vSAN 技術(shù)原理  

SAN 是 VMware 提供的一種分布式存儲(chǔ)解決方案，通過(guò)聚合 ESXi 主機(jī)的本地存儲(chǔ)資源（HDD、SSD）創(chuàng)建共享存儲(chǔ)池，用于支持虛擬機(jī)的高性能和高可用性存儲(chǔ)需求。

分布式 RAID

VSAN的關(guān)鍵特性包括：

• 自動(dòng)分層存儲(chǔ)：根據(jù)數(shù)據(jù)的活躍程度自動(dòng)將數(shù)據(jù)放置在不同類型的存儲(chǔ)介質(zhì)上。
• 復(fù)制和故障切換：為確保數(shù)據(jù)的高可用性，VSAN會(huì)在集群中的不同節(jié)點(diǎn)之間復(fù)制數(shù)據(jù)。
• 性能優(yōu)化：通過(guò)智能的數(shù)據(jù)布局和緩存機(jī)制，VSAN能夠提供卓越的性能。
• 易于管理和部署：VSAN的配置和管理非常直觀，可以通過(guò)vSphere Web Client進(jìn)行。
• 數(shù)據(jù)冗余方式：

RAID-1（同步鏡像）：性能優(yōu)先，每個(gè)存儲(chǔ)對(duì)象有多個(gè)副本。

RAID-5/6（校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑喝萘績(jī)?yōu)先，通過(guò)校驗(yàn)數(shù)據(jù)保護(hù)存儲(chǔ)對(duì)象。

存儲(chǔ)策略

存儲(chǔ)策略是 vSAN 的核心功能之一，允許管理員為每個(gè)虛擬機(jī)甚至虛擬磁盤單獨(dú)設(shè)置性能和可用性要求：

• 容忍主機(jī)或磁盤故障數(shù)。
• 數(shù)據(jù)條帶數(shù)（提高性能）。
• 容錯(cuò)方法（RAID 模式選擇）。

vSAN 存儲(chǔ)特性 

 RAID-5 和 RAID-6 支持

RAID-1 和 RAID-5/6 的存儲(chǔ)機(jī)制對(duì)比

• RAID-1（鏡像模式）

例如：存儲(chǔ)一個(gè) 100GB 的虛擬磁盤需要 200GB 的總?cè)萘俊?/p>

每一份數(shù)據(jù)都需要完整的副本，冗余度高。

容忍 1 次主機(jī)或磁盤故障的情況下，存儲(chǔ)需求是數(shù)據(jù)大小的 2 倍。

• RAID-5（單校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?/li>

例如：存儲(chǔ) 100GB 的虛擬磁盤，需要 75% 的容量，即 133.33GB，節(jié)省了約 33% 的空間。

數(shù)據(jù)以條帶形式分布在 3 臺(tái)主機(jī)上，第 4 臺(tái)主機(jī)存儲(chǔ)校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

糾刪碼（Erasure Coding）：VSAN 引入了糾刪碼技術(shù)，類似于 RAID-5 的奇偶校驗(yàn)機(jī)制，但更為靈活和高效。糾刪碼可以在單個(gè)磁盤故障的情況下保護(hù)數(shù)據(jù)完整性。

校驗(yàn)數(shù)據(jù)占用 1/n 的容量（n 是主機(jī)總數(shù)），因此實(shí)際數(shù)據(jù)只需占用 n-1/n 的容量。

圖片

RAID-6（雙校驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?/h4>

例如：存儲(chǔ) 100GB 的虛擬磁盤，需要 66.67% 的容量，即 150GB，節(jié)省了約 50% 的空間。

數(shù)據(jù)分布在 4 臺(tái)主機(jī)上，另外 2 臺(tái)主機(jī)存儲(chǔ)校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

雙重冗余：VSAN 可以配置為在多個(gè)磁盤上存儲(chǔ)多個(gè)副本或使用更復(fù)雜的糾刪碼方案，以提供類似于 RAID-6 的雙重冗余保護(hù)。這通常通過(guò)配置存儲(chǔ)策略來(lái)實(shí)現(xiàn)，確保數(shù)據(jù)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上分布并具有足夠的冗余。

