2.2 Virtual SAN解决方案基本架构

2.2.1 Virtual SAN逻辑架构

Virtual SAN在逻辑架构上包括虚拟控制面和虚拟数据面两个部分。

1．虚拟控制面

控制面负责容量管理、自动化部署以及应用策略。控制面作为应用程序与存储基础设施之间的桥梁负责控制和监管存储操作。通过使用Virtual SAN，存储服务等级完全通过策略进行控制，变为逻辑实体。通过在部署时定义和调整这些策略的自动配置过程，存储管理员可以随时对单个虚拟机的存储服务级别进行调整。

2．虚拟数据面

数据面负责存储数据，应用数据服务，如快照、缓存和备份。在物理模型中，数据面通常在LUN或存储卷上进行存储服务的分配，这些存储服务通过应用独立定义。而在Virtual SAN中，数据面通过虚拟化、抽象化物理硬件资源并使用虚拟数据存储把这些资源聚合为逻辑容量池。通过简化独立应用采用的存储服务级别，数据面使虚拟磁盘成为基础的管理单元，使所有的存储操作变得可控。对于部署的每个虚拟机，数据服务都可独立定义。因此，每个应用都可以拥有独一无二的存储服务等级与可用性。

2.2.2 Virtual SAN存储架构

1．混合架构Virtual SAN

在混合架构中，固态硬盘SSD充当分布式读写缓存，并不用于永久保存数据。每个服务器节点最多支持5个磁盘组。每个磁盘组可以分配1～7个HDD磁盘，但必须有一个SSD用于缓存层。通过磁盘组，允许主机内多个SSD同时参与读写缓存的工作，并将故障域缩小到一定范围内。每个磁盘组只支持一个SSD:70%的SSD容量用于缓存读取，剩余的30%用于缓存写入。如图2-2所示。

2．全闪存架构Virtual SAN

Virtual SAN 6支持全闪存磁盘组架构。在全闪存架构中，所有的磁盘都必须是固态硬盘。运行Virtual SAN的服务器节点最多支持5个磁盘组。每个磁盘组有1～7个SSD用于存储数据，同时有一个SSD用于缓存数据。在全闪存架构中，SSD充当分布式缓存时，并不用于永久保存数据。每个磁盘组只支持一个SSD作为缓存层。由于全闪存架构的存储容量均通过固态硬盘实现，因此读取性能并不是“瓶颈”，缓存层SSD 100%用于缓存写入。如图2-3所示。

2.2.3 跨站点的Virtual SAN

现有的最新版Virtual SAN 6.2除了支持传统的单独区域部署外，还支持跨站点的部署。跨站点部署的Virtual SAN主要有延伸集群和ROBO两种，我们将分别做介绍。

1．延伸集群

Virtual SAN延伸集群是Virtual SAN 6.1引入的新特性。与故障域不同，延伸集群可以理解为“数据中心感知”的。在大多数情况下，故障域中的多个机架在同一个数据中心中。虽然故障域可以在机架故障事件发生时确保虚拟机的可用性，但是却无法容忍数据中心范围的故障。通过配置Virtual SAN延伸集群，可以在一个数据中心遭遇灾难断电的情况下避免宕机事件的发生，进一步增强Virtual SAN的可用性与稳定性。

Virtual SAN延伸集群支持的延展集群配置为X+Y+1（目前要求X=Y），其中X是数据中心站点A的ESXi主机数量，Y是数据中心站点B的ESXi主机数目，1是在数据中心站点C的见证主机，其中见证主机可以是虚拟机，也可以是物理机。Virtual SAN延伸集群支持的最小配置为3个节点（1+1+1），最大配置为31个节点（15+15+1）。

VMware Virtual SAN延伸集群在以下三个方面不同于VMware Virtual SAN常规集群：

（1）写延迟

在常规的Virtual SAN集群中，镜像写入通常有同等的写延迟。Virtual SAN延伸集群，则需要在两个站点间进行写操作。因此，写操作需要通过站点间的链路，从而导致站点间延迟对写操作的影响。站点延迟越高，Virtual SAN延伸集群需要花越长时间完成。

（2）读本地性

常规集群读操作采用对对象的镜像副本进行轮询读模式。Virtual SAN延伸集群全部读操作都来自本地站点的单一对象副本。

（3）故障

在故障发生的情况下，副本恢复数据需要从远程站点该存储对象的唯一镜像副本获取。由此产生的结果是，所有副本恢复流量需要通过站点间的链路传输。此外，由于故障节点存储的该对象的本地副本处于降级状态，所有对该对象的读操作都被重定向到远程副本，通过站点间的链路传输。

2．ROBO

ROBO是Virtual SAN 6.1引入的新功能，其名取自Remote Office/Branch Office的缩写，顾名思义，其主要用于支持小型的Virtual SAN环境，没有最小配置为3节点的限制，两个物理主机就能构建出一个Virtual SAN集群。ROBO的架构与延伸集群类似，都是通过使用虚拟见证主机消除了需要第三个物理节点的硬性要求。但是，与延伸集群不同的是，ROBO要求这两台物理主机在地理位置上必须在一起，可通过最少1Gbps的网络相连。

此外，由于ROBO主要面对小型Virtual SAN环境，其上的负载相对于延伸集群可能较轻，所以对于网络的要求也相应放宽，ROBO中的Virtual SAN网络支持虚拟见证主机和ROBO站点之间最高500毫秒的往返时延以及最小1.5Mbps的带宽。另外，在许可证方面，Virtual SAN也提供以虚拟机为单位的许可证，即可以购买应用于最多25个虚拟机的许可证，并且，这个许可证可以跨ROBO站点使用，只要保证应用此许可证的所有ROBO集群中虚拟机的数量加起来不超过25个即可。这对于只有少量虚拟机需求的分支办公室来说十分有用，相比于以CPU计价的许可证可以帮助用户进一步降低使用成本。

2.2.4 Virtual SAN存储虚拟化业务场景

Virtual SAN存储虚拟化，适用于各行各业的客户。目前，国内外已有大量客户在使用Virtual SAN，我们将做简单介绍。

1．金融行业

国内外都有排名靠前的银行用户在使用Virtual SAN。国内的银行用户经历了从办公网到业务网，从VDI、研发测试到生产系统（至少有4个不同的生产系统）的过程，并已通过近两年的时间检验。除了银行、保险等金融用户，Virtual SAN的用户中还有世界500强的投资集团、金融服务提供商等。

2．IT行业

全球排名靠前的IT公司中，至少有8家购买了Virtual SAN，其中不乏大家耳熟能详的知名公司。在这些IT公司中，不仅有拥有全部存储产品线的IT大厂，还有拥有自己先进分布式技术的互联网巨头。估计这些公司可能在其研发、测试，以及DevOps，甚至生产系统中部署了Virtual SAN。

3．云服务提供商

在国内外有不少云服务行业的用户采用了VMware vSphere和Virtual SAN作为其基础架构，包括一些做公有云和混合云的用户。

4．电信行业

国内外从办公网到业务网，从VDI到研发测试生产都有大的运营商成为Virtual SAN用户。

政府、教育（国内外有很多教育行业的Virtual SAN案例）、医疗、汽车、物流（至少有两家全球知名的公司）、电视、食品、航空、制造、工程建筑、能源、交通、媒体等越来越多的行业出现Virtual SAN的身影。