VMware vSAN™ на практике: для каких задач подходит

Решения
28.08.2020
158
9 min

VMware vSAN™ на практике: для каких задач подходит

#hci #vsan
Гиперконвергентность – быстрорастущий сегмент СХД. Переход от традиционной архитектуры к HCI выбирают все больше компаний. Хотите узнать почему? В статье мы ответим на этот вопрос и расскажем для каких задач подходит VMware vSAN™.

Сегодня многие компании делают ставку на гиперконвергентность, уходя от традиционной архитектурной модели к HCI. Хотите узнать почему? В статье мы ответим на этот вопрос и расскажем для каких задач подходит VMware vSAN™.

Конвергентная СХД

Традиционная архитектура за многие годы своего существования отлично себя зарекомендовала, она надежна, практична и универсальна. Все три ее компонента, а именно серверы, системы хранения данных (СХД) и сети хранения данных, взаимодействуют на высоких скоростях и обеспечивают хорошую отказоустойчивость, вот только ее строительство, обслуживание и масштабирование – задача долгового времени и больших денег. Когда результат нужен быстро, а в современном бизнесе, облачном или другом, потребность в вычислениях меняется очень динамично – удобнее становятся «кирпичики» конвергентных систем. Поэтому если вы строите инфраструктуру для ресурсоемких бизнес-задач или планируете ее масштабирование – обратите внимание на HCI.

Разворачивать платформу виртуализации и не использовать ее возможности отказоустойчивости – безответственно и не эффективно. Первое требование, предъявляемое VMware vSphere для создания отказоустойчивого кластера – это наличие выделенной СХД. На ней размещены образы виртуальных машин, которые могут запускаться на любом узле кластера в случае непредвиденного сбоя. Для удовлетворения этого требования, в дополнение к серверам покупаются и устанавливаются различные устройства хранения - блочные (FC, FCoE, ISCSI) или файловые (NFS, SMB), и объединяются сетью хранения данных. В результате в штате появляются дополнительные специалисты, а инфраструктура обрастает десятком систем управления и мониторинга. Сложно, муторно и дорого.

VMware предлагает объединить на одном устройстве и вычислительные функции, и функции хранения – развернуть конвергентное программное решение VMware vSAN™. Такая конвергентная СХД не требует специальных устройств и сетей передачи данных, она работает прямо на сервере и способна выполнят ту же задачу, что и внешняя система хранения. Так в чем же отличие vSAN от простого дискового массива и для решения каких задач она может быть полезна.

Принцип работы

vSAN использует диски сервера для создания виртуального хранилища, которое доступно всем узлам кластера vSphere. Программно это работает на том же гипервизоре, что и сама платформа виртуализации, параллельно с вычислительной частью. Соответственно, на сервере одновременно работает и виртуальная СХД и виртуальные серверы – конвергенция. Для отказоустойчивости, необходимы несколько узлов, диски которых создадут единое пространство хранения доступные даже в случае аварии на одном из серверов. Теперь подробнее.

Каждый хост (узел кластера, сервер) является частью общего кластера vSAN и должен иметь хотя бы одну дисковую группу. Дисковая группа состоит из 1 диска для кэша (быстрый SSD) и от 1 до 7 дисков хранения (обычных HDD или также SSD). На сервере может быть до 5 таких групп, следовательно, максимальный объём хранения на одном сервере будет состоять из емкостей 35 дисков, а минимальный – одного.

Для того чтобы кластер vSAN работал требуется минимум 2 хоста, дисковые группы которых будут зеркальными для обеспечения непрерывной работы в случае отказа. Такая конфигурация работает только с методом отказоустойчивости Mirroring (аналог RAID1). В нем параметр Number of failures to tolerate равен единице, то есть данные с одного хоста сразу синхронизируется на другом. Добавив еще один хост и выставив параметр FTT=2 данные будут реплицироваться на двух серверах, что повышает степень отказоустойчивости, но делает использование дискового пространства еще менее эффективным. Максимальное значение FTT=3 позволяют иметь экземпляры данных на 4 разных хостах.

Если вы используете AllFlash-конфигурацию, то есть на узлах установлены только SSD-диски, то можно использовать метод Erasure Coding (аналог RAID 5/6). Запись на дисковые группы сопровождается вычислением соответствующих блоков четности, которые позволяют восстановить данные при сбое. Так можно существенно сэкономить дисковое пространство, но проиграть в скорости и времени восстановления. Минимальное число хостов необходимых для работы Erasure Coding – 4, но рекомендуется от 5 до 7.

