2015虚拟化VSAN解决方案

浪潮虚拟化VSAN解决方案技术推进部2015年7月浪潮虚拟化VSAN解决方案1浪潮虚拟化VSAN解决方案一、方案背景随着虚拟化技术的不断发展，其应用的规模也是越来越大，但是传统的虚拟化方案中的服务器以中高端的四路或八路产品为主，存储以SAN存储为主来构建。受限于中高端服务器和SAN存储高昂的成本，这种传统的虚拟化存储架构往往令一些想体验虚拟化的小企业、单位或是预算有限的客户望而却步。而VMwareVirtualSAN（VSAN）的出现则很好的解决了这个问题。浪潮依托于自身在服务器存储以及系统架构上的实力，推出了针对VSAN的虚拟化解决方案。二、VSAN简介VMwareVirtualSAN是全新的软件定义的存储层，可以扩展vSphere虚拟化管理程序以将计算和直连存储池化。通过建立服务器直连硬盘和固态硬盘(HDD和SSD)集群，VSAN可创建专门针对虚拟机设计和优化的分布式共享数据存储。VSAN内置在vSphere内核中并采用分布式体系结构：利用SSD提供高性能读/写缓存，利用HDD确保经济高效的数据持久性。该技术基于高度可用的体系结构并且无单点故障。它可以应对磁盘、服务器和网络级别的故障并且不丢失数据，因为它内置了冗余机制，可以为磁盘和主机上的数据透明地存储多个副本。VSAN实现了基于策略的存储管理方法。可以通过将简单策略与各个虚拟机或虚拟磁盘关联起来指定存储属性，如容量、性能和可用性。存储可以根据浪潮虚拟化VSAN解决方案2指定的策略立即完成资源调配和自动配置。无论位于集群中的什么物理位置，虚拟机都会维持自己的独特策略。工作负载条件变化时，VSAN会动态地自行调整并实现负载平衡，以遵守每个虚拟机的策略。三、VSAN的部署要求（1）vSphere要求vCenterServerVSAN至少需要VMwarevCenterServer版本5.5。vCenterServer的MicrosoftWindows版和VMwarevCenterServerAppliance均可管理VSAN。VSAN通过VMwarevSphereWeb客户端进行配置和监控，这同样需要VMwarevCenterServer版本5.5。vSphere一个VSAN至少需要三台vSphere主机(其中每台主机均具有本地存储)以形成受支持的VSAN集群。这样，集群才能达到至少允许一台主机、磁盘或网络发生故障的最低可用性要求。vSphere主机至少需要vSphere版本5.5。浪潮服务器与VMware虚拟化产品进行了完善的兼容性测试，能够完美的兼容VMwarevCenter和VMwarevSphere等。（2）存储要求磁盘控制器SAN集群中的每台vSphere主机均需要一个磁盘控制器。它可以是SAS/SATA主机总线适配器(HBA)或RAID控制器。不过，RAID控制器必须在通常称为直通模式或HBA模式的环境下运行。换言之，它必须能够将底层硬盘浪潮虚拟化VSAN解决方案3驱动器(HDD)和固态磁盘(SSD)作为不具有RAID层的独立磁盘驱动器向上传递。这很有必要，因为如果定义了虚拟机的可用性和性能等策略属性，则VSAN将会管理所有RAID配置。VirtualSAN的硬件兼容性列表(HCL)会列出已通过测试阶段的控制器。浪潮新一代双路服务器支持的高性能的磁盘控制器都与VMware做过兼容性认证，客户可以放心的选用。硬盘驱动器每台vSphere主机在加入VSAN集群时均必须至少具有一块HDD。HDD构成VSAN数据存储的存储容量。附加HDD不仅可以增加容量，还可能提高虚拟机性能。这是因为虚拟机存储对象可能以条带形式供多个磁盘组使用。固态磁盘每台vSphere主机在加入VSAN集群时均必须至少具有一块SSD。SSD可提供写缓冲区和读缓存。主机具有的SSD容量越大，性能就越强，因为可以缓存更多的I/O。浪潮新一代双路服务器最大可以支持25块前置SAS/SATA/SSD磁盘和4块后置磁盘，能够充分满足客户对于服务器本地大存储容量的需求；同时，支持大容量的SSD，可以为VSAN系统提供高性能的写缓冲区和读缓存。（3）网络要求网卡每台vSphere主机必须至少具有一个网卡(NIC)。