本章講述了Virtual SAN底層的架構(gòu)細(xì)節(jié)。我們已經(jīng)提起過不少vSAN架構(gòu)的內(nèi)容，包括使用閃存作為I/O的緩存、將vSAN功能展現(xiàn)出來的VASA角色、虛擬機(jī)存儲策略、見證盤以及對于直通 RAID控制器的需求等等。
本章將深入探討這些特性，并介紹由vSAN引入的一些新的架構(gòu)概念和術(shù)語。盡管大多數(shù)vSphere管理員不會接觸這些底層的結(jié)構(gòu)，但是對組成vSAN的服務(wù)具有一些大致的了解對排錯或分析日志文件還是有用的。在探討這些底層細(xì)節(jié)之前，讓我們首先來介紹一個vSAN的核心概念：分布式RAID。
1 分布式RAID
vSAN通過使用分布式RAID(或換句話說，網(wǎng)絡(luò)上的RAID)，為虛擬機(jī)提供高可用性和最佳的性能。從可用性角度來說，分布式RAID意味著vSAN環(huán)境可以容忍一臺或多臺ESXi主機(jī)(或主機(jī)上的組件例如磁盤)故障而繼續(xù)為其上所有的虛擬機(jī)提供其全部功能。而為了確保虛擬機(jī)性能最佳，vSAN分布式RAID提供了將虛擬磁盤散布到多個物理磁盤和主機(jī)上去的能力。
然而，值得說明的一點(diǎn)是，通過使用存儲策略，虛擬機(jī)的可用性和性能現(xiàn)在可以針對單臺虛擬機(jī)來設(shè)置，事實(shí)上，更精確的說法是可以針對單塊虛擬磁盤來設(shè)置。管理員可以通過存儲策略來定義一臺虛擬機(jī)可以容忍多少主機(jī)故障或者多少磁盤故障，并可以定義一塊虛擬磁盤可以散布到多少主機(jī)和磁盤上。如果通過把允許的故障數(shù)設(shè)為0來特別選擇不在存儲策略中配置可用性要求，那么主機(jī)或磁盤的故障就肯定會影響虛擬機(jī)的可用性。
在早期的發(fā)布版本中，vSAN在主機(jī)之間只使用RAID-1(同步鏡像)來滿足對系統(tǒng)中存儲對象的可用性和可靠性的要求。虛擬機(jī)存儲對象的鏡像拷貝(副本)數(shù)量取決于虛擬機(jī)存儲策略，特別是允許的故障數(shù)要求。根據(jù)虛擬機(jī)存儲策略的不同，一塊虛擬磁盤最多可在一個vSAN上擁有3個副本。默認(rèn)情況下，vSAN總是會在部署虛擬機(jī)的時候?qū)⒃试S的故障數(shù)設(shè)置為1，即對每個部署在vSAN數(shù)據(jù)存儲上的虛擬機(jī)，其虛擬機(jī)存儲對象都有一個副本拷貝，這就是關(guān)聯(lián)在vSAN數(shù)據(jù)存儲上的默認(rèn)策略。不過這可以在虛擬機(jī)置備時通過選擇不同的策略來改變。
vSAN 6. 2引入了2種新的RAID類型：第一個是RAID-5，第二個是RAID-6。當(dāng)虛擬機(jī)存儲策略中的容錯方法(failure tolerance method)設(shè)置成“容量”而不是默認(rèn)的“性能”的時候才會被創(chuàng)建出來。引入這些新的分布式RAID類型的目的是為了節(jié)省空間使用。RAID-5和RAID-6都不使用鏡像而是使用分布式校驗(yàn)機(jī)制來保護(hù)數(shù)據(jù)。對于RAID-5，數(shù)據(jù)分布在3臺ESXi主機(jī)的3塊硬盤上，計算出來的校驗(yàn)數(shù)據(jù)則存放在第4臺ESXi主機(jī)的第4塊硬盤上。校驗(yàn)數(shù)據(jù)并不是總存放在同一臺主機(jī)的同一塊硬盤上，而是分布式的，如圖1所示。
圖1 分布式校驗(yàn)的RAID-5部署
RAID-5配置可以容忍一個主機(jī)故障，RAID-6則是設(shè)計用來容忍兩個主機(jī)故障的。在RAID-6配置中，數(shù)據(jù)分布在4臺ESXi主機(jī)上的4塊硬盤上，而計算出來的校驗(yàn)數(shù)據(jù)則保存在另外兩臺ESXi主機(jī)上的另兩塊硬盤上。這樣，如果你想要使用RAID-6配置的話，總共需要6臺ESXi主機(jī)。校驗(yàn)數(shù)據(jù)還是分布式存放的，如圖5-2所示。
圖2 分布式校驗(yàn)的RAID-6部署
可以節(jié)省的空間計算如下：用RAID-1方式部署一個100GB的VMDK對象來容忍一個故障需要在vSAN數(shù)據(jù)存儲上消耗總共200GB容量；用RAID-5方式會消耗133.33GB。類似的，如果用RAID-1方式部署一個100GB的VMDK對象來容忍兩個故障，需要在vSAN數(shù)據(jù)存儲上消耗總共300GB的容量；用RAID-6方式則消耗總共150GB容量。
如在第四章中討論過的，管理員現(xiàn)在需要在性能和容量之間進(jìn)行選擇。如果性能是管理員絕對最終目標(biāo)，那么容錯方法應(yīng)該使用RAID-1(仍是默認(rèn)值)。如果管理員不需要性能最好，而更關(guān)心容量的使用，那么容錯方法或許應(yīng)該選擇RAID-5/6。
根據(jù)每個對象的磁盤帶數(shù)的策略設(shè)置，一個虛擬磁盤對象可能會被條帶化到很多物理磁盤上來達(dá)到期望的性能要求�？梢酝ㄟ^RAID-0增強(qiáng)虛擬機(jī)存儲對象的性能，不過條帶配置并不總是增強(qiáng)性能的必要條件。在本章稍后我們將解釋原因，并說明在什么時候在虛擬機(jī)存儲策略中增加VMDK的條帶寬度可以帶來性能提升。
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