2016年2月10日,VMware公布了VSAN 6.2,这已经是第四代VSAN,与第三代(VSAN 6.1,在2015年9月发布)时隔不到半年。我们可以看出VMware软件定义存储在数据平面的突飞猛进。


我们先来回顾一下VSAN的基本信息。


VMware刚公布第四代VSAN - 超融合软件VSAN 6.2新增了哪九大特性? (VMware SDS之五)_缓存


此次发布的VSAN 6.2是非常重要的一次更新,它意味着VSAN做为企业就绪的超融合存储,又向前迈进了一大步。另外,VSAN强调了超融合软件堆栈的整体解决方案HCS(vSphere+VSAN+管理),除了继续提供单一产品VSAN软件之外,还增加了一个选择,通过VSAN的OEM厂商,在出厂前预装好vSphere和VSAN等软件的,且经工程验证过的HCI一体机,不同于之前的EVO:RAIL的是,这种一体机能够支持多种灵活的配置。目前,除了服务器厂商SuperMicro、富士通、DELL等之外,还得到了EMC、HDS等存储公司的大力支持。


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VSAN 6.2适合所有vSphere的工作负载,包括关键业务应用、桌面虚拟化、备份与容灾、测试和开发、DMZ/隔离区、管理集群、第2或第3层应用、远程或分支办公室(ROBO)等八大场景,如下图所示。


VMware刚公布第四代VSAN - 超融合软件VSAN 6.2新增了哪九大特性? (VMware SDS之五)_性能监控_03


下面详细介绍一下这九大特性。


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特性一和特性二:去重(重复数据删除)和压缩


仅支持全闪存。

按照磁盘组的级别,实现近线的去重和压缩;

- 磁盘组越大,去重比率越高;

当数据从缓存层De-staging(刷新)到持久化层时实现去重,在去重后实现压缩;

- 去重在缓存写确认后执行;

- 固定大小的块去重 (4KB数据块);

在VSAN Stretched Cluster和ROBO方式下也支持去重和压缩;

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特性三:纠删码(Erasure Coding, EC)


仅支持全闪存。

原来FTT=1时,需要跨网络做数据镜像形成两份副本,类似RAID 1,存储利用率较低。采用Erasure Coding能够提高存储利用率,它类似跨网络做RAID 5或RAID 6。VSAN可以在虚机,甚至在虚机不同的vmdk的颗粒度上实现Erasure Coding,可在SPBM里设置。


RAID-5 的Erasure Coding模式,能够最大允许一台主机故障。它要求至少4台主机。并不要求是4的倍数,而是4台或更多主机。以往FTT=1时,存储容量的开销是数据的两倍,现在只需要1.33倍的开销,举例来说,以往20GB数据在FTT=1时消耗40GB空间,采用RAID 5 的Erasure Coding模式后,消耗约为27GB。


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RAID 6的Erasure Coding模式,能够最大允许两台主机故障。它要求至少6台主机。以往FTT=2时,存储容量的开销是数据的3倍,现在只需要1.5倍的开销,举例来说,以往20GB数据在FTT=2时消耗60GB空间,采用RAID-6的Erasure Coding模式后,消耗约为30GB。这样在确保更高的高可用性的基础上,存储利用率得到大幅提升。


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VMware通过VDI的完整克隆测试,证实通过Erasure Coding(2倍)、去重和删除(7倍),能够显著地提升空间效率,至少是原来的14倍!

当然,通过去重和压缩而实现的改进会因工作负载不同而异。


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John Nicholson在博客《The Road To All-Flash VMware Virtual SAN》里写到,在继15K RPM机械盘之后,10K RPM机械盘将步其后尘,单位GB的价格将高于SSD。VSAN 6.2的去重和删除出现后,将更快地推进全闪存市场的普及,会有越来越多的企业能够支付得起全闪存阵列。有兴趣的朋友,可以移步前往链接:

https://blogs.vmware.com/virtualblocks/2016/01/18/road-flash-vmware-virtual-san/ 

看看详细的分析。


特性四:QoS(IOPS限制值)


QoS(IOPS限制值)的设置,使得VSAN在数据平面也即存储高级功能上迈进了一大步。即使是传统外置阵列,支持QoS的厂商也是屈指可数。VSAN的IOPS限制有如下特点:

· 基于每个虚机或每个vmdk,能以可视化的图形界面来设置IOPS的限制值;

· 一键即可设置;

· 消除noisy neighbor(相邻干扰)的不利影响;

· 可以在vmdk的颗粒度上满足性能的服务等级协议(SLA),在SPBM里设置;

· IOPS限制值可以动态的修改;

· 在一个集群/存储池,可以为不同虚机/vmdk,提供不同的性能,将原本可能相互影响的负载区分开来;

· 用户在图形界面中,可以看到每个vmdk的IOPS值,并通过颜色(绿色,黄色,红色)判断实际IOPS与IOPS限制值的关系;


下图可以看出,用户在为vmdk创建存储策略时,设置IOPS限制值为50。

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特性五:支持纯IPv6网络


在纯IPv6的模式下运行,所有网络通信都通过IPv6网络。支持L2或L3组播。可通过Health UI进行管理/监控。满足那些想迁往IPv6的客户需求(例如,政府, 服务提供商)。