网卡速度必须能达到1Gb。不过，作为最佳实践，建议使用10Gb网卡。为实现冗余，可以为每台主机配置一组网卡。我们将此视为最佳实践，但不认为这对于构建功能完善的VSAN集浪潮虚拟化VSAN解决方案4群来说是必要的。浪潮新一代双路服务器具有强大的I/O扩展能力，最大支持6个PCI-E3.0插槽，可选集成双千兆或双万兆网卡；同时，可保证足够数量的千兆、万兆网卡的扩展，。支持的虚拟交换机类型VSAN在VMwarevSphereDistributedSwitch(VDS)和vSphere标准交换机(VSS)上均受支持。在初始版本中，不支持其他任何虚拟交换机类型。VMkernel网络在每台vSphere主机上，必须创建用于VSAN通信的VMkernel端口。VMkernel端口标记为VSAN。当集群中的一台vSphere主机拥有特定虚拟机时，此端口将用于集群间的节点通信，也用于读写操作，但组成虚拟机文件的实际数据块位于集群中的另一台vSphere主机上。在这种情况下，I/O必须通过在集群中的主机之间配置的网络进行传输。需要注意的是：并不是VSAN集群中的每个节点都需要有本地存储；没有本地存储的主角仍然能够利用分布式数据存储。VSAN硬件需求浪潮虚拟化VSAN解决方案5四、方案整体架构浪潮虚拟化VSAN方案主要是根据客户需要整合的业务系统对计算、存储、网络等资源的需求，底层的硬件采用双路服务器和万兆以太网交换机，虚拟化采用VMwarevSphere以及VASN等技术，构建整体的虚拟化平台，对外提供业务支持。方案拓扑图如下：2U2U1UOSAPPOSAPPOSAPPOSAPPOSAPP生产业务系统LANvSphere+VSAN4U原有存储设备万兆网络交换机...双路服务器客户端2U原有系统原有SAN2U2U2U...业务迁移1UOSAPPOSAPPOSAPP（1）计算资源的构建鉴于采用VSAN的方式构建存储资源，我们推荐使用新一代的双路服务器构建虚拟化的计算资源池，每台服务器配置2颗IntelXeonE5-2600v3处理器，一个VSAN集群的服务器数量建议在3-64台之间，为满足内存的需求以及考虑到内存的不可超分，建议每台服务器配置128G或更高的内存。（2）存储资源的构建因为VSAN是利用服务器本地存储构建虚拟化的存储资源池，因此建议所有的服务器满配硬盘，以充分利用服务器的存储空间。同时因为VSAN的磁盘组中1块SSD硬盘最多搭配7块HDD，所以每台服务器需配置2-3块用于缓存加速的SSD硬盘，以提高存储的整体性能。浪潮虚拟化VSAN解决方案6（3）网络资源的构建同样是由于VSAN的存储架构，服务器之间需要大量的通信，我们推荐使用万兆的网卡和万兆的以太网交换机，实现各个服务器之间的互联通信，以保障整个系统的性能。因此，推荐每台服务器配置两块万兆网卡。下表是整个方案主要涉及的软硬件产品：序号产品名称基本配置数量1虚拟化服务器浪潮NF5280M42*IntelXeonE5-2600v3，内存128G或以上，2块带缓存的RAID卡，2-3块SSD硬盘，满配，2块万兆网卡3-642万兆以太网交换机1U机架式，48个无阻塞万兆以太网口，万兆以太网端口连接可采用SFP+的光接口方式和无源铜缆方式不论采用哪种连接方式，都可以做到千兆和万兆的双速率支持，使得网络平滑地从千兆向万兆迁移，配备整个系统所需的线缆和模块23VMware虚拟化软件VMwareVSphere5.5版本及以上，VMwarevCenterServer版本及以上6-128五、方案价值新处理器平台的服务器提供更加强劲的计算性能——浪潮NF5280M4采用浪潮虚拟化VSAN解决方案7IntelXeonE5-2600V3平台的处理器，计算性能相比之前的E5-2600V2平台提升70%；专为虚拟机设计的极其简单的存储——VirtualSAN可以大大简化虚拟机的存储调配和管理；在性能相当的情况下，大幅降低总体拥有成本——VSAN利用价格便宜的服务器磁盘和闪存、采用vSphere标准网络连接、减少电源和散热成本并通过自动化提高运营效率，从而大幅度降低存储资本开销和运营开销。