vSAN儲存策略概述

2021-10-07 20:40:15 字數 3746 閱讀 5071

儲存策略 (storage policy) 是管理員定義的一組規則,這組規則定義了資料物件在 vsan 儲存上是如何儲存的,儲存策略定義了資料儲存的可靠性、訪問效能等特性。vsan 提供了基於儲存策略的儲存管理 spbm (storage policy-based management),管理員建立多個儲存策略,利用 spbm 來對 vsan 儲存進行靈活地管理,spbm 是 vsan 的乙個重要特色。

物件磁碟條帶數 (number of disk stripes per object)

把虛機物件分成多個條帶 (stripe) 分布儲存在多個硬碟上,這樣有助於提高資料讀取的效能。在下圖的例子中,所示的虛機被分為兩個條帶 a 和 b 進行儲存;因為同時又採用了 raid-1,所以虛機物件又被儲存了兩個副本,乙個副本在伺服器 esx01 的磁碟組中,另乙個副本存放在位於伺服器 esx02 和 esx03 上的磁碟組中。

物件條帶數實際上就是 raid-0 的概念,只不過我們在定義 raid-0 的配置時,更多使用的是條帶寬度 (stripe width) 的概念,條帶寬度是指每一塊條帶塊的大小,條帶數量取決於組成 raid-0 陣列的磁碟數量。vsan 中物件條帶數預設為1 (建議不要改動這個值),最大值為12。把這個值設定成大於1能夠提高系統效能,但是會引起更多的資源消耗。

讀快取預留 (flash read cache reservation %)

無論是機械硬碟和 ssd 組成的混合架構,還是由高速 ssd 和普通 ssd 組成的全快閃儲存器架構,vsan 都會把兩種裝置中效能更高的那種裝置用作讀寫快取,從而來提高整個系統的效能。這個引數指定了為虛機物件保留的快取 ssd 空間佔比 (相對於虛機大小),預設為0% ;建議一般情況下不要改動這個值,僅當特定情況下需要提高效能時才改動。

物件空間預留 (object space reservation  %)

vsphere 在建立虛機時虛擬硬碟有三種格式可以選擇:

物件空間預留引數定義了建立虛機物件時,如果虛機採用的是 thin provision 方式的話,必須為虛機保留的儲存空間比例 (相對於虛機的大小)。

可以忍受的故障數 ftt (failure to tolerate)

ftt (failure to tolerate) 是定義資料保護等級的乙個重要引數,ftt = 1 意味著可以忍受乙個節點的故障。跟 ftt 緊密相關的另乙個引數是資料保護方法 ftm (failure tolerance method),ftm 也定義了資料布局的方式,vsan 中的 ftm 主要有 raid-1、raid-5 和 raid-6 這幾種。

raid-1 就是映象 (mirroring),在另一台伺服器的磁碟組上儲存資料的副本,當其中一台伺服器發生故障時,也可以保證資料不丟失。下圖展示了 raid-1  的工作原理,同乙個資料物件存在兩個副本分別存放在兩台伺服器上,這種情況下對應 ftt = 1。

raid-5 跟傳統的 raid 5 磁碟陣列類的概念類似,只不過陣列不是由同一臺伺服器上磁碟組成,而是由多台伺服器上的磁碟組成,通過增加奇偶校驗塊來提高資料的容錯能力。raid-5 最少要求4個伺服器節點,可以實現 ftt = 1 的容錯要求。跟 raid-1 相比,raid-5 可以至少節省 30% 的儲存空間。

raid-6 的工作原理跟 raid-5 類似,只不過採用了雙份的奇偶校驗塊,從而使資料的容錯能力進一步提高。raid-6 最少要求6個伺服器節點,可以實現 ftt = 2 的容錯要求。跟 raid-1 相比,raid-6 可以至少節省 50% 的儲存空間。

vsan 中的 raid-5/6 也稱之為糾刪碼 (erasure coding),我們可以把它理解成一種跨伺服器的 raid 陣列實現。

表:ftt值對應副本、見證和esxi主機數

ftt副本

見證esxi主機數01

0112

1323

2534

37iops (input / output per second) 限制

iops 是衡量儲存效能的乙個重要指標,vsan 通過為虛機指定 iops 限制值,來控制虛機可以獲得的儲存訪問 qos (quality of service) 服務質量等級。通過這個值的設定可以限制某些非關鍵應用虛機對於 vsan 效能的占用,從而保證關鍵應用虛機的儲存訪問效能。

校驗和 (checksum) 驗證

校驗和 (checksum) 是在資料處理和資料通訊領域中,用於校驗資料正確性的一種方法:把資料的各個位數累加起來,在處理資料結束之後根據這個數值判斷是否接收到的資料是否正確,如果數值匹配那麼說明資料被正確地處理了。校驗和通常是以十六進製制為數制表示的形式來進行計算,如十六進製制串: 0102030405060708 的校驗和是 24 (十六進製制,十進位制累加結果為36)。

vsan 在寫入資料時同時也寫入該資料的校驗和,作為日後比對的依據。開啟該功能時,vsan 在後台執行磁碟掃瞄 (disk scrubbing),如果通過校驗和驗證發現了錯誤,則重建資料,能夠自動檢測和解決靜態磁碟錯誤 (silent disk errors)。

強制調配 (force provisioning)

當儲存策略中設定的規則不能滿足時,vsan 也可以強制為虛機分配儲存空間,保證在一些極端條件下 (如儲存空間不夠) 也能夠為虛機分配空間,讓系統能夠正常地執行下去。

定義儲存策略

儲存策略必須在虛機建立之前建立,這樣才可以在虛機建立時選擇使用;當然 vsan 有預設的儲存策略,如果沒什麼特殊需求的話,就可以使用預設的策略。下圖示意了虛機儲存策略是如何被建立的,建立之後就可以在 web client 管理控制台中看到 vsan 集群中現有的儲存策略。

使用儲存策略

接下來就可以在建立虛機的時候指定它所使用的儲存策略了,或是修改現有虛機的儲存策略。下圖示意了修改乙個虛機儲存策略的過程,管理員修改了虛機的儲存策略後,vsan 會根據新的策略來調整虛機資料的儲存布局,以符合新的儲存策略的要求。

檢查儲存策略的合規性 (compliant)

管理員也可以去檢查虛機物件的儲存是否符合儲存策略的規定,合規 (compliant) 的意思就是 vsan 儲存滿足了儲存策略定義的要求。在儲存空間資源短缺的情況下,也會產生不合規的情況,例如要求採用映象來儲存虛機物件,如果其他伺服器上沒有足夠空間的話,結果只儲存了乙份虛機物件副本。如果出現不合規情況的話,就意味著資料物件沒有得到應有的安全保護,也有可能是儲存策略設定得不合理,管理員就要立即採取行動,找出造成違規的原因。

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