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2016/11/21

依循VMware官方建議規劃 整合叢集主機儲存資源

詳解實體/虛擬網路架構 完美實作VSAN環境

王偉任
從實體網路環境到虛擬化網路環境,只要遵循VMware官方的最佳作法和建議來規劃設計,就能夠打造出高效能且具備靈活性的VSAN軟體定義儲存環境。
在VMware所擘畫的SDDC軟體定義資料中心願景中,SDC軟體定義運算的部分由vSphere ESXi虛擬化平台擔綱,而在SDN軟體定義網路的部分為NSX虛擬化平台解決方案,至於在SDS軟體定義儲存方面,便是由VMware Virtual SAN(簡稱VSAN)負責,如圖1所示。


圖1 VMware SDDC軟體定義資料中心願景。(圖片來源:VMware Virtual SAN – Hyper-Converged Infrastructure Software)


簡單來說,透過VMware VSAN技術便能夠將多台x86實體伺服器中,配置於實體伺服器的「本機硬碟」(Local Hard Disk)串連起來,進而將叢集內所有叢集節點主機的儲存資源整合起來,成為一個巨大的儲存資源池並且能夠互相共用,如圖2所示。


▲ 圖2 VSAN運作架構示意圖。(圖片來源:VMware Virtual SAN – Hyper-Converged Infrastructure Software)


同時,為了提供足以運作大型運作規模的軟體定義儲存資源,VSAN支援了採用「Hybrid」儲存資源的運作架構,將快取資料存放於快閃式儲存(例如SSH/NVMe)中,至於儲存資料則置放在一般機械式硬碟內。

倘若需要更高的儲存效能,則可以建置「All-Flash」運作架構,也就是連同資料儲存空間的部分也交由一般的SSD固態硬碟負責。

目前,VMware VSAN最新釋出的版本為6.2(第四代VSAN),除了原有的加強監控IOPS效能及健康狀況外,同時也推出重複資料刪除與壓縮、EC編碼技術和QoS品質管控機制,如圖3所示。


▲圖3 VSAN版本演進及功能進化示意圖。(圖片來源:VMware Virtual SAN – Hyper-Converged Infrastructure Software)


以下將從實體網路環境至vSphere虛擬化環境,剖析最佳規劃設計準則及相關組態設定建議,幫助企業和組織的管理人員打造高可用性高效能的VSAN運作環境。

了解實體網路基礎架構

在資料中心網路基礎架構中,傳統網路環境採用「Access-Aggregation-Core」的三層式架構,以便處理資料中心內「南-北(North-South)」的網路流量,同時為了避免網路環境發生「迴圈」(Looping),通常會啟用STP(Spanning Tree Protocol)機制,但這麼一來也等同於將網路的整體頻寬限制在50%。

然而,隨著虛擬化及雲端運算的不斷發展,現代化資料中心的網路架構已經改為採用架構簡單、可擴充性、高網路頻寬、容錯機制和QoS網路流量管控的「Leaf-Spine」二層式架構,如圖4所示。


▲圖4 傳統三層式架構(Access-Aggregation-Core)與新式二層式架構(Leaf-Spine)示意圖。(圖片來源:Cisco官網 – Migrating Your Data Center to an Application Centric Infrastructure White Paper)


不管採用哪一種網路環境及基礎架構,在VMware VSAN運作環境中皆支援舊式的三層式網路架構或新式的二層式網路架構。

何謂Leaf-Spine網路架構

VMware VSAN為SDS軟體定義儲存解決方案,所以在VSAN叢集中每台ESXi成員主機便是1台儲存資源節點主機,因此每一台儲存資源節點主機之間將會有高速資料傳輸的需求(東-西向網路流量),應該要保持網路傳輸極低的延遲時間,否則將造成VSAN儲存效能上的問題。

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