Стандартный вариант организации vSAN использует хосты под управлением гипервизоров ESXi, но возможны решения с vSAN Appliance и Storage Appliance. При установленной vSphere, активировать vSAN можно без дополнительных плагинов и надстроек, а все управление выполняется из vCenter.

Особенности vSAN

Успешное внедрение vSAN зависит от многих факторов, но есть базовые требования и особенности, которые необходимо знать, чтобы не допустить ошибок.

  1. Не стоит использовать в дисковой группе максимальное число дисков для хранения. Лучше иметь две дисковые группы по три диска, чем одну с шестью. Это дороже, так как требуется дополнительный SSD для кэша, но уменьшает размер домена отказа. Если диск кэша выйдет из строя, то ребилд трех дисков произойдет быстрее, чем шести. И скорость параллельной работы двух дисковых групп выше, чем одной, особенно если их повесить на разные контроллеры. Диски также лучше использовать не максимальных объемов (по 6Тб, например, а 1-2 Тб).
  2. Не ставьте значение параметра FailuresToTolerate меньше единицы, так кластер будет работать без избыточности, и вы рискуете потерять данные в случае аварии.
  3. vSAN не предъявляет особых требований к «железу», вы можете использовать стандартные x86 серверы, но лучше следовать списку рекомендуемого оборудования от VMware. Гипервизор лучше записывать на встроенную флешку, SSD для кэша в слот PCIe, а диски хранения в стандартные порты контроллера.
  4. Так как для передачи данных используются не выделенная сеть, а обычная Ethernet, то ее пропускная способность должна быть не ниже 10GB.
  5. В гибридной конфигурации на SSD производится кэширование как чтения, так и записи, а в All-Flash - только записи. Поэтому лучше использовать именно такую конфигурацию, так как 100% кэша под write buffer дают сильное преимущество в скорости обработки входящего потока операций ввода-вывода. Чем выше объем SSD для кэша, тем выше производительность. Если вы используете All-Flash, то никто не мешает вам для кэша применить SSD диск с лучшими характеристиками, чем остальные.
  6. Говоря про vSAN, часто акцентируют внимание на легкое масштабирование. Действительно, чтобы добавить вычислительных мощностей или дополнительного дискового пространства, к сети необходимо подсоединить дополнительный узел. А если нужны только диски, то «на ходу» увеличить ёмкость виртуальной СХД, просто добавив или заменив на диски большего размера, не получится. Необходимо заранее просчитать соотношение хранилища и вычислительной мощности.
  7. Активировать и работать с vSAN можно сразу, если у вас есть vSphere, но не стоит забывать, что технология лицензируется отдельно по числу процессоров. Следовательно, чем больше в вашем кластере узлов, тем дороже получается виртуальная СХД. Поэтому вам потребуется заранее просчитать бюджет.

Задачи для vSAN

Первая задача, которую успешно решает vSAN – это СХД для платформы виртуализации vSphere. Как мы писали в самом начале, можно собрать полноценный отказоустойчивый кластер из обычных серверов без необходимости покупки дополнительного оборудования хранения данных. Такое решение не только экономически эффективно, так как снижает капитальные затраты на СХД и сеть передачи данных, но и удобнее с точки зрения управления, к тому же быстро разворачивается.

Используя All-Flash дисковые группы, Erasure Coding и быструю сеть, можно построить довольно производительную СХД для бизнес-критичных приложений. В такой конфигурации очень уверенно себя чувствуют Oracle, MS SQL/Exchange, SAP и другие производительные приложения.

Легкое масштабирование путем добавления конвергентных узлов (вычислительные ресурсы и СХД) делает vSAN удобным для таких задач как VDI (новые пользователи – новый узел), контейнеры (надо развернуть больше контейнеров – добавляем узел), web-приложения (растет база и нагрузка – добавляем новый узел), облачные услуги (появляются новые клиенты – добавляем новый узел).

Использование растянутого кластера позволяет использовать vSAN для удаленных филиалов или резервных площадок. Каждый узел кластера в удаленном офисе может содержать копию данных центральной площадки, тем самым обеспечивая высокую скорость доступа, централизованное управление, а главное, отказоустойчивость в случае падения линии связи.

Заключение

Использование vSAN позволяет сократить расходы, дает возможность гибкой масштабируемости и простого управления единой экосистемой VMware. Решения HCI находятся на пике популярности, это обусловлено универсальностью и скоростью внедрения. Бизнес требует мгновенной реакции на изменения и такие конвергентные решения как vSAN позволяют дать быстрый, надежный и производительный результат.



Екатерина Юдина
Профильный эксперт