VMware vSAN

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 19:08, 17 июня 2018.
VMware vSAN
U8BFQgp8 400x400.jpg
Создатели: VMware
Разработчики: VMware
Состояние разработки: Поддерживается
Платформа: VMware vSphere
Тип ПО: работа с гиперконвергированными инфраструктурами
Лицензия: проприетарное
Веб-сайт www.vmware.com/ru/products/vsan.html
VMware vSAN — это программное обеспечение для реализации решений по созданию гиперконвергированной инфраструктуры на базе высокопроизводительной архитектуры vSphere[Источник 1].

vSAN является основным структурным блоком программного ЦОД.

Особенности

Ускорение модернизации инфраструктуры с помощью VMware vSANTM превращает ИТ в стратегическое и экономическое преимущество для вашей компании. Благодаря использованию ведущих на рынке решений vSAN в качестве основы для гиперконвергированной инфраструктуры заказчики получают возможность развивать ЦОД без риска, управлять ИТ-расходами и готовиться к решению будущих задач. Решение vSAN, встроенное в ведущий на рынке гипервизор, обеспечивает оптимизированное для флэш-накопителей и безопасное хранилище для всех критических рабочих нагрузок vSphere. vSAN базируется на стандартных серверах и компонентах x86, которые способствуют снижению совокупной стоимости владения на 50% по сравнению с традиционными хранилищами. Оно обладает адаптивностью, необходимой для удобства масштабирования ИТ-среды, и отличается первой в отрасли встроенной подсистемой шифрования для гиперконвергированной инфраструктуры. Новые усовершенствованные распределенные кластеры и интеллектуальные операции в 1 действие сокращают расходы, в результате чего становится более умеренной стоимость защиты среды (на 50% меньше, чем у ведущих традиционных решений) и упрощается повседневное управление. Кроме того, полная интеграция с VMware vSphere и всеми продуктами VMware делает это решение самой удобной платформой хранения для любых рабочих нагрузок виртуальных машин — важных баз данных, виртуальных компьютеров или приложений нового поколения.

vSAN for Desktop

Модель лицензирования vSAN for Desktop предоставляет специальный вариант лицензирования для пользователей VDI. Стоимость vSAN for Desktop рассчитывается по числу параллельных подключений в среде VDI. Продажа осуществляется пакетами по 10 или 100 лицензий. vSAN for Desktop входит также в состав пакетов Horizon Advanced и Enterprise с лицензией vSAN Advanced.

vSAN for ROBO

Решение vSAN for Remote Office Branch Office (ROBO) предназначено для удаленных офисов с низкими коэффициентами консолидации. Это решение продается пакетами по 25 виртуальных машин при использовании vSAN Standard, vSAN Advanced или vSAN Enterprise. Пакеты можно распределять между удаленными средами. Число виртуальных машин в каждой среде не может превышать 25.

Выбор подходящего оборудования

Компания VMware — это единственный поставщик, работающий со всеми ведущими производителями серверов x86, чтобы предоставить решение для создания гиперконвергированной инфраструктуры с наиболее широким набором вариантов развертывания и максимально гибкими условиями использования оборудования и программного обеспечения, а также лицензирования и поддержки. При выборе подходящей аппаратной платформы необходимо изучать материалы об узлах vSAN ReadyNode.

Преимущества

Структура VMware vSAN

Сегодня каждая бизнес-задача представляет собой один или несколько IТ-проектов. В результате постоянной цифровой трансформации перед IТ-отделами встает необходимость в более удобном и экономичном подходе к инфраструктуре центра обработки данных, при котором не требовалось бы полное переобучение.

Будучи единственной встроенной платформой для программного хранилища vSphere, решение vSAN помогает заказчикам переходить на гиперконвергированную инфраструктуру без риска, при этом сокращая IТ-расходы и обеспечивая адаптивное решение, готовое к будущим изменениям в оборудовании, облаках и приложениях. vSAN предоставляет оптимизированное для флэш-накопителей и безопасное хранилище благодаря первому в отрасли встроенному решению для шифрования в гиперконвергированной инфраструктуре, причем по меньшей цене по сравнению с традиционными специализированными хранилищами и менее эффективными гиперконвергированными решениями.

За счет объединения серверных хранилищ в пул vSAN обеспечивает создание высокоустойчивого общедоступного хранилища, которое подходит для любой виртуализированной рабочей нагрузки, в том числе для важных бизнес-приложений, виртуальных компьютеров, удаленной IТ-инфраструктуры, а также для аварийного восстановления и интегрированной разработки и эксплуатации.

