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@sasaki 2016-04-23T00:41:11.000000Z 字数 6284 阅读 3878

VMware企业虚拟化技术与软件定义存储知识整理

虚拟化 CloudComputing

版本控制

  1.     @Title          VMware企业虚拟化技术与软件定义存储知识整理
  2.     @Version        v1.0
  3.     @Timestamp      2016-01-06 14：18
  4.     @Author         Nicholas
  5.     @Mail           redskirt@outlook.com

前言

近日团队继完成了云计算平台的搭建之后，又在学习VMware企业虚拟化方案的部署过程。很多新术语，新事物都是以前未曾接触过的，感觉又是探索一个一个嵌套的黑子，每拆开一个盒子都会暴露一堆未知的东西，很难有一个体系化的认识，特把过程中零散的知识摘录记下。

一、VMWare解析VSAN

  1. VMware vSphere：服务器虚拟化平台，帮助数据中心实现一致的管理。

  2. SAN(Storage Area Network)：存储区域网络，是一种高速网络或子网络，提供在计算机与存储系统之间的数据传输。
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    采用包括光纤通道技术、磁盘阵列、磁带柜、光盘柜（英语：Optical jukebox）的各种技术进行实现。该架构的特点是，连接到服务器的存储设备，将被操作系统视为直接连接的存储设备（英语：Direct-attached_storage）。

    URL: http://www.bing.com/knows/search?q=%E5%AD%98%E5%82%A8%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E7%BD%91%E7%BB%9C&mkt=zh-cn&FORM=BKACAI

  3. vSAN(VMware Virtual SAN)：虚拟化存储区域网络是存储区域网络（SAN）中的逻辑分区。虚拟化存储区域网络让特定部分的存储区域网络内部的流量独立出来。
    解决方案：

    • 数据中心虚拟化
    • 软件定义数据中心

    vSAN只是将物理的存储资源转化成虚拟的存储资源池，物理存储资源是存储虚拟化的基础。
    多个虚拟化存储区域网络（virtual storage area network，VSAN）的运用可以让一个系统更容易配置和扩展（scale out）。用户无需改变物理布局就可添加或重置。如果问题出现在一个VSAN上，处理该问题时将最小限度的干扰到其它的网络。由于虚拟化存储区域网络的独立最小化了全部系统的易受攻击性，这就提高了安全性。VSAN还提供了数据冗余的可能性，最小化灾难性数据遗失的风险。

    1) vSAN是集成在vSphere当中
    VSAN是跟vSphere紧密整合在一起的，可以认为vSAN其实是一个vSphere上面收费的一个功能，用户可以根据需要购买这个功能。VSAN的消费对象是vSphere的DK，就是虚拟机。用户的文件不是能直接存储在VSAN上面，在VSAN上存储的是虚拟机。

    2) vSAN是通过vCenter进行管理
    Virtual SAN是一种集群级别的功能，并且通过vSphere Web Client从vCenter进行部署、配置和管理，这也是唯一的方式。通过这样的方式为Virtual SAN配置VMkernel接口，通过单击“Turn On”，启用Virtual SAN。一个集群里面最多可以放32个服务器原数据是以分布式的方式划分在32个节点之上的，保证第一每个服务器都可以参与存储的控制器的运算功能，可以使得服务器开销降到最低。同时原数据的分布式存储，任何一个机器坏了原数据都不会丢失，提升了可靠性。

    3) 构建Virtual SAN节点的两种方法
    要构建Virtual SAN需要至少三台物理服务器，一个SSD存储作为缓存。

    • 直接选择Virtual SAN准备就绪的节点
    • 挑选组件，自行构建

  4. VMware vSphere Hypervisor(ESXi)：裸机虚拟化管理程序，能够虚拟化服务器。

  5. vSphere网络与vSwitch

    在一个物理网络拓扑中，通常都是路由器-交换机-PC机的连接，不同的服务器和PC机，通过交换机的连接而相互连通。
    在VMware vSphere架构下服务器会虚拟出交换机来供ESX Host虚拟机来使用，虚拟交换机有两种，vSwitch虚拟交换机和vNetwork分布式虚拟交换机。

    vSwitch的架构图，每个ESX Host均有一个标准vSwitch：
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  6. VMM：在IA架构上实现云计算和虚拟化时，底层需要虚拟机管理器(Virtual Machine Monitor，简称VMM)来进行管理。

    VMWare是VMM的一大供应商，它的VMM产品目前有两大系列：免费的ESXi，收费的vSphere。ESXi支持服务器整合等基本的VMM功能；而vSphere则支持了更多的更高级的特性，比如动态迁移、负载均衡...这些高级功能可以让基于VMM之上的应用有更高的可用性、可靠性、容灾度等。
    另一大VMM供应商就是Citrix。Citrix的产品也是分成了两大类：免费的XenServer，收费的Essentials。
    微软也有自己的VMM产品：Hyper-V。Hyper-V是集成在Windows Server 2008里的，可以实现服务器整合、快速迁移等功能。
    XEN本身是开源的，很多商业的发行Linux中也集成了XEN的rpm包，一些企业也在使用这些不同版本的XEN搭建虚拟化环境。

二、软件定义存储

知识库参考：http://vsdsrevolution.blog.51cto.com/

三、对比两种虚拟化方案

vCenter Server和vCenter Server Virtual Appliance（vCSA）都可以应用于企业vSphere部署的集中式管理。尽管实现的功能相同，但是两者安装的过程存在差异，也不完全支持相同的特性。