特性六:软件校验和(Software Checksum)


这一功能执行数据的端到端校验,检测并解决磁盘错误,从而提供更高的数据完整性。

软件校验和在集群级别默认是开启的,可以通过存储策略在vmdk级别关闭。它在后台执行磁盘扫描(Disk Scrubbing),如果通过校验和验证发现了错误,则重建数据。能够自动检测和解决静态磁盘错误(silent disk errors)。


特性七:Health Service新功能增强VSAN的监控和管理


包括性能监控和容量监控等方面的增强。VSAN还支持第三方厂商的API集成,包括性能分析,故障分析和趋势分析。


1)性能监控


性能监控无缝集成在vSphere Web Client里,提供历史和实时的图表,并且可设置时间范围过滤的图表。性能监控允许从vCenter监控现有的工作负载,包括宏观视图:集群延时、带宽和IOPS);以及细颗粒度的视图:每个磁盘,每个磁盘组,每个物理盘(包括缓存层和持久化层),每个主机,每个虚机,每个vmdk;以及缓存命中率。性能监控的数据,以分布式方式存放在VSAN上。


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下图是按照每个物理磁盘的监控视图


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下图是按照每个虚机的监控视图


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相比以前的版本,监控的易用性有了很大的改善。


2)容量监控


下图是存储容量报告的监控视图


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特性八:健康检查集成到vSphere Web Client内


以往Health Check是以插件的形式出现,VSAN 6.2使之发生很大的变化,将其全部集成到运维管理界面中,也即成为vSphere Web Client内在的一部分。集成更为紧密,而且方便了用户,并且在功能上有如下增强:

支持SNMP, 客户脚本,通过VC 警告发送Email;集群级别的概览,查看虚机的可用性;基于时间的警报触发机制; 详细的存储空间报表和使用分析(支持Dedupe等);在图形界面内可设置主动地容量再平衡;通过性能的阈值设置警报;

下面的是VSAN健康测试的视图,很全面。包括模拟一台主机故障,一台主机与vCenter网络失联,VSAN脑裂,VSAN禁用,组播;磁盘、组件、主机等的全面检测。


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特性九:其他特性


另外还有几个小的特性,这里就列在一块了。

1)增强的Horizon集成

2)已经过SAP测试且已就绪

3)适用于VMware Photon的VSAN技术预览版

4)Client Cache

     写操作经由读内存(可视为延迟更低的缓存)

     类似虚机的数据本地性(如同CBRC),能显著提升VDI的性能

     低开销,高性能

5)Sparse Swap

     内存交换里的空间回收

     在VMwarekernel,而非SPBM里管理;能提升链接克隆的存储利用率;

     在主机高级选项里设置,启用swap的策略,无需空间预留


VSAN 6.2新的许可方式


VSAN 6.2的许可方式相比VSAN 6.1有些变化,分成标准、高级、企业三个级别。如下图所示,在高级版里支持全闪存、去重和删除,以及纠删码(ErasureCoding);在企业版本里支持双活和QoS(IOPS限制)。


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VSAN 6.2对应的vSphere版本是6.0 U2 


本篇文章参考了VMware同事,VMware官方网站和VMware知名作者的资料和文章。在此一并致谢。


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【编后语】



在微信公众号"乐生活与爱IT"的文章《VMworld 2015对VSAN说了些啥?(附赠:Oracle RAC在VSAN上的性能)》,也即VSAN 6.1的九大特性里,笔者曾谈到 “半年的时间,VMware在VSAN上竟然有了如此多的改进和增强” (可通过关注公众号后,选择菜单“文章目录”获得历史文章目录,以及查看方法)。现在时隔不到半年,VSAN又新增了九大特性,尤其是去重、删除、纠删码这些企业级存储的高级功能。而且让人为之一亮的是,VSAN开始支持QoS(IOPS限制值)。即便在上市了十多年,二十多年以上的外置磁盘阵列厂商中,支持QoS的也是屈指可数


在《SDS之五:软件定义存储的现状–自动化篇》文章里,笔者曾谈到 “细心的读者,可能会发现,可选择的策略只有5个,并不丰富。是的,做为刚出来不到两年的分布式存储VSAN,还在不断地丰富其企业级存储功能,相信不久的未来,会逐步增加其存储策略的选项”。

此次VSAN 6.2在SPBM里,又增加了几个存储策略。其实,通过文章《SDS自动化之实现 –  存储策略之发展 & SPBM是什么(含Virtual Volumes大全)》可以了解到,VMware软件定义存储在控制平面层早就提供了非常丰富的API。可以预见,每当VSAN在数据平面增加新的功能,都会很快在存储策略的增加中得到体现。笔者在这大胆地做一下揣测,两年内,VMware在数据平面的功能丰富性上全面超越外置磁盘阵列,更不用说其他HCI了。


另外,在2016年1月27日的文章《VSAN - 超融合架构领袖,用户数超过3000》中,已经可以看到VSAN在全球范围内,已经超越其他HCI厂商,成为HCI用户数最多的公司。

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