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oVirt+SSAN超融合架構


1. oVirt+SSAN超融合概述
虛擬化技術在不斷髮展中日趨成熟,隨之而來各種雲技術方興未艾,對儲存效能提出了更高的要求。傳統網路儲存不僅因為效能無法滿足不斷變化的虛擬化需求,而且是虛擬化環境中成本和管理複雜性的源頭,逐漸成為牽絆虛擬化發展的某種瓶頸,超融合(HCI)技術的問世使得虛擬化環境下的儲存問題迎刃而解。

超融合技術是為突破虛擬化環境下儲存效能瓶頸的制約,提出的一種軟體定義的分散式儲存與虛擬化環境相融合的解決方案。超融合技術基於通用的x86平臺將儲存資源進行整合使儲存成本可控,採用分散式架構有效避免了單點故障風險。分散式儲存完全由軟體定義,靈活部署升級簡易,合理分配HDD與SSD資源提高效能突破I/O瓶頸。在滿足高度需求的同時降低經濟成本與使用難度,使得該技術在儲存界頗受歡迎。

超融合作為新型的儲存方式,以簡約、穩定、可靠的特性成為業界靚點,吸引較多廠商投入研發。除Nutanix先發制人在超融合領域處於領先地位外,不僅以EMC為首的儲存廠商參與其中,以VMware為代表的虛擬化廠商也競相研發,國內更有華為等一系列公司推出自主研發的分散式儲存產品,使得分散式儲存技術成為當下儲存行業發展的主流,超融合技術有望成為下一代資料中心的未來。

1.1 HCI超融合方案


超融合架構(HCI)是指在同一套單元裝置中不僅僅具備計算、網路、儲存和伺服器虛擬化等資源和技術,而且還包括備份軟體、快照技術、重複資料刪除、線上資料壓縮等元素,而多套單元裝置可以通過網路聚合起來,實現模組化的無縫橫向擴充套件(scale-out),形成統一的資源池。超融合是將虛擬化計算和儲存資源融合到統一的系統管理平臺的解決方案。


 超融合新穎之處在於底層採用分散式儲存,分散式儲存基於通用x86平臺將儲存資源進行整合,支援副本與糾刪碼方式保護資料,提高冗餘性,多伺服器節點資源聚合,有效規避了傳統儲存單點故障的風險,且儲存效能隨節點增多而線性增加。分散式儲存完全由軟體定義,合理配置SSD與HDD資源將I/O效能發揮到極致,有效解決了傳統儲存在虛擬化場景中效能不足的問題。採用Share-nothing設計架構,支援橫向擴充套件,容量不足時可以增加伺服器節點彈性水平擴充套件,整個叢集無擴充套件瓶頸。此外,分散式儲存還具備統一的管理平臺、交付簡易、維護簡單、無孤島效應、經濟成本低等優點。分散式儲存主要有Nutanix、vSAN、FusionStorage、Ceph、GlusterFS、SSAN等產品。

oVirt虛擬化平臺+SSAN分散式儲存是典型的超融合架構,物理伺服器既是計算資源又是儲存資源,不僅極大程度提高資源利用率,降低成本,而且保證系統高效能穩定執行。可以自由選擇副本與糾刪碼任意的資料冗餘方式,在安全性上比傳統儲存更有保障,效能上有較大提升,完全能夠滿足傳統SAN儲存所不能達到的高IO效能需求。支援物理融合與超融合兩種部署模式,是實現軟體定義儲存技術的終極途徑,可以為儲存帶來最優的效率、靈活性、規模、成本和資料保護。

1.2 oVirt虛擬化管理平臺


oVirt是基於KVM虛擬化組建私有云平臺的管理工具。oVirt以web介面的方式管理KVM虛擬化環境,主要由Engine和Node兩部分組成,Engine是oVirt中的管理節點,提供web介面與使用者互動,使Node節點管理視覺化。Node是oVirt中的計算節點,底層專注KVM虛擬化,併為虛擬機器執行提供計算資源。oVirt是資料中心虛擬化管理平臺解決方案,資料中心是邏輯的概念,按照主資料儲存的組織方式劃分,以便快速構建私有云。oVirt主要應用於桌面雲和伺服器虛擬化,因此對儲存效能要求較高。


