VMware SDS之五 - VMware刚公布第四代VSAN - 超融合软件VSAN 6.2新增了哪九大特性？

2016年2月10日，VMware公布了VSAN
6.2，这已经是第四代VSAN，与第三代（VSAN 6.1，在2015年9月发布）时隔不到半年。我们可以看出VMware软件定义存储在数据平面的突飞猛进。

我们先来回顾一下VSAN的基本信息。



此次发布的VSAN 6.2是非常重要的一次更新，它意味着VSAN做为企业就绪的超融合存储，又向前迈进了一大步。另外，VSAN强调了超融合软件堆栈的整体解决方案HCS（vSphere+VSAN+管理），除了继续提供单一产品VSAN软件之外，还增加了一个选择，通过VSAN的OEM厂商，在出厂前预装好vSphere和VSAN等软件的，且经工程验证过的HCI一体机，不同于之前的EVO:RAIL的是，这种一体机能够支持多种灵活的配置。目前，除了服务器厂商SuperMicro、富士通、DELL等之外，还得到了EMC、HDS等存储公司的大力支持。



VSAN 6.2适合所有vSphere的工作负载，包括关键业务应用、桌面虚拟化、备份与容灾、测试和开发、DMZ/隔离区、管理集群、第2或第3层应用、远程或分支办公室（ROBO）等八大场景，如下图所示。

下面详细介绍一下这九大特性。

特性一和特性二：去重(重复数据删除)和压缩

仅支持全闪存。

按照磁盘组的级别，实现近线的去重和压缩；

- 磁盘组越大，去重比率越高；

当数据从缓存层De-staging（刷新）到持久化层时实现去重，在去重后实现压缩；

- 去重在缓存写确认后执行；

- 固定大小的块去重 (4KB数据块)；

在VSAN Stretched Cluster和ROBO方式下也支持去重和压缩；



特性三：纠删码（Erasure
Coding, EC）

仅支持全闪存。

原来FTT=1时，需要跨网络做数据镜像形成两份副本，类似RAID 1，存储利用率较低。采用Erasure Coding能够提高存储利用率，它类似跨网络做RAID 5或RAID 6。VSAN可以在虚机，甚至在虚机不同的vmdk的颗粒度上实现Erasure Coding，可在SPBM里设置。

RAID-5 的Erasure Coding模式，能够最大允许一台主机故障。它要求至少4台主机。并不要求是4的倍数，而是4台或更多主机。以往FTT=1时，存储容量的开销是数据的两倍，现在只需要1.33倍的开销，举例来说，以往20GB数据在FTT=1时消耗40GB空间，采用RAID
5 的Erasure Coding模式后，消耗约为27GB。



RAID 6的Erasure Coding模式，能够最大允许两台主机故障。它要求至少6台主机。以往FTT=2时，存储容量的开销是数据的3倍，现在只需要1.5倍的开销，举例来说，以往20GB数据在FTT=2时消耗60GB空间,采用RAID-6的Erasure Coding模式后，消耗约为30GB。这样在确保更高的高可用性的基础上，存储利用率得到大幅提升。

VMware通过VDI的完整克隆测试，证实通过Erasure Coding（2倍）、去重和删除（7倍），能够显著地提升空间效率，至少是原来的14倍！

当然，通过去重和压缩而实现的改进会因工作负载不同而异。

John Nicholson在博客《The Road To All-Flash VMware Virtual SAN》里写到，在继15K RPM机械盘之后，10K RPM机械盘将步其后尘，单位GB的价格将高于SSD。VSAN 6.2的去重和删除出现后，将更快地推进全闪存市场的普及，会有越来越多的企业能够支付得起全闪存阵列。有兴趣的朋友，可以移步前往链接：
https://blogs.vmware.com/virtualblocks/2016/01/18/road-flash-vmware-virtual-san/ 
看看详细的分析。

特性四：QoS（IOPS限制值）

QoS（IOPS限制值）的设置，使得VSAN在数据平面也即存储高级功能上迈进了一大步。即使是传统外置阵列，支持QoS的厂商也是屈指可数。VSAN的IOPS限制有如下特点：

· 基于每个虚机或每个vmdk，能以可视化的图形界面来设置IOPS的限制值；

· 一键即可设置；

· 消除noisy
neighbor（相邻干扰）的不利影响；

· 可以在vmdk的颗粒度上满足性能的服务等级协议（SLA），在SPBM里设置；

· IOPS限制值可以动态的修改；

· 在一个集群/存储池，可以为不同虚机/vmdk，提供不同的性能，将原本可能相互影响的负载区分开来；

· 用户在图形界面中，可以看到每个vmdk的IOPS值，并通过颜色(绿色,黄色,红色)判断实际IOPS与IOPS限制值的关系；

下图可以看出，用户在为vmdk创建存储策略时，设置IOPS限制值为50。

特性五：支持纯IPv6网络

在纯IPv6的模式下运行，所有网络通信都通过IPv6网络。支持L2或L3组播。可通过Health UI进行管理/监控。满足那些想迁往IPv6的客户需求(例如，政府, 服务提供商)。

