2.1 VMware Virtual SAN存儲虛擬化解決方案

2.1.1 VMware服務器虛擬化

VMware vSphere是業界領先的虛擬化平臺，其不依賴任何操作系統，底層使用ESXi虛擬機管理程序，可以被安裝到本地物理硬盤、外置SAN環境、閃存、USB驅動器等地方。作為物理服務器的Hypervisor、vSphere可以訪問物理服務器的底層信息。安裝了ESXi程序的物理服務器也稱為ESXi主機。圖2-1闡述了VMware vSphere服務器虛擬化架構。

VMware服務器虛擬化解決方案的核心思想有以下幾點：

1．提高現有資源的利用率

通過對服務器的整合，使得一臺物理服務器上可以運行多個虛擬機操作系統，安裝多個應用。每臺虛擬機在功能執行上與物理服務器沒有任何區別。

2．降低運維成本

通過硬件虛擬化減少服務器及相關硬件設備，以此減少占地空間，以及降低電力和散熱需求。通過VMware配套管理工具出色的管理能力，可以幫助提高服務器/管理員比率，進一步減少人員數量，從而降低運維成本。

3．提高硬件和應用程序的可用性

vSphere可以通過其高可用（HA）和動態資源分配（DRS）技術安全地備份與遷移整個架構，而不會出現服務中斷的情況。同時，消除計劃內停機，使業務從計劃外故障中立即恢復。

4．實現運維靈活性

由于采用動態資源分配技術，可以加快服務器調配并改進桌面和應用程序的部署。

5．提高桌面的可管理性和安全性

用戶可以在本地或遠程，通過標準PC、筆記本或平板電腦等便攜設備部署、管理和監視虛擬化環境。

除了標準的vSphere虛擬機管理程序，VMware使用vCenter Server來統一部署和管理安裝在跨多個物理服務器上的虛擬機。vCenter Server可以通過vSphere Web Client這一統一管理平臺對多臺服務器進行管理，實現以下主要功能：

?在線遷移（vMotion）技術，將正在運行的虛擬機從一臺物理服務器遷移到其他物理服務器，而無須中斷。這是VMware引以為傲的核心技術之一，DRS、HA等高級功能都是基于這一技術。

?動態資源分配技術，使得多臺物理服務器中運行的虛擬機可以實現負載均衡。DRS利用了vMotion技術來實現這一功能，當其檢測到某臺服務器負載臨近閾值時，就可以通過vMotion技術進行在線遷移。

?分布式電源管理（DPM）可以結合DRS功能，將多個負載較低的虛擬機集中到少數物理服務器上，把無用的物理服務器關機，從而節省電力。而在服務器負載增加時，對沒有使用的物理服務器加電開機，再通過DRS實現負載均衡。

?存儲在線遷移（Storage vMotion）技術，允許正在運行的虛擬機存儲資源從一個存儲設備遷移到另一個存儲設備上。

?存儲動態資源分配（Storage DRS）技術，允許虛擬機從存儲的角度進行負載均衡。

?數據保護（Data Protection）功能，可以對虛擬機進行備份。

?高可用性，當一臺物理服務器出現故障時，可以將受影響的虛擬機遷移到其他物理服務器上。

?容錯（FT）技術，允許在不同物理服務器上運行兩臺完全一樣的虛擬機，提供最高等級的冗余性，即使一臺物理服務器（或虛擬機）發生故障，也不會中斷業務運行。

?復制（Replication），可以復制虛擬機的所有鏡像到另一個站點，進行災難恢復，保障數據安全。

目前最新的VMware vSphere軟件已經發布到第六代，它分為標準版（Standard）、企業增強版（Enterprise Plus）和vSOM企業增強版（vSphere with Operations Management Enter-prise Plus）三種。不同版本可以實現不同的功能，其價格也隨版本不同而不同。表2-1所示為每個版本能實現的功能概覽。