 oVirt Engine負責整個系統的管理維護是整個oVirt管理平臺的核心部件,Engine節點內建資料庫記錄整個系統中所有的虛擬機器配置、節點狀態、系統環境、儲存器等資訊。實現管理的邏輯、狀態及策略,良好的web介面客戶端,使系統管理員通過網頁進行管理系統的任何操作。oVirt Node只負責提供計算資源及功能實現,不記錄任何資訊,僅僅負責實現虛擬機器器與裝置的建立與修改,資源的共享與保護。Node節點可以由普通Linux作業系統安裝VDSM元件構成,也可以是專為Node定製的Linux作業系統。VDSM是維繫Node節點與Engine關係的紐帶,負責節點的自啟動與註冊及對網路、儲存、主機、虛擬機器的管理,支援對虛擬機器的外部干涉、記憶體與儲存的合併與超支等功能。Node節點系統重啟後內容消失,從而保證了Node的無狀態性。

oVirt管理平臺具有以下特點:
(1)高可用性

。叢集無潛在的單點故障,任何Node 節點崩潰會由其他節點取代而繼續提供服務,不影響叢集功能。Engine異常時Node依然能正常工作,虛擬機器繼續進行。
(2)高伸縮性。新增 Node 和 SAN時,VDSM服務會自動完成,幾乎不需要手動設定。
(3)叢集安全性。VDSM 對正在操作的磁碟映象進行排它性保護。
(4)備份與恢復。磁碟映象間有相互關聯的特性記錄可進行引用、備份操作。
(5)效能優化。利用多執行緒與多程序減少操作堵塞狀況。

1.3 SSAN分散式塊儲存
TaoCloud SSAN是典型的ServerSAN產品,遵循軟體定義儲存理念,可從X86伺服器硬體平臺的本地儲存資源中建立基於伺服器的SAN,以便按需提供具有彈性的、可擴充套件的分散式儲存容量和效能。SSAN採用去中心化的全對等Share-nothing架構,融入Scale-out分散式塊儲存技術、支援線上動態擴充套件磁碟或者節點時,系統自動執行資料均衡。SSAN支援叢集管理、重複資料刪除、資料壓縮及校驗,具有強一致性確保多副本資料相同。藉助SSD、10GbE網路等高速硬體,通過軟體的方式實現儲存池化、快照、克隆、分層、精簡配置等企業級的資料功能。支援iSCSI、QEMU、Cinder多種訪問介面,在桌面雲、虛擬化、資料庫、替換傳統SAN/IPSAN儲存等場景應用較多。


 SSAN支援物理融合和超融合兩種部署模式,物理融合中將SSAN直接部署在底層物理伺服器中執行,與虛擬化共用伺服器計算資源,併為虛擬化環境提供分散式儲存服務。超融合部署時將SSAN部署在每臺伺服器上執行的CVM虛擬機器中,物理伺服器作為計算節點的同時也是儲存節點,通過標準iSCSI介面實現高效的I/O資料訪問。
TaoCloud SSAN具備分散式儲存的以下特徵:
(1)彈性儲存,支援線上擴容,無擴充套件瓶頸;
(2)叢集配置,無單點故障風險;;
(3)單卷最大256TB,卷級冗餘策略,支援副本和糾刪碼;
(4)iSCSI標準介面,支援多路徑及各類VDI平臺,容易對接各種應用系統;
(5)SSD+HDD混合模式,利用原有磁碟資源,並對讀寫加速。

1.4 傳統儲存的問題
傳統網路儲存被定義為一種特殊的專用資料儲存伺服器,包括儲存器件和內嵌系統軟體,可提供跨平臺檔案共享功能,主要有DAS、NAS、SAN三種儲存方式。傳統儲存允許使用者在網路上存取資料,能夠集中管理和處理網路上所有資料,應用廣泛,在處理一般業務時,具有可靠、穩定、安全、快速等優點。但傳統儲存自身也存在問題令人擔憂,最主要的是單點故障,基於集中式儲存架構,儲存伺服器一旦發生故障,將造成資料不可訪問,風險較大。在虛擬化場景中,無法發揮SSD效能,I/O易成瓶頸,無法滿足需求。此外,傳統儲存還存在控制器數量有限、無法擴充套件、管理運維複雜、異構硬體、成本高、升級困難、孤島效應、資料備份操作複雜等缺陷。

 新興超融合技術有效解決了傳統儲存中遇到的以上問題,在I/O效能上取得突破的同時降低儲存使用成本與管理複雜度,使得儲存容量擴充套件、產品升級變得簡單易行,消滅傳統儲存孤島效應後增加了資料備份功能。

