分布式存储架构VMware VSAN的优势与特性

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　　摘要：当前云计算技术快速发展，越来越多的应用、数据部署在云平台上，分布式存储是云计算技术的基础性技术和典型应用，经过大量的研究与实践发现，在实施分布式存储架构时，VMwareVSAN架构技术具有高性能、可伸缩性、高兼容性、分布性等优良特性。本文对VMwareVSAN架构进行了描述，并归纳总结了其与传统SAN相比较的六个显著特征。
　　关键词：分布式存储;虚拟化;云计算
　　中图分类号：TP3
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）04-0287-02
　　收稿日期：2019-10-25
　　作者简介：陈振晖（1976—），男，广东五华人，高级讲师，研究方向为云计算技术、移动网络技术理论与实践。
　　Virtual-SAN在分布式存储项目中被广泛地使用，简称VSAN，它是VMware针对软件定义数据中心（SDDC）范围中的软件定义分布式存储的典型代表，通常被简称为软件定义存储。从设备形态和架构的角度来讲：它将传统集中存储体系SAN（Storage Area Network存储区域网络）进行了抽象，并且将存储架构分散到多台物理主机之上，这属于一种对存储设备的虚拟化行为。经过这种抽象之后，形成虚拟的SAN（VSAN），虚拟机的SAN仍然具备共享特性，仍然是属于共享存储的范围，换言之：计算虚拟化中的高级特性如热迁移、高可用性HA、容错机制FT等都可以与分布存储VSAN无缝融合。那么VSAN與传统的SAN相较，它到底有什么差异、优势、特性呢？关键六点如下：
　　1）VSAN突破了传统SAN设备的性能限制
　　2）VSAN能同时提供存储架构的横向和纵向扩展
　　3）VSAN由软件方式定义，所以用户完全可以使用工业标，准硬件
　　4）VSAN实现了分布式的灾难保护机制
　　5）VSAN与VMware的虚拟化内核融合，使其部署简单
　　6）VSAN具备更粒度化的存储策略
　　1 VSAN突破传统SAN设备的性能限制
　　众所周知，传统的SAN设备存在机头、缓存、网络等方面的瓶颈，只能扩展存储容量等问题，因为传统的SAN设备一般支持2-16控机头，然而分布式存储支持线性扩展。分布式存储中的每台主机都至少有一个控制器，一般而言：分布式存储可以扩展到4000多个节点，从而突破了传统SAN设备机头瓶颈的限制;除此之外，传统的SAN设备的缓存也有瓶颈，通常传统SAN设备的缓存是以GB为单位，而分布式存储的缓存可扩展到TB级，分布式存储中的每个节点都要提供缓存;传统FC-SAN网络的速度一般是8G或者10G，而分布式存储可以提高网络带宽，可高达40G或者56G，而且以后可能会更高。
　　2 VSAN能同时提供存储架构的横向和纵向扩展
　　分布式存储是通过建立分布式存储群集将分散在各个主机上的存储资源整合成池，这种方式同时支持存储架构的横向和纵向扩展。无论是横向扩展还是纵向扩展都将对存储的性能和容量有所提高，具体如图1所示，所谓横向扩展就是在现在分布式群集中增加主机节点，那么一旦有新主机加人，新主机将携带它的SSD用作缓存，硬盘用作存储容量，这将对整个分布式群集的性能和存储容量有所提高;所谓纵向扩展就是为分布式存储群集中的某台主机增加资源，包括扩大SSD的容量、增加控制器和硬盘。
　　3 VSAN由软件方式定义，用户完全可以使用工业标准硬件
　　分布式存储通常都是由软件的方式来定义，由于采用软件定义存储，所以可以使用工业标准的硬件，只要这些硬件品牌在具体分布式存储厂商的HCL中即可，这就将原本存储厂商的专用设备变为了通用设备，用户选择弹性更大，从长期考虑，投人成本更低。
　　4 VSAN实现了分布式灾难保护机制
　　传统SAN存储设备是在集中的磁盘组上通过RAID阵列来对数据执行灾难保护，所以在规划传统SAN存储时，需要首先为磁盘组规划阵列，再到阵列之上建立VG，在VG之上建立LUN，传统SAN的灾难保护被限制在硬盘机框内，是集中式的灾难保护，因为它一般不使用网络，注意在此所强调的是集中式的灾难保护一般不使用网络，而不是指备份不使用网络。
　　分布式存储采取分布式RAID，分布式RAID使用网络，将虚拟磁盘分散到多台物理主机和磁盘上进行存储，并为虚拟磁盘及数据提供灾难保护，虚拟机的VMDK映像将作为一个存储对象，在由VSAN构建的数据存储过程中，存储对象被作为两个完全相同的副本，分别被写入到虚拟主机A和B的硬盘中，如果其中一台主机故障不会发生数据丢失和停止服务的事件，单纯从冗余角度讲这就是RAID-1，但是此处的RAID-1与传统SAN中的RAID-1是有区别的，因为此时的RAID-1是通过分布式存储网络来形成的RAID-1，分布式RAID-1不会被限制在同一机框内。
　　5 VSAN与VMware的虛拟化内核融合，使其部署简单
　　在分布式存储这个概念出台之前，用户在计算虚拟化项目前期需要花费巨大的精力和成本，投人到存储系统的建设之上，然而现在则不再需要这样做了。部分厂商将分布式存储与虚拟化内核（Hypervisor）完全融合，从某种程度上讲这种软件高度融合的方式使存储成为一种基于内核的解决方案，形成一种将计算虚拟化和存储虚拟化融合的平台，使其用户可以快速同步计算虚拟化和存储虚拟化的部署。
　　6 VSAN具备更粒度化的存储策略
　　传统存储之上的虚拟机存储策略主要作用是保障虚拟机能被存入到满足其服务性能的数据存储中，而不是随意地对虚拟机进行存放，这相当于是对虚拟机存储的一种QOS保障技术。但是分布式存储中的虚拟机存储策略更加的粒度化、更加灵活，它可以在不去重构存储底层的前提下，去指定虚拟机可以挂载的硬盘数，镜像副本数，能够为虚拟机甚至于一块虚拟硬盘选择正确的数据存储，为存储对象去设定读取缓存的预留空间、对象空间预留强制置备等。
　　参考文献：
　　[1]林文辉.基于Hadoop的海量网络数据处理平台的关键技术研究[D].北京：北京邮电大学，2014.
　　[2]黄道超.智慧云网络动态资源适配关键技术研究[D].北京：北京交通大学，2013.
　　[3]席科文.超融合架构在运营商IT支撑系统建设中的应用[J].通信世界，2017（3）：53-54.
　　[通联编辑：张薇]
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