四、虚拟化与云计算解决方案

云计算中最大的特点就是数据和任务向大型数据中心集中，就是让大型数据中心处理更多的日常事务（计算和存储）。在云计算过程中需要用到虚拟化，将大型主机虚拟化成许多小型的机器，分发给用户使用相应的虚拟的小型主机，从而充分使用主机的计算资源。

知乎回答的区别http://www.zhihu.com/question/22793847

五、超融合架构

超融合架构（Hyper-Converged Infrastructure，或简称“HCI”），简单来讲就是运算、储存、网络三合一，超融合基础架构结合了虚拟化、软件定义化、丛集分布式架构于一身，可以标准化通用硬件构成的基本节点，建构出便于灵活扩展、完全依靠软件驱动的IT环境。
超融合架构将存储系统与计算平台（Hypervisor）无缝整合到部署于可扩展集群的同一组X86服务器中通过分布式存储降本增效、弹性扩展，释放 IT 资源以便专注于重要业务举措和真正创新。

超融合基础架构中的“融合”，可以理解为两个层次的融合：

相较于运算与储存各自独立的融合式架构，藉由将运算与储存融合在单一设备上，超融合架构可带来两项效益：

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超融合架构“生态圈”
目前“超融合”生态圈三大阵营格局及解决方案特点：三类厂商竞争合作并存。

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知识链接：http://www.csdn.net/article/1970-01-01/2824805

超融合基础架构主流产品： Nutanix、SimpliVity、Scale Computing、Pivot3、VMware。

超融合基础架构的先驱者Nutanix，在2011年8月发表首款产品，其他主要厂商如Simplity、VMware等，更是迟至2013与2014年才推出产品。

超融合产品基本型态
Nutanix的产品有6个款式，全都是2U机箱服务器，涵盖单机箱/单节点、单机箱/双节点与单机箱/4节点等类型，服务器硬件是由Supermicro与Dell提供。
SimpliVity的OmniCube/Omnistack也是2U机箱的服务器，但都是单机箱/单节点的款式，OmniCube系列采用Dell服务器，有3种款式；OmniStack则使用Cisco UCS服务器，有1种款式。
VMware的超融合叫EVO:RAIL，是将vSphere、vCenter、vSAN、vRealize Log Insight打包的方案。同样采用2U机箱，只有1种单机箱/4节点款式，不过硬件供货商多达8家，包括Dell、EMC、富士通、net one、Supermicro、浪潮（inspur）、HP与HDS等。

超融合与企业私有云

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超融合基础架构与融合基础架构的区别
知识链接：http://www.uml.org.cn/itnews/2014111901.asp

VMWare：云计算终极形态——软件定义数据中心（SDDC）
利用软件定义的数据中心，提供IT即服务（ITaaS）。

软件定义数据中心（SDDC）解决的最核心的问题是让客户以更小的代价来获得更灵活的、快速的业务部署、管理及实现。

六、VDI

虚拟桌面基础架构（Virtual Desktop Infrastructure）将操作系统及应用程序统一存放在数据中心的服务器及存储设备中，后台建立虚拟机池，提供给不同用户和不同终端（包括以前无法安装使用桌面电脑应用的移动设备）。

VDI启动（开机）风暴

一个典型的Windows 7虚拟桌面部署需要10GB到20GB（或更多）的共享存储容量，这取决于安装的应用程序。此外，每个虚拟桌面的平均吞吐量为5 IOPS 到10 IOPS，开机时大约上升十倍左右，在50 IOPS 到100 IOPS之间。为虚拟桌面配置存储通常分配足够的磁盘容量来实现适当级别的性能。
保持良好的I/O性能还需要处理大量的I/O高峰，称为“启动风暴”。

风暴应对方法

七、分布式文件系统——Ceph

三种存储类型比较：http://limu713.blog.163.com/blog/static/15086904201222024847744/

OpenStack中的存储服务

Ceph架构
Ceph是一个开源的PB级文件系统，底层基于RADOS，它是实现分布式存储的根本。

RADOS (Reliable, Autonomic Distributed Object Store) 是Ceph的核心之一，作为Ceph分布式文件系统的一个子项目，特别为Ceph的需求设计，能够在动态变化和异质结构的存储设备机群之上提供一种稳定、可扩展、高性能的单一逻辑对象(Object)存储接口和能够实现节点的自适应和自管理的存储系统。事实上，RADOS也可以单独作为一种分布式数据存储系统，给适合相应需求的分布式文件系统提供数据存储服务。

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Ceph的特性
1. 可轻松扩展到数 PB 容量
2. 支持多种工作负载的高性能（每秒输入/输出操作[IOPS]和带宽）
3. 高可靠性

Ceph的4个模块：
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  1. Clients：客户端（数据用户）
  2. cmds：Metadata server cluster，元数据服务器（缓存和同步分布式元数据）
  3. cosd：Object storage cluster，对象存储集群（将数据和元数据作为对象存储，执行其他关键职能）
  4. cmon：Cluster monitors，集群监视器（执行监视功能）

RADOS组件
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RADOS中的对象
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UnitedStack对Ceph进行的优化

UnitedStack存储：产品与架构
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UnitedStack存储架构：统一存储
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UnitedStack存储特性
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容灾场景
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大部分情况下，单磁盘/主机故障，将导致部分虚拟机的IO延迟较高

知识链接：http://www.wzxue.com/category/ceph-2/

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