校驗(yàn)數(shù)據(jù)占用 2/n 的容量，因此實(shí)際數(shù)據(jù)只需占用 n-2/n 的容量。

圖片

存儲(chǔ)策略	RAID模式	FTT	條帶寬度	占用空間
高性能策略	RAID-1	1	1	200GB
節(jié)省空間策略（1）	RAID-5	1	1	133.33GB
節(jié)省空間策略（2）	RAID-6	2	1	150GB
無(wú)容錯(cuò)策略	無(wú)	0	1	100GB

為什么 RAID-5 和 RAID-6 節(jié)省空間

• RAID-1 是完全復(fù)制機(jī)制，需要完整的鏡像副本，存儲(chǔ)效率最低。相比之下，RAID-5 和 RAID-6 通過(guò)校驗(yàn)數(shù)據(jù)替代部分鏡像數(shù)據(jù)，大幅減少了冗余占用空間。
• 冗余校驗(yàn)比率的降低：

RAID-5 每寫入 3 份數(shù)據(jù)只需 1 份校驗(yàn)數(shù)據(jù)（25% 冗余）。

RAID-6 每寫入 4 份數(shù)據(jù)只需 2 份校驗(yàn)數(shù)據(jù)（33.33% 冗余）。

性能與容量的權(quán)衡

性能優(yōu)先：選擇 RAID-1，可以提供更高的 I/O 性能。

容量?jī)?yōu)先：選擇 RAID-5/6，可在性能稍作犧牲的情況下大幅節(jié)約存儲(chǔ)空間。

條帶化增強(qiáng)性能vSAN

支持 RAID-0 條帶化，虛擬磁盤數(shù)據(jù)可分布到多個(gè)物理磁盤上，提升性能。但條帶化并非所有場(chǎng)景都需要，適用場(chǎng)景需根據(jù)業(yè)務(wù)需求評(píng)估。

vSAN 的部署方法  

部署前準(zhǔn)備

1.硬件要求

• 每臺(tái)主機(jī)至少 1 塊 SSD（緩存層）和 1 塊 HDD/SSD（容量層）。
• 網(wǎng)絡(luò)連接：推薦 10Gbps 網(wǎng)絡(luò)，保證主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸性能。

2.集群需求

• RAID-1：至少 3 臺(tái)主機(jī)。
• RAID-5：至少 4 臺(tái)主機(jī)。
• RAID-6：至少 6 臺(tái)主機(jī)。

3.環(huán)境要求

• vSphere 環(huán)境：安裝并配置 vCenter 和 ESXi 主機(jī)。
• 許可：確保 vSAN 許可激活。

配置步驟

1. 啟用 vSAN 功能

在 vCenter 中創(chuàng)建或編輯集群，勾選 vSAN 選項(xiàng)。

2. 檢查硬件和磁盤兼容性

確保主機(jī)中的磁盤滿足 vSAN 的硬件兼容性要求，可以通過(guò) VMware Compatibility Guide 檢查。

3. 在 vCenter 中配置 vSAN 存儲(chǔ)池

標(biāo)記磁盤用途：標(biāo)記合適的磁盤為緩存層或容量層。

創(chuàng)建磁盤組：每個(gè)磁盤組由 1 塊緩存層磁盤和最多 7 塊容量層磁盤組成。

4. 配置存儲(chǔ)策略

設(shè)置容錯(cuò)方式（RAID 模式）、容錯(cuò)數(shù)（FTT）、條帶寬度及預(yù)留容量。

5. 應(yīng)用存儲(chǔ)策略

在虛擬機(jī)部署或磁盤配置時(shí)直接選擇存儲(chǔ)策略。

6. 測(cè)試與驗(yàn)證

使用 vSAN 健康檢查工具驗(yàn)證配置是否符合最佳實(shí)踐。

總 結(jié)  

vSAN 通過(guò)分布式存儲(chǔ)架構(gòu)將性能與容量需求相結(jié)合，為虛擬化環(huán)境提供高效的存儲(chǔ)解決方案。其靈活的存儲(chǔ)策略和多種容錯(cuò)方式使其在高可用性、擴(kuò)展性和性能上具備顯著優(yōu)勢(shì)。企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求，合理規(guī)劃和部署 vSAN，充分發(fā)揮其技術(shù)潛能。