分布式存儲架構VMware VSAN的優勢與特性

摘要：當前云計算技術快速發展，越來越多的應用、數據部署在云平臺上，分布式存儲是云計算技術的基礎性技術和典型應用，經過大量的研究與實踐發現，在實施分布式存儲架構時，VMwareVSAN架構技術具有高性能、可伸縮性、高兼容性、分布性等優良特性。本文對VMwareVSAN架構進行了描述，并歸納總結了其與傳統SAN相比較的六個顯著特征。

關鍵詞：分布式存儲;虛擬化;云計算

中圖分類號：TP3

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）04-0287-02

收稿日期：2019-10-25

作者簡介：陳振暉（1976—），男，廣東五華人，高級講師，研究方向為云計算技術、移動網絡技術理論與實踐。

Virtual-SAN在分布式存儲項目中被廣泛地使用，簡稱VSAN，它是VMware針對軟件定義數據中心（SDDC）范圍中的軟件定義分布式存儲的典型代表，通常被簡稱為軟件定義存儲。從設備形態和架構的角度來講：它將傳統集中存儲體系SAN（Storage Area Network存儲區域網絡）進行了抽象，并且將存儲架構分散到多臺物理主機之上，這屬于一種對存儲設備的虛擬化行為。經過這種抽象之后，形成虛擬的SAN（VSAN），虛擬機的SAN仍然具備共享特性，仍然是屬于共享存儲的范圍，換言之：計算虛擬化中的高級特性如熱遷移、高可用性HA、容錯機制FT等都可以與分布存儲VSAN無縫融合。那么VSAN與傳統的SAN相較，它到底有什么差異、優勢、特性呢？關鍵六點如下：

1）VSAN突破了傳統SAN設備的性能限制

2）VSAN能同時提供存儲架構的橫向和縱向擴展

3）VSAN由軟件方式定義，所以用戶完全可以使用工業標，準硬件

4）VSAN實現了分布式的災難保護機制

5）VSAN與VMware的虛擬化內核融合，使其部署簡單

6）VSAN具備更粒度化的存儲策略

1 VSAN突破傳統SAN設備的性能限制

眾所周知，傳統的SAN設備存在機頭、緩存、網絡等方面的瓶頸，只能擴展存儲容量等問題，因為傳統的SAN設備一般支持2-16控機頭，然而分布式存儲支持線性擴展。分布式存儲中的每臺主機都至少有一個控制器，一般而言：分布式存儲可以擴展到4000多個節點，從而突破了傳統SAN設備機頭瓶頸的限制;除此之外，傳統的SAN設備的緩存也有瓶頸，通常傳統SAN設備的緩存是以GB為單位，而分布式存儲的緩存可擴展到TB級，分布式存儲中的每個節點都要提供緩存;傳統FC-SAN網絡的速度一般是8G或者10G，而分布式存儲可以提高網絡帶寬，可高達40G或者56G，而且以后可能會更高。

2 VSAN能同時提供存儲架構的橫向和縱向擴展

分布式存儲是通過建立分布式存儲群集將分散在各個主機上的存儲資源整合成池，這種方式同時支持存儲架構的橫向和縱向擴展。無論是橫向擴展還是縱向擴展都將對存儲的性能和容量有所提高，具體如圖1所示，所謂橫向擴展就是在現在分布式群集中增加主機節點，那么一旦有新主機加人，新主機將攜帶它的SSD用作緩存，硬盤用作存儲容量，這將對整個分布式群集的性能和存儲容量有所提高;所謂縱向擴展就是為分布式存儲群集中的某臺主機增加資源，包括擴大SSD的容量、增加控制器和硬盤。

3 VSAN由軟件方式定義，用戶完全可以使用工業標準硬件

分布式存儲通常都是由軟件的方式來定義，由于采用軟件定義存儲，所以可以使用工業標準的硬件，只要這些硬件品牌在具體分布式存儲廠商的HCL中即可，這就將原本存儲廠商的專用設備變為了通用設備，用戶選擇彈性更大，從長期考慮，投人成本更低。

4 VSAN實現了分布式災難保護機制

傳統SAN存儲設備是在集中的磁盤組上通過RAID陣列來對數據執行災難保護，所以在規劃傳統SAN存儲時，需要首先為磁盤組規劃陣列，再到陣列之上建立VG，在VG之上建立LUN，傳統SAN的災難保護被限制在硬盤機框內，是集中式的災難保護，因為它一般不使用網絡，注意在此所強調的是集中式的災難保護一般不使用網絡，而不是指備份不使用網絡。

分布式存儲采取分布式RAID，分布式RAID使用網絡，將虛擬磁盤分散到多臺物理主機和磁盤上進行存儲，并為虛擬磁盤及數據提供災難保護，虛擬機的VMDK映像將作為一個存儲對象，在由VSAN構建的數據存儲過程中，存儲對象被作為兩個完全相同的副本，分別被寫入到虛擬主機A和B的硬盤中，如果其中一臺主機故障不會發生數據丟失和停止服務的事件，單純從冗余角度講這就是RAID-1，但是此處的RAID-1與傳統SAN中的RAID-1是有區別的，因為此時的RAID-1是通過分布式存儲網絡來形成的RAID-1，分布式RAID-1不會被限制在同一機框內。

5 VSAN與VMware的虛擬化內核融合，使其部署簡單

在分布式存儲這個概念出臺之前，用戶在計算虛擬化項目前期需要花費巨大的精力和成本，投人到存儲系統的建設之上，然而現在則不再需要這樣做了。部分廠商將分布式存儲與虛擬化內核（Hypervisor）完全融合，從某種程度上講這種軟件高度融合的方式使存儲成為一種基于內核的解決方案，形成一種將計算虛擬化和存儲虛擬化融合的平臺，使其用戶可以快速同步計算虛擬化和存儲虛擬化的部署。

6 VSAN具備更粒度化的存儲策略

傳統存儲之上的虛擬機存儲策略主要作用是保障虛擬機能被存入到滿足其服務性能的數據存儲中，而不是隨意地對虛擬機進行存放，這相當于是對虛擬機存儲的一種QOS保障技術。但是分布式存儲中的虛擬機存儲策略更加的粒度化、更加靈活，它可以在不去重構存儲底層的前提下，去指定虛擬機可以掛載的硬盤數，鏡像副本數，能夠為虛擬機甚至于一塊虛擬硬盤選擇正確的數據存儲，為存儲對象去設定讀取緩存的預留空間、對象空間預留強制置備等。

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[通聯編輯：張薇]