 

特性六：软件校验和（Software
Checksum）

这一功能执行数据的端到端校验，检测并解决磁盘错误，从而提供更高的数据完整性。

软件校验和在集群级别默认是开启的，可以通过存储策略在vmdk级别关闭。它在后台执行磁盘扫描（Disk Scrubbing），如果通过校验和验证发现了错误，则重建数据。能够自动检测和解决静态磁盘错误（silent disk errors）。

 

特性七：Health
Service新功能增强VSAN的监控和管理

包括性能监控和容量监控等方面的增强。VSAN还支持第三方厂商的API集成，包括性能分析，故障分析和趋势分析。




1）性能监控

性能监控无缝集成在vSphere Web Client里，提供历史和实时的图表，并且可设置时间范围过滤的图表。性能监控允许从vCenter监控现有的工作负载，包括宏观视图：集群延时、带宽和IOPS）；以及细颗粒度的视图：每个磁盘，每个磁盘组，每个物理盘（包括缓存层和持久化层），每个主机，每个虚机，每个vmdk；以及缓存命中率。性能监控的数据，以分布式方式存放在VSAN上。



下图是按照每个物理磁盘的监控视图



下图是按照每个虚机的监控视图



相比以前的版本，监控的易用性有了很大的改善。

 

2）容量监控

下图是存储容量报告的监控视图



 

特性八：健康检查集成到vSphere
Web Client内

以往Health Check是以插件的形式出现，VSAN 6.2使之发生很大的变化，将其全部集成到运维管理界面中，也即成为vSphere Web Client内在的一部分。集成更为紧密，而且方便了用户，并且在功能上有如下增强：

支持SNMP, 客户脚本,通过VC 警告发送Email；集群级别的概览，查看虚机的可用性；基于时间的警报触发机制； 详细的存储空间报表和使用分析（支持Dedupe等）；在图形界面内可设置主动地容量再平衡；通过性能的阈值设置警报；

下面的是VSAN健康测试的视图，很全面。包括模拟一台主机故障，一台主机与vCenter网络失联，VSAN脑裂，VSAN禁用，组播；磁盘、组件、主机等的全面检测。



特性九：其他特性

另外还有几个小的特性，这里就列在一块了。

1）增强的Horizon集成

2）已经过SAP测试且已就绪

3）适用于VMware Photon的VSAN技术预览版

4）Client Cache

•     写操作经由读内存（可视为延迟更低的缓存）

•     类似虚机的数据本地性（如同CBRC），能显著提升VDI的性能

•     低开销，高性能

5）Sparse Swap

•     内存交换里的空间回收

•     在VMwarekernel，而非SPBM里管理；能提升链接克隆的存储利用率；

•     在主机高级选项里设置，启用swap的策略，无需空间预留

VSAN
6.2新的许可方式

VSAN 6.2的许可方式相比VSAN 6.1有些变化，分成标准、高级、企业三个级别。如下图所示，在高级版里支持全闪存、去重和删除，以及纠删码（ErasureCoding）；在企业版本里支持双活和QoS（IOPS限制）。



VSAN
6.2对应的vSphere版本是6.0 U2 

本篇文章参考了VMware同事，VMware官方网站和VMware知名作者的资料和文章。在此一并致谢。

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【编后语】

在微信公众号"乐生活与爱IT"的文章《VMworld 2015对VSAN说了些啥？(附赠:Oracle RAC在VSAN上的性能)》，也即VSAN 6.1的九大特性里，笔者曾谈到 “半年的时间，VMware在VSAN上竟然有了如此多的改进和增强” （可通过关注公众号后，选择菜单“文章目录”获得历史文章目录，以及查看方法）。现在时隔不到半年，VSAN又新增了九大特性，尤其是去重、删除、纠删码这些企业级存储的高级功能。而且让人为之一亮的是，VSAN开始支持QoS（IOPS限制值）。即便在上市了十多年，二十多年以上的外置磁盘阵列厂商中，支持QoS的也是屈指可数。

在《SDS之五：软件定义存储的现状–自动化篇》文章里，笔者曾谈到 “细心的读者，可能会发现，可选择的策略只有5个，并不丰富。是的，做为刚出来不到两年的分布式存储VSAN，还在不断地丰富其企业级存储功能，相信不久的未来，会逐步增加其存储策略的选项”。

此次VSAN 6.2在SPBM里，又增加了几个存储策略。其实，通过文章《SDS自动化之实现 –  存储策略之发展 & SPBM是什么(含Virtual Volumes大全)》可以了解到，VMware软件定义存储在控制平面层早就提供了非常丰富的API。可以预见，每当VSAN在数据平面增加新的功能，都会很快在存储策略的增加中得到体现。笔者在这大胆地做一下揣测，两年内，VMware在数据平面的功能丰富性上全面超越外置磁盘阵列，更不用说其他HCI了。

另外，在2016年1月27日的文章《VSAN - 超融合架构领袖，用户数超过3000》中，已经可以看到VSAN在全球范围内，已经超越其他HCI厂商，成为HCI用户数最多的公司。