VMware Virtual SAN Vsan 设计和优化指南(6)

VirtualSAN6.0设计和优化指南

磁盘性能-RPM

SAS磁盘往往更加可靠，提供更高的性能，但成本更高。这些磁盘的速度往往高达15KRPM（每分钟转数）。VCG列出了受支持驱动器的RPM（驱动器速度）。这允许设计师在配置混合VirtualSAN时选择容量层所需的性能级别。尽管磁盘的驱动程序/固件不需要检查，但必须检查磁盘为SAS还是SATA，以确保它们受支持。

因为SAS驱动器的性能比SATA好得多，所以要想在混合配置中的磁盘层获得理想性能，应当认真考虑更快的SAS驱动器。

缓存友好型工作负载不像缓存不友好型工作负载那样对磁盘性能十分敏感。然而，由于应用程序性能状况可能会随着时间推移而改变，保守估计所需磁盘驱动器性能通常是一个好做法，因为10KRPM驱动器是大多数工作负载组合的公认标准。

磁盘数量在混合配置中至关重要

尽管拥有充足数量的闪存缓存很重要，但拥有充足的磁盘心轴同样重要。在混合配置中，所有虚拟机写入操作都保存到闪存，稍后，这些块会转储到旋转磁盘。拥有多个磁盘心轴可以加快转储过程。

同样，混合VirtualSAN 配置预计实现90%的读取缓存命中率。这意味着10%的读取操作将未命中读取缓存，此时这些块必须从容量层的旋转磁盘检索。同样，拥有多个磁盘心轴可以加速这些读取操作。

设计方案：磁盘数在混合配置中至关重要，因此，请明智地选择磁盘数量。在混合配置中，采用更多、更小的磁盘通常比采用更少、更大的磁盘提供更好的性能。

使用不同的磁盘型号/类型提供容量

VMware不建议在同一主机中以及在不同主机之间使用不同类型磁盘。这是因为，组件性能取决于组件部署到哪种类型的磁盘，而使用不同类型磁盘有可能造成性能不可预测。VMware强烈建议在群集中的所有主机上使用统一的磁盘型号。

设计方案：在群集中的所有节点之间选择标准磁盘型号/类型。不要混合使用不同的驱动器型号/类型。

VMware存储与可用性文档/26

VirtualSAN6.0设计和优化指南

我需要多少容量？

确定VirtualSAN设计所需的容量时，必须要考虑“NumberOfFailuresToTolerate”策略设置，这十分重要。NumberOfFailuresToTolerate和创建的副本数量直接相关。例如，如果在虚拟机存储策略中将NumberOfFailuresToTolerate设为1，则会在另一个主机上的容量层创建另一个VMDK副本（两个数据拷贝）。如果

NumberOfFailuresToTolerate设为2，群集中会有两个VMDK副本拷贝（三个数据拷贝）。

此时，容量需要根据故障要求加以确定。然而，我们可能需要安排充足的容量，以便在发生故障时，VirtualSAN能够在群集中的剩余容量上创建缺失/故障组件。此外，对群集中的主机进行线下维护时，也可能需要虚拟机具备完整可用性。

另一个基本问题是，设计方案是否应当允许VirtualSAN 在维护过程中将组件迁移到群集中的其他地方并重新加以保护（或者在故障期间重新构建组件）。如果主机处于维护模式，而且不重新构建存储对象，在此期间发生的设备故障可能会造成数据丢失，这一点需要予以高度重视。

请注意，这仅在群集中的节点数量超过3个时可行。如果只是3节点群集，VirtualSAN不能在发生故障时重新构建组件。然而，请注意，在此情况下，

VirtualSAN将处理故障，I/O将继续，但是需要先解决故障，VirtualSAN才能重新构建组件并再次得到全面保护。

如果群集包含3个以上的节点，而且要求在发生故障时或在维护活动期间重新构建组件，需要为此目的预留一定数量的额外磁盘空间。用户应考虑预留一台主机以提供充足可用的存储，因为这是在发生一次故障时需要重新构建的最大数据量。如果设计需要允许两次故障，则需要准备额外2个有着充足可用存储的节点。16、32或64节点配置同样如此。需要多少附加容量的决定因素取决于NumberOfFailuresToTolerate设置。