2.1.2 Virtual SAN解決方案概覽

Virtual SAN是一種基于軟件的分布式存儲解決方案，其直接構建在hypervisor中，支持VMware vSphere所有需要共享存儲的特性。它是一種專為虛擬機設計的超融合存儲解決方案，簡化了存儲配置和虛擬機部署，其通過虛擬化VMware ESXi主機上的本地物理存儲資源，將存儲抽象化，作為池呈現給集群中的主機，以此來提供存儲服務和服務水平協議的自動化。由于其將閃存設備作為高速的緩存層，提升了存儲的整體I/O性能，將機械硬盤（或低端閃存）作為數據存儲的容量層，降低了整體的存儲成本，因此在性能相當的情況下，總體擁有成本可以降低50%。

軟件定義存儲的一個關鍵要素是基于存儲策略的管理（Storage Policy-Based Manage-ment, SPBM），這是Virtual SAN的關鍵特性之一。通過SPBM和vSphere API，底層存儲技術表現為一個具有多種功能的抽象化的存儲空間池，并展現給管理員用于虛擬機部署。由于Virtual SAN與VMware整個產品堆棧無縫融合，天然支持vMotion、HA和DRS等功能，管理員可以輕松完成對虛擬機的存儲策略管理。

Virtual SAN的主要特征和功能有：

?內置在vSphere內核中：Virtual SAN在vSphere內核內部實現。Virtual SAN與vSphere的無縫集成非常獨特，可幫助優化性能和可擴展性。

?讀/寫（I/O）緩存：Virtual SAN通過在服務器端閃存中內置緩存，加快讀/寫磁盤I/O的速度，將存儲延遲降到最低程度。

?內置故障防護：該技術利用分布式RAID和緩存鏡像確保磁盤、主機或網絡發生故障時絕不丟失數據。

?無中斷容量可擴展性：可以通過為集群添加主機或為主機添加磁盤，輕松地無中斷擴展Virtual SAN數據存儲的容量。

?以虛擬機為中心的基于策略的管理：該解決方案采用可自動轉換為系統配置的策略語句將存儲要求與各個虛擬機或虛擬磁盤關聯起來。采用該方法，IT人員可以立即調配存儲以嚴格遵守服務級別協議（Service-Level Agreement, SLA）。

?自行調節存儲和動態存儲負載平衡：Virtual SAN自動無中斷地保持為每個虛擬機指定的存儲容量、性能和可用性級別。該技術可以與VMware vSphere Distributed Resource Scheduler進行互操作，實現端到端的計算和存儲負載均衡。

?與vSphere數據服務集成：該解決方案利用vSphere快照、vSphere克隆、VMware vSphere Data Protection和vSphere Replication，跨集群或站點提供數據保護、備份、快速克隆和數據傳輸以便進行災難恢復。

?與vSphere Web Client集成：Virtual SAN通過vSphere Web Client進行管理，借助vSphere實現單一窗口管理。

?廣泛的硬件兼容性：Virtual SAN是獨立于硬件的解決方案，可以在所有經過認證的服務器OEM廠商提供的硬件上部署。

?與VMware Horizon View和VMware vCenter Site Recovery Manager互操作：該解決方案可以與Horizon View一起部署在虛擬桌面基礎架構（VDI）環境中，與vCenter Site Recovery Manager一起部署在災難恢復環境中。

Virtual SAN同時支持全閃存結構和混合結構，其主要優勢如下：

?性能和擴展性—速度是競爭對手的1.5～5倍，同時具備可預測的彈性擴展能力。

?選擇性—可以選擇你的首選存儲供應商，同時還能滿足你的確切需求，并避免浪費。

?簡易性—使用雙擊調配，集成式工作流和策略驅動的管理，可大幅簡化存儲操作。

?成本—利用易于操作和學習的解決方案，可減少一半的TCO。

目前最新的Virtual SAN已經發展到第四代，版本分為標準版（Standard）、高級版（Advanced）、企業版（Enterprise）三種。不同版本可以實現不同的功能，其價格也隨版本不同而不同。每個版本能實現的功能概覽如表2-2所示。

值得注意的是，VMware Virtual SAN評估版本支持所有功能，試用期為60天。