2. 超融合與物理融合
2.1 超融合方式

超融合是在傳統儲存效能瓶頸與市場剛性需求下催生的一種新技術,該技術解決了較多業界難題,補齊了傳統儲存效能先天不足與單點故障的短板,較物理融合又有計算資源需求低、資源消耗可控、服務隔離等優勢。超融合並非只為突出某一特性,而是針對功能、效能、擴充套件性、維護等多種問題綜合分析的最佳解決方案。

效能剛需
oVirt+SSAN超融合解決方案有效滿足了oVirt虛擬化環境對儲存高併發、高I/O效能的需求,比物理融合具有更好的效能和更低的成本。oVirt開源IaaS平臺多用於桌面雲和伺服器虛擬化。伺服器虛擬化與雲桌面是典型的多客戶端、高併發應用,隨著虛擬機器數量的增多,對儲存的容量和效能呈明顯的上升趨勢。啟動風暴以及集中病毒掃描和關機風暴,對儲存I/O提出了更高的彈性要求,以滿足峰值效能需求。如果沒有資料高可用支援,實現桌面業務連續性會很困難或者代價太高。桌面部署時,會要求快速生成新的大量的桌面映象,需要高效的快照、克隆技術。

功能齊全
HCI分散式儲存是實現模板資料、映象資料、配置資料、業務資料的統一儲存,幾乎支援傳統儲存的所有功能。採用三副本或糾刪碼的冗餘儲存方式,極大限度的降低了存單點故障的風險。SSD+HDD的磁碟快取模式,不僅充分發揮了SSD的磁碟效能,而且能繼續使用原有的HDD,不會造成原有磁碟資源的浪費,又突破了高併發需求的I/O瓶頸,以及高效的ROW快照及克隆功能可支援快速、批量的建立桌面。執行的虛擬機器可以線上遷移,支援FT功能,具有高可用特性。LUN上支援建立、克隆、刪除虛擬機器磁碟,並能將LUN直接作為虛擬機器系統盤使用。

隨時擴充套件
Scale-out架構的彈性儲存支援線上擴容,補齊了儲存控制器數量有限,無法擴充套件的功能短板。需要擴充套件容量時可以直接線上新增物理磁碟,新增後只需簡單的操作使系統識別磁碟後使用。線上增加節點時只需在現有叢集基礎上直接增加儲存節點,將新加節點建立OSD劃分給儲存池,系統自動進行負載均衡操作。磁碟擴容與節點擴容的所有操作都不需要中斷任何服務,完全可以在分散式儲存進行資料訪問的任意時刻進行。

維護簡單
超融合分散式儲存是軟體定義儲存,圖形化管理介面的簡單操作可以執行配置、使用、維護、升級等所有任務,不需要專業極強的技術人員維護,短時間內即可完成更新升級,解決了異構硬體成本高、升級困難的技術難題。

部署靈活
SSAN支援物理融合和超融合部署方式,但更推薦超融合部署,方案中採用也是SSAN+oVirt超融合部署。使用者通過oVirt Engine提供的web管理介面在每臺KVM虛擬化的Node節點上建立CVM虛擬機器,每臺物理伺服器既是oVirt計算節點,同時也是SSAN儲存節點,提高了伺服器物理資源利用效率,避免不必要的浪費,進而降低了成本。超融合部署使得SSAN儲存資源與VDI主機計算資源融合,可以更好發揮本地儲存優先訪問策略優勢,進一步提升I/O效率,在高效能需求上有所突破。虛擬化環境對虛擬機器固有快照及備份操作能夠使節點出現異常後短時間內恢復正常,相比物理融合故障恢復操作簡單快捷,更能保證業務恢復的及時性。


 採用超融合部署方式既穩定高效,又靈活部署、簡單易用,降低了運維難度和使用成本。超融合部署具有以下特點:
(1)服務隔離。分散式儲存服務部署在虛擬機器中與虛擬化服務分開隔離,同時執行而不相互影響,確保安全、穩定、可靠。
(2)資源可控。分配虛擬機器節點指定資源,將資源限制在合理範圍內,服務異常時資源消耗受限,不會影響其他服務的正常執行。
(3)節點備份。利用虛擬化平臺的克隆備份與快照備份相結合的備份方式對CVM虛擬機器節點進行定時備份,防止節點服務異常時導致分散式儲存系統崩潰。
(4)故障易恢復。節點服務異常時,利用快照備份技術進行恢復,簡易快捷,保證分散式儲存系統故障恢復的及時性。

