VMware Virtual SAN Vsan 设计和优化指南(7)

VirtualSAN6.0设计和优化指南

设计方案：从操作角度来讲，提供RAID-0模式的存储I/O控制器的安装和替换通常比直通驱动器更耗时。

存储控制器缓存注意事项

VMware建议，如果可以，请在控制器上禁用缓存。VirtualSAN已在存储层上缓存数据，因此无需在控制器层上再次执行此操作。如果由于存储控制器限制而无法禁用缓存，建议将缓存设为100%读取。

高级控制器功能

有些控制器供应商提供第三方加速功能。例如，HP有一项叫作SmartPath的功能，LSI有一项叫作Fast Path的功能。VMware建议，在VirtualSAN 环境中使用控制器时，请禁用所有高级功能。

设计方案：选择存储I/O控制器时，请确认它是否位于VCG中，并确保禁用了缓存和所有第三方加速功能。如果控制器同时支持RAID0和直通，请考虑使用直通，因为这种模式下更易于执行磁盘更换等维护任务。

磁盘组设计

虽然VirtualSAN 只要求群集中的每个主机至少有一个磁盘组提供存储容量，但也可以考虑在每个主机上使用多个磁盘组。

将磁盘组用作存储故障域

在VirtualSAN 中，磁盘组可被视为存储故障域。如果与磁盘组关联的闪存缓存设备或存储I/O控制器发生故障，将影响同一磁盘组中贡献容量的所有设备，乃至使用该存储的所有虚拟机组件。驻留在该磁盘组中的所有组件将在群集中的其他位置重新构建。这里假设有足够的资源可用。

组件位于其他主机或其他磁盘组或附加到不同存储I/O控制器的其他虚拟机不会受到影响。

因此，如果使用包含大闪存设备和大容量的大型磁盘组，则可能意味着发生故障时，需要重新构建相当多的数据。这种重新构建流量会影响虚拟机流量的性能。重新构建组件的时间也是一个问题，因为拥有正在重新构建的组件的虚拟机有可能在此期间再次遭遇故障。

使用多个较小的磁盘组时，可以提高性能，并能在存储I/O控制器或闪存设备发生故障时减小故障域。这里同样需要做出权衡，即此设计方案要求使用多个闪存设备和/或存储I/O控制器，这将占用额外的磁盘插槽，产生额外费用，因此需要深思熟虑。

VMware存储与可用性文档/31

VirtualSAN6.0设计和优化指南

通常，实施多个磁盘组的成本并不高。如果比较2个200GB固态设备与1个

400GB 固态设备的成本，价格往往不相上下。此外，还值得考虑的是，同一主机上两个磁盘组中的两个缓存设备可以比一个磁盘组中的一个缓存设备提供明显更高的IOPS。

设计方案：多个磁盘组通常意味着更高的性能和更小的故障域，但有时会带来一定成本，并且会占用额外的磁盘插槽。

多磁盘组和3节点群集

多磁盘组设计相比单磁盘组设计的另一个优势与3节点群集有关。如果3节点群集中每个主机只有一个磁盘组，当其中一个闪存缓存设备发生故障时，将无处重新构建磁盘组中的组件。

然而，如果每个主机有多个磁盘组，而且在某个闪存缓存设备发生故障时其他磁盘组中有充足的容量，VirtualSAN将能够在剩余磁盘组中重新构建受影响的组件。这是在计划部署3节点VirtualSAN群集时另一个需要注意的事项。

磁盘驱动器容量较小时的注意事项

使用小容量设备时，如果部署具有较大VMDK的虚拟机，VMDK对象可能会被拆分到多个磁盘上的多个组件，以容纳较大的VMDK。为VMDK对象使用RAID-0配置时便会出现这种情况。然而，当VirtualSAN 按这种方式拆分对象时，多个组件可能驻留在同一物理磁盘上，而在策略中指定NumberOfDiskStripesPerObject时，这种配置是不允许的。

这不一定是问题，并且VirtualSAN 能够很好地处理这种情况。但是，在策略中未指定条带宽度请求时，它会造成对象为何被条带化这一问题。

VMDK非常大时的注意事项

VirtualSAN6.0现在支持62TB的虚拟机磁盘大小。然而，应当考虑应用程序是否真的需要这么大的VMDK。如上文所述，VirtualSAN上的最大组件大小为255GB。创建很大的VMDK时，对象将拆分（条带化）为多个255GB 组件。这会导致组件数消耗得非常快，尤其是在考虑NumberOfFailuresToTolerate时。

NumberOfFailuresToTolerate=1时，单个62TBVMDK在群集中大约需要500个组件（尽管许多组件可以驻留在相同的物理设备上）。

另一个注意事项是，尽管VirtualSAN在群集上的聚合空间也许能够容纳这么大的VMDK对象，但具体还得取决于此空间在哪里以及能否满足虚拟机存储策略中的要求。

VMware存储与可用性文档/32

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例如，在拥有200TB可用空间的3节点群集中，您可能坚信，这么大的空间应该可以容纳NumberOfFailuresToTolerate=1(2x62TB=124TB)的62TBVMDK。然而，如果主机1有100TB可用空间，主机2有50TB可用空间，且主机3有50TB可用空间，那么此VirtualSAN无法满足这种要求。

磁盘更换/升级所需容量设计

当闪存设备或磁盘发生故障时，VirtualSAN将立即在群集中的其他磁盘上重新构建这些故障磁盘的组件，目标是尽可能保持群集平衡。发生磁盘故障或闪存容量设备故障时，组件可以在同一磁盘组中的容量设备上或在其他磁盘组上重建。

