VSAN部署初体验

在VSAN出现以前，类似的需求最令人纠结的莫过于存储，买中高端的代价太大，买低端的扩展性不佳，仅使用服务器自带存储，存储空间利用率与计算能力往往又无法均衡，如果将这些组成虚拟化集群的服务器磁盘都组合在一起，则能更好的兼顾计算和存储的资源利用率。

图1 VSAN基本架构示意图

VSAN介绍

Virtual SAN是软件定义的存储层，可以扩展vSphere虚拟化将计算和直连存储池化。如图1所示，通过建立服务器直连硬盘和固态硬盘（HDD和SSD）集群，Virtual SAN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。

Virtual SAN内 置 在vSphere内核中并采用分布式体系结构：SSD用于提供高性能读/写缓存，HDD用于经济高效的持久性数据存储。该技术基于高度可用的体系结构并且无单点故障。它允许磁盘和主机上的数据透明地存储多个副本，内置的冗余机制可以应对磁盘、服务器和网络级别的故障并且不丢失数据，实现了基于策略的存储管理方法。存储可以根据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，Virtual SAN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。

基本准备

VSAN的出现，并不是为了利旧，因此在软硬件要求上，也有不低的初始条件。

硬件方面，单台服务器建议至少1GB内存和10G网卡，拥有SATA/SAS HBA或直通模式下使用的RAID控制器，提供VSAN容量的主机节点至少有1块SSD和1块HDD（SATA/SAS）；组建成VSAN的集群则要求至少有3个主机，多则不超过8个，并且SSD与HDD裸盘容量的比例不少于1:10。除此之外，最好采用SD卡或AutoDeploy来部署ESXi，以节约硬盘盘位。

软件方面，需基于vSphere 5.5和vCenter Server 5.5来构建。

本例选用了三台Dell 720xd服务器，每台具备2颗E5-2630v2处 理 器，128G内存，6块 3T SATA 和 2块240G SSD盘，2个万兆光和4个千兆电网络接口。

首先是服务器初始化，将所有磁盘在RAID控制器上置为直通连接，即每块盘都不加入RAID组，然后安装裸机虚拟化操作系统ESXi5.5U1，版本号为的1623387。

其次是部署vCenter Appliance环境，该环境可以部署在VSAN提供的存储空间里，但基于目前VSAN尚未配置，先用其他符合要求的vCenter来搭建，版本号为1750785，并将三台服务器添加到该vCenter。如果没有其他可用的vCenter，也可在任一服务器的任一磁盘创建VMFS的datastor，用其余的盘创建了VSAN最小环境，将Appliance迁移到VSAN，最后将剩余的盘添加到VSAN。

最后是网络连接和添加许可证书。规划使用两个千兆电口做冗余的管理流量接口，两个万兆光口做VSAN和vMotion，以及业务流量接口；将 ESXi主 机、vCenter以 及VSAN的许可密钥添加到许可管理中。

配置VSAN

1．配置虚拟网络

类似于vMotion需要指定vmkernel来承载通道流量，VSAN也需要定义专门的vmkernel适配器。在每个主机的vmkernel适配器界面，添加vmkernel，将两个万兆光口作为vMotion和虚拟SAN流量的接口，如图2所示。

图2 vmkernel设置

图3 创建集群

图4 VSAN磁盘信息

图5 VSAN磁盘组配置完成

图6 存储策略规则集定义

2．创建集群

在vCenter中将三台服务器划分到一个独立的数据中心，为这个数据中心创建集群，此时重点是VSAN的选项开启，vSphereHA和DRS可稍后再配置，如图3所示。创建完成后进入vCenter的许可证管理界面，为该集群添加VSAN的许可授权，再将三个主机添加进新建的集群中。

集群创建完毕，就可以在每个服务器的存储信息中，看到名为VSANDatastore的卷了，但此时该卷容量为0，尚未添加物理磁盘。

3．创建磁盘组

选择新建的集群，在选项卡菜单中依次找到管理-设置-虚拟SAN，在常规一栏中可看到当前三个服务器总共可用磁盘数量，如图4所示。在这一环节中，可能出现可用磁盘数为0的情况：情况之一是服务器磁盘不属于VSAN兼容的型号，除了更换磁盘别无他法；情况之二是已经将所有磁盘创建VMFS卷作为datastor使用了，这需要将用于创建VSAN的磁盘卸载后删除，VSAN就能识别到可用磁盘了。