Архитектура и производительность. Тесно интегрированная с гипервизором архитектура vSAN находится непосредственно на пути передачи данных ввода-вывода, что обеспечивает быстрое и оптимальное размещение данных. Таким образом, в отличие от других виртуальных устройств для хранения и ПО для гиперконвергированной инфраструктуры, выполняющихся поверх гипервизора, vSAN обеспечивает высочайший уровень производительности без дополнительной нагрузки на ЦП и ресурсы памяти. Решение vSAN можно настроить как гибридное хранилище или как хранилище на основе флэш-накопителей, в котором обеспечивается выполнение до 6 млн операций ввода-вывода в секунду.

Возможности

Возможности VMware vSAN

Тесная интеграция с vSphere. Решение vSAN встроено в ядро vSphere, что обеспечивает оптимизацию ввода-вывода и производительность высочайшего уровня при минимальной нагрузке на процессор и память.

Оптимизация для работы с флэш-накопителями. Благодаря встроенному кэшированию на серверных флэш-накопителях vSAN сокращает время задержки хранилища. Последняя оптимизация в версии vSAN 6.6 обеспечивает скорость ввода-вывода на 50% выше, чем это было возможно ранее. Стоимость развертывания vSAN на основе флэш-накопителей не превышает 1 доллара на 1 ГБайт полезной емкости, что более чем в два раза ниже аналогичного показателя для конкурирующих гибридных гиперконвергированных решений.

Гибкое горизонтальное или вертикальное масштабирование без прерывания работы. Увеличение емкости и производительности без прерывания работы за счет добавления новых узлов в кластер (горизонтальное масштабирование) или дисков в существующие узлы (вертикальное масштабирование).

Исключение дублирования и сжатие. Исключение дублирования и сжатие на основе ПО оптимизируют емкость хранилища на основе флэш-накопителей и в 7 раз сокращают объем данных при минимальном дополнительном расходе памяти и ресурсов процессора.

Механизм Erasure Coding. Erasure Coding обеспечивает почти двукратное увеличение полезной емкости хранилища без влияния на уровень устойчивости данных. Благодаря одинарному или двойному контролю по четности обеспечивается устойчивость к одному или двум сбоям.

Область применения

Традиционная архитектура включает три ключевых компонента:

  • серверы,
  • система хранения данных (СХД),
  • сеть хранения данных, которая соединяет СХД с серверами через блочные (FC, FCoE, ISCSI) или файловые протоколы (NFS, SMB) с использованием соответствующих коммутаторов.

Для управления таким хозяйством необходимы три разных интерфейса, три разных компетенции и, по-хорошему, три разных специалиста.

Развертывание такой архитектуры занимает много времени, и быстрое масштабирование здесь тоже весьма нетривиальная задача.

Если ваш проект подразумевает прогнозируемое и планомерное масштабирование, на добавление нового хранилища есть неделя, а в штате есть специалисты, которые будут заниматься проектированием, то традиционная архитектура – ваш выбор.

Когда же у вас проект (например, public cloud) растет скачками, добавление нового хранилища при минимальных возможностях автоматизации займет уйму времени. Вот тут-то и приходит на помощь конвергентная архитектура VSAN, позволяющая объединить в сервере вычислительные функции и функции хранения.

VSAN как конвергентное решение

Конвергентное решение позволяет создавать инфраструктуру из типовых блоков, объединяющих в себе сразу несколько функций (например, вычисление, хранение). Управление такой инфраструктурой осуществляется через единый интерфейс, а масштабирование – через добавление очередного блока.

В случае с VSAN каждый блок — это сервер. Не любой, конечно, но об этом чуть позже. Каким образом сервер выполняет функции СХД? VSAN собирает из локальных дисков серверов виртуальное «внешнее» хранилище, доступное для всех вычислительных узлов кластера виртуализации. При этом программная часть VSAN работает на тех же серверах, что и вычислительные узлы. Таким образом, на одном и том же сервере располагаются и вычислитель (compute node), и часть системы хранения данных (storage node) – все в одном флаконе.

