VMware vSAN là một lớp phần mềm phân tán chạy trực tiếp trên hypervisor ESXi. Nó tổng hợp các thiết bị lưu trữ cục bộ hoặc trực tiếp của một cụm máy chủ và tạo thành một nhóm lưu trữ duy nhất được chia sẻ trên tất cả các máy chủ trong cụm vSAN.
Ưu điểm của VMware vSAN:
- Loại bỏ lưu trữ dùng chung bên ngoài (SAN)
- Giản lược cấu hình lưu trữ và cung cấp máy ảo
- Hỗ trợ các tính năng của VMware yêu cầu lưu trữ dùng chung như HA, vMotion và DRS
Khái niệm vSAN:
- Sử dụng phương pháp defined-software để tạo lưu trữ dùng chung cho máy ảo.
- Ảo hóa tài nguyên lưu trữ cục bộ của các máy chủ ESXi thành các nhóm lưu trữ có thể chia nhỏ và gán cho máy ảo và ứng dụng dựa trên yêu cầu chất lượng dịch vụ.
- Cấu hình vSAN thành cụm lai (hybrid) hoặc toàn flash (all-flash).
- Kích hoạt vSAN trên cụm máy chủ hiện có hoặc khi tạo cụm mới.
Kiến trúc lưu trữ vSAN:
- Kiến trúc lưu trữ gốc vSAN (Original Storage Architecture - OSA): Mỗi máy chủ cung cấp thiết bị lưu trữ cho kho lưu trữ vSAN phải có ít nhất một thiết bị cho cache flash và một thiết bị cho dung lượng.
- Kiến trúc lưu trữ nhanh vSAN (Express Storage Architecture - ESA): Tất cả các thiết bị lưu trữ được vSAN yêu cầu đều đóng góp vào dung lượng và hiệu suất.
Đặc điểm của vSAN:
- Hỗ trợ các tính năng của VMware yêu cầu lưu trữ dùng chung.
- Định dạng tệp ảo trên đĩa cung cấp hỗ trợ quản lý snapshot và clone có khả năng mở rộng cao trên mỗi cụm vSAN.
- Cấu hình lai và toàn flash.
- Miền lỗi để bảo vệ máy chủ khỏi lỗi rack hoặc khung máy chủ.
- Dịch vụ tệp cho phép tạo các chia sẻ tệp trong kho lưu trữ vSAN.
- Dịch vụ iSCSI target cho phép các máy chủ và khối lượng công việc vật lý bên ngoài cụm vSAN truy cập kho lưu trữ vSAN.
- Cụm trải rộng vSAN và cụm vSAN hai nút.
- Hỗ trợ Windows Server Failover Clusters (WSFC).
- Dịch vụ sức khỏe vSAN theo dõi, khắc phục sự cố, chẩn đoán nguyên nhân của các vấn đề về thành phần cụm và xác định bất kỳ rủi ro tiềm ẩn nào.
- Dịch vụ hiệu suất vSAN bao gồm các biểu đồ thống kê được sử dụng để theo dõi IOPS, thông lượng, độ trễ và tắc nghẽn.
- Tích hợp với các tính năng lưu trữ vSphere.
- Chính sách lưu trữ máy ảo.
- Cung cấp nhanh chóng.
- Khử trùng lặp và nén.
- Mã hóa dữ liệu ở trạng thái nghỉ.
- Mã hóa dữ liệu di chuyển.
- Hỗ trợ SDK.
Lưu ý: Đây là bản dịch ngắn gọn, đầy đủ và chính xác các tính năng chính của vSAN, phù hợp với cấu trúc SEO.
Thuật ngữ và định nghĩa vSAN
vSAN giới thiệu các thuật ngữ và định nghĩa cụ thể quan trọng cần hiểu. Trước khi bắt đầu với vSAN, hãy xem xét các thuật ngữ và định nghĩa vSAN chính.
Nhóm đĩa (vSAN Original Storage Architecture)
- Một nhóm đĩa là một đơn vị khả năng lưu trữ và hiệu suất vật lý trên một máy chủ và một nhóm thiết bị vật lý cung cấp hiệu suất và dung lượng cho cụm vSAN. Trên mỗi máy chủ ESXi đóng góp thiết bị cục bộ của nó vào cụm vSAN, các thiết bị được tổ chức thành các nhóm đĩa.
- Mỗi nhóm đĩa phải có một thiết bị cache flash và một hoặc nhiều thiết bị dung lượng. Các thiết bị được sử dụng cho caching không thể được chia sẻ giữa các nhóm đĩa và không thể được sử dụng cho mục đích khác. Một thiết bị caching duy nhất phải được dành riêng cho một nhóm đĩa duy nhất. Trong các cụm lai, thiết bị flash được sử dụng cho lớp cache và đĩa từ được sử dụng cho lớp dung lượng lưu trữ. Trong một cụm toàn flash, thiết bị flash được sử dụng cho cả cache và dung lượng.