验证了磁盘可用性，进入磁盘管理一栏创建磁盘组。本例具有两块SSD，而每个磁盘组只能存在一块SSD，因此每台服务器配置为两个磁盘组，每个组按1SSD+3SATA进行搭配，使全部的磁盘都能用于VSAN的容量，同时也符合官方的三条约束：一是SSD和HDD容量比不低于1:10；二是每个Diskgroup中HDD数目不超过6个；三是每个主机Diskgroup不超过5个。如图5所示。

4．完成集群配置

集群环境依赖于共享存储，VSAN的配置使得三个服务器不依赖单独的存储系统，只靠自身的硬盘就搭建了可共享的存储池用于组建集群，因此选择vSphereHA一栏，编辑打开HA的开关，启用主机监控，启用接入控制，从而完成集群配置。

配置存储策略

完成上述操作，VSAN只具备了存的功能，可以看到可用空间就是18块SATA盘的总和，SSD在每个磁盘组都用于加速，30%空间用于写缓存，70%空间用于读缓存，无须干预，但在容灾和可靠性方面，需要配合存储策略的定义来实现。

在vCenter的主页，进入虚拟机存储策略，创建新的虚拟机存储策略，并为该策略定义规则集。规则集包括：允许的故障数、每个对象的磁盘带数、闪存读取缓存预留、强制置备、对象空间预留。如果要满足某个虚机在2个主机上有副本，每个副本跨3块磁盘做条带这一最简单的需求，则可添加两条规则，允许故障数为1，每个对象的磁盘带数为3，如图6所示。

图7 启用存储策略

图8 新建虚机

配置完策略，还须在存储策略界面关联集群启用存储策略，策略才真正生效，如图7所示。

存储策略可以创建多个，以分别应用到不同虚机的应用场景，有的可能需要更多的副本，有的可能需要更多的缓存。

值得一提的是，条带数越大并不意味着写入有更多的I/O，因为在VSAN上写入的所有数据都将进入SSD写缓冲区，增加的条带可能位于相同的磁盘组中并因此使用相同的SSD，只有当写I/O太大迫使写入从SSD降级到磁盘时，增加条带数量才可能具有提升I/O的效果。

应用VSAN存储策略

新建虚机，在选择存储器时，要注意选择前面创建的虚拟机存储策略，虚机才会在VSAN上应用存储策略，否则只会存在于主机自有的哪部分持久存储上，如图8所示。

创建完成后，可以在虚拟机的管理菜单下，看到虚机具体落在哪一个磁盘组和磁盘上，若调整存储策略基于该策略，在策略同步完成后将看到虚机所落的磁盘和磁盘组都发生了变化，从而验证存储策略的灵活性。

小结

通过部署和体验基于VSAN虚拟化计算集群，强烈的感受到与传统SAN存储在多个方面的差异与优势：

1．更容易拥有的SAN存储

Virtual SAN可以大大简化虚机的存储在高性能、高可靠性、高可用性等方面的自由调配和管理。只需要直接在vSphere Web Client中单击几下即可快速完成存储调配。作为自行调节的系统，Virtual SAN可以根据每个虚拟机的要求进行自我优化，以提供适当的SLA。

2．在性能相当的情况下，更低的总体拥有成本

Virtual SAN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，相比专门存储系统可以大幅度降低采购开销、运维开销和技术门槛。

3．凭借“随增长而扩展”使扩容更简单。

即使资金充裕的存储采购，也面临初期投资成本较大的压力。Virtual SAN则只需三个服务器就能交付数据存储，并允许更精细、更前瞻地扩展存储性能和容量，以配合计算资源与存储资源的均衡扩展。

4．广泛的体系支持

Virtual SAN是一种纯软件解决方案，与硬件相关性大幅降低，可以在所有主流服务器的硬件上使用，使计算和存储的搭配更自由，不用纠结某几个厂商技术方案的选择，真正做到在网络的承载上计算与存储的相得益彰。

VSAN的部署大大减轻了各类虚拟服务器在存储空间上的压力，减少了对存储设备购置的经费，实现了不同虚机对应不同容灾和可用性的按需存储，运行效果良好。