设计方案：设计VirtualSAN容量时，始终要将NumberOfFailuresToTolerate设置纳入考虑范畴。

设计方案：如果要求在故障之后重新构建组件，则应当调整设计大小，确保有一台主机具有充足容量，可以允许每次故障。为了在一次故障之后或维护期间重新构建组件，需要一个完整主机的容量可用。为了在第二次故障之后重新构建组件，需要两个完整主机的容量可用。

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我应当预留多少空间裕量？

如果可以，VMware建议在VirtualSAN 数据存储中留30%的可用容量。预留空间裕量的原因是，当磁盘达到80%的完整阈值时，VirtualSAN开始自动重新平衡，以致于在群集上生成重新构建流量。如果可以，应当避免这种情况。理想情况下，我们希望配置比80%的阈值少10%。因此，建议预留30%的可用容量。

当然，如果需要，客户可以预留更小的可用容量。然而，请注意，达到80%的阈值时，VirtualSAN可能会利用循环回收保持群集平衡。

最佳做法/设计建议：设计容量时预留30%的空间裕量。

格式化开销注意事项

VirtualSAN数据存储容量由群集中所有ESXi主机的设备容量层的聚合容量确定。在混合配置中，磁盘组包含一个基于闪存的设备、一个或多个聚合在一起的磁盘，但只有磁盘的可使用容量计入VirtualSAN数据存储的总容量。对于全闪存配置，计算VirtualSAN 数据存储容量时，仅包含标记为容量的闪存设备。

磁盘组中的所有磁盘都使用磁盘上文件系统进行格式化。如果磁盘上格式为版本1，格式化共占用每磁盘750MB 到1GB的容量。在VirtualSAN6.0中，管理员可以使用v1(VMFS-L)或v2(VirstoFS)。在版本6.0中，磁盘上格式v1的格式化开销保持不变，但磁盘上格式v2的开销不同，通常是驱动器容量的1%。设计VirtualSAN容量要求时需要考虑这一点。下表提供了所需开销的估算值。

VirtualSAN 版本 5.5 6.0 6.0

格式类型 VMFS-L VMFS-L VirstoFS 磁盘上版本 v1 v1 v2 开销 每磁盘750MB 每磁盘750MB 1%的物理磁盘容量 VirtualSAN版本5.5不支持v2磁盘上格式。v2格式仅在VirtualSAN版本6.0上受支持。v2开销非常依赖用户数据在文件系统上的碎片化程度。在实践中，我们发现，元数据开销通常少于1%的物理磁盘容量。

设计方案：计算容量时包含格式化开销。

设计注意事项：除了NumberOfFailuresToTolerate和格式化开销以外，还需要考虑其他注意事项。这就包括是否计划虚拟机快照。我们将在阐述一些设计示例时介绍这些内容。一般来说，VMware建议在群集容量中预留大约30%的可用空间。

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快照缓存优化调整注意事项

在VirtualSAN 版本5.5中，管理员如果希望使用虚拟机快照，则需要像在VMFS或NFS数据存储上使用虚拟机快照一样，考虑所有同样的限制。根据VMware知识库文章1025279，VMware建议单个快照的时间不要超过24-72小时，而且，尽管快照链支持32个快照，但VMware建议仅在快照链中使用2-3个快照。

在VirtualSAN6.0 和磁盘上格式v2中，快照机制已得到大大加强，使得虚拟机快照的表现远超以往。VirtualSAN6.0完全支持每个磁盘上格式VMDK使用32个快照。v2上的新快照机制使用新的“vsanSparse”格式。然而，尽管这些新快照的表现胜于以往版本，但依然需要考虑一些设计和优化调整问题。