发生闪存缓存设备故障时，由于这会影响整个磁盘组，VirtualSAN需要使用群集中的附加容量来重新构建该磁盘组的所有组件。如果同一主机上有其他磁盘组，它可能尝试使用这些磁盘组，但也会使用群集中其他主机上的磁盘组。同样，这么做的目的是保持群集平衡。如果一个磁盘组发生故障，并且虚拟机占用了大量的磁盘空间，则需要找到大量备用容量来重新构建组件，以便满足虚拟机存储策略中指定的要求。

因为最常见的故障是主机故障，所以应当从容量角度调整主机大小。

设计方案：VMware建议保留大约30%的可用容量，以避免产生不必要的重新构建/重新平衡活动。为了在发生故障时重新构建组件，设计方案还应当至少包含一个具有充足容量的主机。如果设计方案需要在多次故障之后重新构建组件，则需要额外包含具有充足容量的主机。

磁盘更换/升级人机工程学

设备维护人机工程学是一个很重要的注意事项。一个注意事项是主机上的故障组件是否容易替换。关于主机有一个简单的问题：磁盘托架是位于服务器正面，还是需要操作员将机箱滑出机架才能检修。如果PCIe设备需要替换，也需考虑类似的注意事项。

另一个注意事项与是否支持热插拔/主机交换有关。如果驱动器发生故障，

VirtualSAN6.0可以为管理员提供点亮驱动器LED指示灯的功能，以方便找出故障驱动

器。将驱动器放入服务器/机架后，可以通过UI（在版本6.0中包含磁盘撤出选项） 将驱动器从磁盘组移除，然后将驱动器弹出，用新驱动器替换。某些控制器，尤其是在采用RAID0模式而非直通模式时，要求在弹出原始驱动器和插入新驱动器时，通过额外步骤发现驱动器。此操作需要尽可能无缝执行，因此，很重要的一点就是要考虑为VirtualSAN 设计选择的控制器能否支持即插即用操作。

VMware存储与可用性文档/33

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设计时要避免耗尽容量

VMware建议统一配置VirtualSAN 群集中的主机。这样可以让组件和对象平均分配到群集中的所有磁盘上。

然而，群集有时也可能会变得不平衡，例如，在维护模式下需要完整撤出主机，或者部署了过多虚拟机导致VirtualSAN 数据存储过载。

如果容量层中的任何物理设备达到了全阈值的80%，VirtualSAN 将自动实例化重新平衡过程，以便在群集中移动组件，确保所有磁盘组保持在80%阈值以下。此过程可能要密集开展I/O操作，并可能会在运行重新平衡期间影响虚拟机I/O。

最佳做法：请尝试在群集中至少保留30%的可用容量，以便在发生故障或需要开展维护任务时，为组件修复提供空间。此最佳做法也可以避免产生不必要的重新平衡活动。

存储设计注意事项摘要

? 考虑是全闪存解决方案更适合VirtualSAN设计，还是混合解决方案更适合。尽管全闪存解决方案可能更昂贵，但可以提供更高的性能和低延迟 ? 确保在设计中使用的闪存设备的持久性符合要求

? 请记住使用10%的闪存容量比，此要求同时适用于混合配置和全闪存配置花些时间确定容量层在一段时间后会变得多大，并使用提供的公式推算闪存缓存大小

? 考虑是PCI-E闪存设备还是SSD最适合设计方案

? 确定闪存缓存的持久性要求以及全闪存解决方案设计的闪存容量要求 ? 确定适合混合解决方案设计的最佳磁盘

? 确定容量层大小时，记得将文件系统开销包含在内

? 如果可以，考虑在每个主机上使用多个存储I/O控制器，以便提高性能，实现冗余。

? 考虑直通相对于RAID-0的优势，确保控制器支持所需模式

? 禁用控制器上的缓存，或者如果不可行，将缓存设为100%读取 ? 禁用存储I/O控制器的高级功能

? 设计磁盘组时，不仅将磁盘组视作故障域，还将其视作提高性能的方式 ? 考虑使用较小物理驱动器时受到的限制

? 考虑在VirtualSAN 上部署很大的虚拟机磁盘时受到的限制

? 设计一个具有充足容量的额外主机，以便在磁盘故障时方便开展修复操作，从而可以在提供完整虚拟机可用性的同时，容许群集中再次发生故障 ? 考虑有助于轻松替换故障组件的设计

? 一般来说，目标是保留大约30%的可用容量

VMware存储与可用性文档/34

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虚拟机存储策略设计注意事项

了解VirtualSAN 中的虚拟机存储策略机制非常重要。虚拟机存储策略从可用性、优化调整和性能角度，定义虚拟机中运行的应用程序的要求。

对象与组件

部署在VirtualSAN数据存储上的虚拟机由一组对象构成。它们分别是虚拟机主页命名空间、VMDK、虚拟机交换（虚拟机开启时）以及使用快照时的增量VMDK和虚拟机内存快照（作为快照的一部分捕获时）：

每个对象都由一套组件构成，这些组件由虚拟机存储策略中的功能决定。例如，如果在虚拟机存储策略中设置了NumberOfFailuresToTolerate=1，VMDK对象将被镜像/复制，且每个副本至少由一个组件构成。如果在虚拟机存储策略中将

NumberOfDiskStripesPerObject设置为大于1，对象将跨多个磁盘进行条带化，且每个条带都被称为对象的组件。

VMware存储与可用性文档/35

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