Vùng lưu trữ (vSAN Express Storage Architecture)
- Một vùng lưu trữ là một đại diện của tất cả các thiết bị lưu trữ trên một máy chủ được vSAN yêu cầu. Mỗi máy chủ chứa một vùng lưu trữ. Mỗi thiết bị trong vùng lưu trữ đóng góp cả dung lượng và hiệu suất. Số lượng thiết bị lưu trữ được phép được xác định bởi cấu hình máy chủ.
Dung lượng tiêu thụ
- Dung lượng tiêu thụ là lượng dung lượng vật lý được tiêu thụ bởi một hoặc nhiều máy ảo tại bất kỳ thời điểm nào. Nhiều yếu tố xác định dung lượng tiêu thụ, bao gồm kích thước tiêu thụ của các tệp .vmdk của bạn, bản sao bảo vệ, v.v. Khi tính toán kích thước cache, không tính dung lượng được sử dụng cho bản sao bảo vệ.
Lưu trữ dựa trên đối tượng
- vSAN lưu trữ và quản lý dữ liệu dưới dạng các container dữ liệu linh hoạt được gọi là đối tượng. Một đối tượng là một khối lượng logic có dữ liệu và siêu dữ liệu được phân phối trên toàn cụm. Ví dụ, mỗi .vmdk là một đối tượng, cũng như mọi snapshot. Khi bạn cung cấp máy ảo trên kho lưu trữ vSAN, vSAN tạo ra một bộ đối tượng bao gồm nhiều thành phần cho mỗi đĩa ảo. Nó cũng tạo ra không gian tên VM home, đó là một đối tượng container lưu trữ tất cả các tệp siêu dữ liệu của máy ảo của bạn. Dựa trên chính sách lưu trữ máy ảo được gán, vSAN cung cấp và quản lý từng đối tượng riêng lẻ, điều này cũng có thể liên quan đến việc tạo cấu hình RAID cho từng đối tượng.
- Khi vSAN tạo đối tượng cho đĩa ảo và xác định cách phân phối đối tượng trong cụm, nó sẽ xem xét các yếu tố sau:
- vSAN xác minh rằng các yêu cầu đĩa ảo được áp dụng theo cài đặt chính sách lưu trữ máy ảo được chỉ định.
- vSAN xác minh rằng các tài nguyên cụm chính xác được sử dụng vào thời điểm cung cấp. Ví dụ: dựa trên chính sách bảo vệ, vSAN xác định số bản sao cần tạo. Chính sách hiệu suất xác định lượng cache đọc flash được phân bổ cho mỗi bản sao và số lượng thanh được tạo cho mỗi bản sao và vị trí đặt chúng trong cụm.
- vSAN liên tục theo dõi và báo cáo trạng thái tuân thủ chính sách của đĩa ảo. Nếu bạn tìm thấy bất kỳ trạng thái chính sách không tuân thủ nào, bạn phải khắc phục sự cố và giải quyết vấn đề cơ bản.
- Khi cần thiết, bạn có thể chỉnh sửa cài đặt chính sách lưu trữ VM. Thay đổi cài đặt chính sách lưu trữ không ảnh hưởng đến truy cập máy ảo. vSAN chủ động điều tiết tài nguyên lưu trữ và mạng được sử dụng để cấu hình lại nhằm giảm thiểu tác động của cấu hình lại đối tượng đối với khối lượng công việc bình thường. Khi bạn thay đổi cài đặt chính sách lưu trữ VM, vSAN có thể khởi tạo quá trình tạo lại đối tượng và đồng bộ hóa lại tiếp theo.
- vSAN xác minh rằng các thành phần bảo vệ bắt buộc, chẳng hạn như gương và nhân chứng, được đặt trên các máy chủ hoặc miền lỗi riêng biệt. Ví dụ: để xây dựng lại các thành phần trong quá trình lỗi, vSAN tìm kiếm các máy chủ ESXi thỏa mãn các quy tắc đặt chỗ nơi các thành phần bảo vệ của đối tượng máy ảo phải được đặt trên hai máy chủ khác nhau hoặc trên các miền lỗi.
Kho lưu trữ vSAN
- Sau khi bạn kích hoạt vSAN trên một cụm, một kho lưu trữ vSAN duy nhất được tạo ra. Nó xuất hiện dưới dạng một loại kho lưu trữ khác trong danh sách các kho lưu trữ có thể có, bao gồm Virtual Volume, VMFS và NFS. Một kho lưu trữ vSAN duy nhất có thể cung cấp các mức dịch vụ khác nhau cho từng máy ảo hoặc từng đĩa ảo. Trong vCenter Server®, các đặc tính lưu trữ của kho lưu trữ vSAN xuất hiện dưới dạng một bộ khả năng. Bạn có thể tham khảo các khả năng này khi xác định chính sách lưu trữ cho máy ảo. Sau này khi bạn triển khai máy ảo, vSAN sẽ sử dụng chính sách này để đặt máy ảo theo cách tối ưu dựa trên yêu cầu của từng máy ảo.
