VMware VSAN延伸叢集實作跨站點同步HA複寫

2016-01-18

王偉任

本文將介紹最新的VSAN 6.1版本新增了哪些特色功能，並提出VSAN 6.1新式延伸叢集架構的最佳實務建議，讓管理人員規劃出來的VSAN延伸叢集架構具備最佳的運作彈性。

見證主機（Witness Host）

試想，在VSAN延伸叢集運作架構中，當其中一個站台發生重大故障損壞事件導致該站台停止服務的時候，系統是如何判斷的？若只是兩個站台之間發生網路中斷，但是兩個站台並沒有停止服務，此時會不會造成誤判產生「裂腦（Split-Brain）」的情況呢？

在VSAN 6.1的延伸叢集運作架構中，必須在第三站台建立「見證主機（Witness Host）」，這台見證主機便是擔任兩個站台之間仲裁（Quorum）的角色，它可以是實體主機或VM虛擬主機，並且根據不同的運作架構規模大小，有不同的硬體需求建議：

小型規模（1 VMs?10 VMs）
·2 vCPU、8GB vRAM
·Boot Disk：8GB、SSD Disk：10GB（1顆）、HDD Disk：15GB（1顆）
·支援最多750個見證元件

中型規模（10 VMs?500 VMs）
·2 vCPU、16GB vRAM
·Boot Disk：8GB、SSD Disk：10GB（1顆）、HDD Disk：350GB（1顆）
·支援最多21,000個見證元件

大型規模（500 VMs以上）
·2 vCPU、32GB vRAM
·Boot Disk：8GB、SSD Disk：10GB（1顆）、HDD Disk：350GB（3顆）
·支援最多45,000個見證元件

網路環境需求

在VSAN延伸叢集運作架構中，VSAN Cluster和VSAN Node所處位置稱之為「資料站台（Data Sites）」，而見證主機所處位置則稱為「見證站台（Witness Site）」。

在資料站台當中，VSAN Cluster的VSAN Node彼此之間，採用「多點傳播（Multicast）」來傳輸中繼資料及運作狀態，以及採用「單點傳播（Unicast）」來傳輸資料I/O的部分。此外，資料站台與見證站台之間，則是透過「單點傳播」來互相進行溝通及存活偵測作業，如圖14所示。

▲ 圖14 VMware VSAN延伸叢集資料站台及見證站台的網路架構示意圖。（圖片來源：VMware白皮書 – VSAN 6.1 Stretched Cluster Guide）

因此，在資料站台之間可以規劃採用「Layer 2或Layer 3」的網路環境彼此連接，並且網路延遲時間必須在「5 ms RTT（Round Trip Time）」以下才行，也就是說單向的網路延遲時間必須小於2.5毫秒（ms）才行，並且網路頻寬建議至少採用「10Gbps」。

在資料站台與見證站台之間僅建議採用「Layer 3」網路環境，並且網路延遲時間不可以大於「200 ms RRT」，也就是單向網路延遲時間必須小於100毫秒才行，並且網路頻寬建議至少採用「50?100Mbps」。

ESXi Host與VM虛擬主機

值得注意的是，在VSAN延伸叢集運作架構中，因為必須考量到其中一座資料站台完全下線的情況，因此VMware建議每座資料站台應僅運作VM虛擬主機總數的50%即可。

例如，若規劃的VM虛擬主機總數為500台的話，那麼每座資料站台應僅運作250台VM虛擬主機，以便發生災難事件時，另一座資料站台可以完成承載所有的VM虛擬主機工作負載。

在VSAN延伸叢集中ESXi Host的數量，最少數量的情況下為「3台（1 + 1 + 1）」ESXi Host，也就是資料站台A運作1台ESXi Host，資料站台B運作1台ESXi Host，見證站台也運作1台ESXi Host，如圖15所示。

▲圖15 VMware VSAN 3+3+1延伸叢集運作架構示意圖。（圖片來源：VMware白皮書 – VSAN Stretched Cluster Performance and Best Practices）

目前，在VSAN 6.1中，最大的運作規模則建議為「31台（15 + 15 + 1）」ESXi Host，也就是資料站台A運作15台ESXi Host，資料站台B運作15台ESXi Host，見證站台也運作1台ESXi Host。

傳統叢集 vs 延伸叢集

管理人員應該會很想知道，在採用VMware傳統叢集來運作VSAN運作架構，以及新式的VSAN延伸叢集架構時，在IOPS儲存效能表現上，到底哪一種叢集比較出色。

從VMware官方的測試結果可以得知，在採用VMware傳統叢集來運作VSAN運作架構時，由於是VSAN Node彼此在近端，因此IOPS表現較好。

當採用VSAN延伸叢集架構時，若資料站台之間的網路延遲時間為1毫秒時，則IOPS相較於傳統叢集來說大約降低20%，若資料站台之間的網路延遲時間為5毫秒時，則IOPS相較於傳統叢集來說大約降低35%，如圖16所示。

▲圖說。圖16 VMware VSAN傳統叢集與延伸叢集IOPS效能比較統計表。（圖片來源：VMware白皮書 – VSAN Stretched Cluster Performance and Best Practices）

在資料「寫入延遲（Write Latency）」方面，同樣的傳統叢集因為主機之間彼此在近端，因此為2.9毫秒，而採用新式的VSAN延伸叢集架構的時候，則分別是4.9毫秒與7.7毫秒，至於資料「讀取延遲（Read Latency）」方面，兩種叢集架構的表現則差不多。

結語

透過本文的說明，相信大家已經了解到最新的VSAN 6.1版本多了哪些特色功能，能夠幫助企業或組織提供更佳的高可用性機制。

此外，在本文的後半部也給予了VSAN 6.1新式延伸叢集架構的最佳實務建議，讓管理人員在前置作業流程時能夠注意相關細節，以便規劃出來的VSAN延伸叢集架構能夠為企業或組織提供最佳的運作彈性。

＜本文作者：任職於QCT雲達科技，網路暱稱Weithenn。為Microsoft MVP及VMware vExpert。早期主要研究Linux / FreeBSD各項整合應用，目前則專注於Microsoft及VMware虛擬化技術及混合雲運作架構，個人網站 http://weithenn.org。＞