Как это работает

На каждом сервере есть от 1 до 5 дисковых групп. В каждой группе – минимум один SSD-диск (необходимое условие для построения VSAN ) и от 1 до 7 HDD-дисков. SSD-диски в этих дисковых группах составляют общий пул кэширования данных. VSAN в первую очередь читает данные в кэше; если данных в кэше нет, VSAN отправляется к HDD-дискам.

Для каждой виртуальной машины можно настроить свой FTT (failures to tolerate). По умолчанию это 2, т. е. все данные виртуальных машин пишутся сразу на 2 разных сервера кластера. Если один из серверов выйдет из строя, у нас будет синхронная реплика на другом, и все операции I/O пойдут на эту вторую копию.

Относительная простота развертывания отнюдь не отменяет тщательного проектирования архитектуры VSAN. Вот несколько моментов, на которых нам хотелось бы остановиться подробнее:

  • Совместимость с аппаратным обеспечением. Хотя VSAN и дает определенную свободу в выборе «железа», имеет смысл оставаться в рамках списка гарантированно совместимого с VMware VSAN оборудования. Так вам не придется методом научного тыка подбирать совместимые контроллеры, адаптеры и пр. В случае с CloudLITE по совокупности технических и экономических характеристик мы выбрали Huawei FusionServer RH5885 V3. Эта модель имеет на борту более производительные PCIe флеш-карты (в сравнении с уже ставшими классическими SSD-дисками), которые, кстати, позволяют экономить «слоты для дисков» и создавать больше дисковых групп. В самое ближайшее время устроим ему unboxing. Следите за обновлениями :).
  • Сеть. В конфигурации с VSAN ВМ может работать в одном месте, а храниться – в другом. Это предъявляет достаточно высокие требования к сети: у вас должна быть как минимум 10 GB сеть.
  • Производительность дисковых контроллеров. Дисковый контроллер должен обеспечивать объемный буфер для большой очереди команд. Нагрузка на него будет значительная: контроллер будет отдавать данные, нужные не только этому серверу, но и всему кластеру. Например, при восстановлении выбывшей дисковой группы на новую группу нужно записать большой объем данных за короткое время. Скорость записи как раз и будет зависеть от производительности контроллера.
  • Объем дисков. В данной ситуации больше не означает лучше. Скорее наоборот. Хотя сейчас доступны диски по 4, 6 ТБ, VSAN лучше строить из дисков объемом 1 ТБ. Давайте представим аварийную ситуацию, когда в кэш у нас ничего не попадает (замена «полетевшей» дисковой группы, бэкап или восстанавление бэкапа): 6 ТБ диски будут восстанавливаться в 6 раз дольше, чем 1 ТБ диски (если отталкиватьcя от отношения скорости чтения к объему хранимых данных – IOPS/GB). Тут мы, конечно, говорим о worst case, но эти ситуации не из области фантастики. И чтобы желание использовать в VSAN объемные диски совсем отпало, просто представьте, сколько будут восстанавливаться данные на 7 жестких дисках по 6 ТБ.
  • Соотношение объема SSD к объему жесткого диска. Оно будет напрямую влиять на итоговую производительность дисковой группы: чем больше емкость SSD (чем больше данных будет в кэше), тем выше производительность. В CloudLITE для кэширования используются PCIe флеш-карты — они обладают меньшими задержками по сравнению с SSD. Кстати, в VSAN версии 6.0 поддерживаются дисковые группы, состоящие только из SSD.
  • Соотношение вычислительных мощностей к дисковому пространству. При проектировании VSAN нужно все тщательно сайзить: просчитывать соотношение процессоров, памяти и количество дисковых групп, а также рассчитать, в каком соотношении наращивать вычислительные мощности, чтобы это было экономически выгодно.

При работающем решении уже нельзя будет на лету добавить дискового пространства под VSAN (storage node), не добавив при этом нового сервера, а значит процессоров и памяти. Вариант, когда сервер используется только в качестве хранилища (т. е. вычислительный узел этого сервера простаивает), возможен, но экономически невыгоден: фактически это возврат к традиционной конфигурации и отказ от преимуществ конвергентного решения.[Источник 2]

Примечание

  1. vSAN // VMware [2018]. URL: https://www.vmware.com/ru/products/vsan.html (Дата обращения: 14.05.2018).
  2. VMware Virtual SAN (VSAN): зачем он вам и как его готовить // Habr [2006–2018]. Дата изменения: 18.05.2015. URL: https://habr.com/company/dataline/blog/258059/ (Дата обращения: 17.06.2018).