擬主機運作概念示意圖。(圖片來源:VMware Virtual SAN Overview)


在儲存空間的運作架構中,支援採用Hybrid儲存資源運作架構,也就是在「磁碟群組(Disk Group)」中,採用PCIe Flash、SSD、Ultra DIMM、NVMe當成資料快取用途,在快取空間方面的比例為30%寫入(Write)以及70%讀取(Read)。至於資料儲存空間,採用儲存空間大但I/O效能較為普通的SAS、NL-SAS、SATA機械式硬碟即可。

若是採用All-Flash儲存資源運作架構,在資料快取的部分則與Hybrid運作架構有很大的差異。

其中,100%寫入(Write)資料快取部分,讓PCIe Flash、SSD、Ultra DIMM、NVMe等快閃記憶儲存資源負責,而100%讀取(Read)資料儲存部分,則是由一般的SSD固態硬碟負責,如圖3所示。


▲圖3 VMware VSAN Hybrid/All-Flash運作架構示意圖。(圖片來源:VMware Virtual SAN Overview)


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