为VSAN6.0混合配置确定缓存大小时，设计必须考虑大量使用快照这一潜在使用情形。创建多个活动快照会很快耗尽缓存资源，甚至有可能影响性能。将缓存优化为10%的占用容量这一标准准则可能需要调整至15%或以上，尤其是在需要大量使用快照的情形下。

对于VirtualSAN6.0 全闪存配置，虚拟机快照对缓存的使用并不是问题。

如果在VirtualSAN从版本5.5升级到6.0时，磁盘上格式未升级到v2，而是保持在v1，则请使用旧的（重做日志）快照格式，并继续遵守VMware知识库文章1025279中的注意事项。

设计注意事项：如果在混合设计中大量使用虚拟机快照，请考虑将缓存容量比从 10%增加到15%。

选择存储I/O 控制器

设计存储方案时，最重要的一点就是要确保选择“VMware兼容性指南(VCG)”中列出的组件。请查阅VCG，确保VMware支持您选择的存储I/O控制器以及固态磁盘或PCIe闪存设备。这里列出了一些存储硬件的设计注意事项。

多个控制器和SAS扩展器

VirtualSAN支持每个ESXi主机使用多个控制器。每个主机的最大磁盘数为35 （每磁盘组7个磁盘，每主机5个磁盘组）。有些控制器支持16个端口，因此一 个控制器最多可以管理16个磁盘。使用最大磁盘数时，在一个主机中使用两个此 类控制器即可以近似满足要求。然而，有些控制器仅支持8个端口，因此，要管理 最大磁盘数，总共需要4或5个控制器。

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VirtualSAN6.0设计和优化指南

有时，可以考虑使用SAS扩展器，增加可使用单个存储I/O控制器配置的存储设备的数量。VMware没有对VSAN与SAS扩展器配合使用的情形进行全面测试，因此并不鼓励使用此方案。除了潜在的兼容性问题，使用SAS扩展器还可能会影响性能并增加对故障磁盘组的影响。

多控制器与单控制器比较

使用多控制器和单控制器配置ESXi主机的区别在于，前者有可能允许实现更高的性能，以及将控制器故障隔离到更小范围的磁盘组。

使用单控制器时，主机中的所有设备都在同一控制器控制之下，即使主机上部署了多个磁盘组也是如此。因此，控制器故障会影响主机上的所有存储。

如果有多个控制器，则可以把部分设备放在一个控制器后面，把其他设备放在另一个控制器后面。此配置不仅能在单个控制器发生故障时减小故障域，也可以提高性能。

设计方案：在每个主机上使用多个存储I/O控制器可以减小故障域，同时也能提高性能。

存储控制器队列深度

VCG针对存储I/O控制器列出了两个重要项目，对此必须予以注意。第一个是“功能”，第二个是队列深度。

队列深度十分重要，因为队列深度很小的控制器已被观察到存在问题。具体而言，当VirtualSAN 由于故障或进入维护模式而需要重新构建组件时，队列深度小（不足256）的控制器会影响虚拟机I/O性能。

设计方案：尽可能选择队列深度大的存储I/O控制器。尽管最小值为256，但建议在可行的情况下，选择队列深度更大的控制器。

RAID-0与直通比较

第二个重要项是“功能”列，其中列出了VirtualSAN支持以何种方式将物理磁盘呈现给VirtualSAN。这其中有些条目涉及RAID0和直通。直通意味着，此控制器支持把磁盘直接呈现给ESXi主机。RAID0指的是，每个磁盘都必须配置为RAID

0卷，才能让ESXi主机看到它们。关于RAID0，这里有一些额外的事项需要注意。例如，管理员可能不得不采取额外的手动步骤来更换故障驱动器。这些步骤包括重新构建新RAID0卷，而不能简单地将替换用的空磁盘插入主机后让VirtualSAN声明它。

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