- Một kho lưu trữ vSAN có các đặc điểm cụ thể cần xem xét. vSAN cung cấp một kho lưu trữ vSAN duy nhất có thể truy cập được cho tất cả các máy chủ trong cụm, cho dù chúng có đóng góp lưu trữ cho cụm hay không. Mỗi máy chủ cũng có thể gắn kết bất kỳ kho lưu trữ nào khác, bao gồm Virtual Volumes, VMFS hoặc NFS.
- Bạn có thể sử dụng Storage vMotion để di chuyển máy ảo giữa các kho lưu trữ vSAN, kho lưu trữ NFS và kho lưu trữ VMFS.
- Chỉ đĩa từ và thiết bị flash được sử dụng cho dung lượng mới có thể đóng góp vào dung lượng kho lưu trữ. Các thiết bị được sử dụng cho cache flash không được tính là một phần của kho lưu trữ.
Đối tượng và thành phần
- Mỗi đối tượng bao gồm một bộ thành phần, được xác định bởi các khả năng đang được sử dụng trong Chính sách lưu trữ VM. Ví dụ: với Lỗi để dung nạp được đặt thành 1, vSAN đảm bảo rằng các thành phần bảo vệ, chẳng hạn như bản sao và nhân chứng, được đặt trên các máy chủ riêng biệt trong cụm vSAN, nơi mỗi bản sao là một thành phần đối tượng. Ngoài ra, trong cùng một chính sách, nếu Số lượng thanh đĩa mỗi đối tượng được cấu hình thành hai trở lên, vSAN cũng phân thanh đối tượng trên nhiều thiết bị dung lượng và mỗi thanh được coi là một thành phần của đối tượng được chỉ định. Khi cần thiết, vSAN cũng có thể chia các đối tượng lớn thành nhiều thành phần.
- Một kho lưu trữ vSAN chứa các loại đối tượng sau:
- Không gian tên VM Home: Thư mục gốc của máy ảo nơi lưu trữ tất cả các tệp cấu hình máy ảo, chẳng hạn như .vmx, tệp nhật ký, tệp .vmdk và tệp mô tả delta snapshot.
- VMDK: Một đĩa máy ảo hoặc tệp .vmdk lưu trữ nội dung của ổ đĩa cứng ảo của máy ảo.
- Đối tượng trao đổi VM: Được tạo ra khi máy ảo được bật nguồn.
- VMDK delta snapshot: Được tạo ra khi snapshot máy ảo được chụp. Các đĩa delta như vậy không được tạo ra cho vSAN Express Storage Architecture.
- Đối tượng bộ nhớ: Được tạo ra khi tùy chọn bộ nhớ snapshot được chọn khi tạo hoặc tạm dừng máy ảo.
Trạng thái tuân thủ máy ảo: Tuân thủ và Không tuân thủ
- Một máy ảo được coi là không tuân thủ khi một hoặc nhiều đối tượng của nó không đáp ứng các yêu cầu của chính sách lưu trữ được gán. Ví dụ, trạng thái có thể trở thành không tuân thủ khi một trong các bản sao gương không thể truy cập được. Nếu máy ảo của bạn tuân thủ các yêu cầu được xác định trong chính sách lưu trữ, trạng thái của máy ảo của bạn là tuân thủ. Từ tab Đặt chỗ đĩa vật lý trên trang Đĩa ảo, bạn có thể xác minh trạng thái tuân thủ đối tượng máy ảo.
Trạng thái thành phần: Trạng thái suy giảm và vắng mặt
- vSAN thừa nhận các trạng thái lỗi sau cho các thành phần:
- Suy giảm: Một thành phần bị suy giảm khi vSAN phát hiện lỗi thành phần vĩnh viễn và xác định rằng thành phần bị lỗi không thể khôi phục về trạng thái hoạt động ban đầu của nó. Kết quả là, vSAN bắt đầu xây dựng lại các thành phần suy giảm ngay lập tức. Trạng thái này có thể xảy ra khi một thành phần nằm trên một thiết bị bị lỗi.
- Vắng mặt: Một thành phần vắng mặt khi vSAN phát hiện lỗi thành phần tạm thời, nơi các thành phần, bao gồm tất cả dữ liệu của nó, có thể khôi phục và trả lại vSAN về trạng thái ban đầu của nó. Trạng thái này có thể xảy ra khi bạn đang khởi động lại máy chủ hoặc nếu bạn rút thiết bị khỏi máy
Kết luận
Như vậy, chúng ta đã cùng nhau khám phá chi tiết về VMware vSAN - một giải pháp lưu trữ ảo mạnh mẽ, linh hoạt và hiệu quả. Với khả năng tận dụng tối đa tài nguyên phần cứng, vSAN không chỉ giúp giảm thiểu chi phí đầu tư và vận hành mà còn mang đến hiệu suất vượt trội cho các ứng dụng doanh nghiệp. Bằng cách hiểu rõ các khái niệm và cấu hình vSAN, bạn đã có trong tay những kiến thức cần thiết để thiết kế và triển khai một hệ thống lưu trữ ảo hiện đại, đáp ứng mọi nhu cầu của doanh nghiệp