2.2 物理融合方式
SSAN分散式儲存同時支援物理融合的部署方式,物理融合即分散式儲存服務與虛擬化軟體同時部署在物理伺服器上,分散式儲存服務可直接管理磁碟資源而不必做磁碟穿透。在相同數量的物理伺服器上虛擬化服務構成虛擬化叢集,分散式儲存服務組建儲存叢集,聚合所有的資料盤資源,將所有資料盤整合到儲存池中後進行虛擬磁碟分配,可以自由選擇副本或糾刪碼的資料冗餘方式保護資料,通過iscsi網路共享。

儲存通過iSCSI連線到計算節點。物理融合中SSAN服務對於物理資源的佔有率較高,使得物理資源的計算效能略有提升,但資源緊張時會與虛擬化環境爭奪資源,而超融合部署方式中CVM虛擬機器提供的計算資源完全能夠滿足SSAN服務的效能需求。且能夠將資源限制在可控範圍內,使儲存與虛擬化環境隔離,各自執行互不干擾。因此,物理融合的部署方式稍遜色超融合部署。


 三節點是保證分散式儲存與虛擬化所有功能實現的叢集起步節點數量,oVirt-Engine需要部署在單獨的物理伺服器上,因此按照物理融合部署方式需要4臺物理伺服器,3臺用於部署SSAN與oVirt-Node節點,1臺作為oVirt-Engine管理節點。管理網可用1G網路,用於管理所有伺服器及虛擬機器,業務網與資料網推薦採用10G網路,資料網用於SSAN節點內部資料傳輸,確保3節點資料具有強一致性,業務網用於連線SSAN節點與所有SSAN客戶端節點,供客戶端訪問資料。此種物理部署方式下分散式儲存服務容易與虛擬化環境競爭資源,兩者之間相互干擾會影響到效能平衡性和系統QoS服務質量,因此通常需要採用CGroup/LXC等技術對物理資源進行隔離和合理分配。

2.3 兩種融合對比
按照是否完全以虛擬化為中心,把融合方式分為物理融合和超融合兩種。對於這兩種部署方式應從儲存效能、經濟成本等多方面分析對比。從分散式儲存角度來講,物理融合與超融合不相上下,都符合分散式儲存的原則和理論,且相比來說效能區別不大,伯仲之間。物理融合不需要做磁碟透傳,分散式儲存直接接管物理資源,具有部署簡單方便等優勢。不需要單獨劃分虛擬機器,在虛擬化管理介面中的誤操作不會對分散式儲存造成影響,分散式儲存不依賴於虛擬化環境,虛擬化崩潰不影響分散式儲存繼續執行。

雖然物理融合有較多的優勢,卻始終不如超融合那樣廣受歡迎,主要由於其自身存在硬傷。首先,物理融合不能進行節點系統快照備份,一旦儲存服務出現問題,恢復困難。其次,將分散式儲存服務與虛擬化服務同時部署在底層作業系統,會使兩種服務競爭計算資源,且資源使用不可控,資源競爭容易導致儲存或虛擬化環境穩定性問題。不僅如此,一旦儲存出現問題需要重啟主機時必然影響虛擬化環境繼續提供服務,可能影響虛擬化環境執行業務甚至整個叢集,牽一髮而動全身,增加額外風險。

超融合技術的設計架構從原理上避免了以上問題,在實際使用中證明了相對於物理融合的優越性。虛擬化技術發展多年趨於成熟,已廣泛應用於各種生產環境執行業務,其穩定性和可靠性早已無需多言,完全能夠達到同物理機相同的水準。通過劃分CVM虛擬機器執行分散式儲存服務以達到超融合的目的,合理配置儲存服務使用資源,服務異常時能夠將資源消耗限制在指定的範圍內,不會影響其他服務的正常執行,更不會對虛擬化環境造成干擾,解決了物理融合環境中服務競爭計算資源與資源消耗不可控的問題。虛擬化環境中可以對虛擬機器進行快照備份與克隆備份,一旦CVM節點故障可以及時進行恢復操作,確保分散式儲存服務故障恢復的及時性。

物理融合與超融合部署的根本區別在儲存控制端的不同,超融合中將Hypervisor中的虛擬機器作為儲存控制端,計算和儲存部署在同一物理節點上,相當於多個元件集中部署在一個系統中,同時提供計算和儲存能力。物理融合直接將物理伺服器作為計算節點的同時提供儲存控制端服務,計算和儲存同時部署在底層作業系統,儲存通過iSCSI連線到計算節點,計算和儲存是同時執行在作業系統的兩種服務,理論上互不影響,但實踐證明處理不當很容易相互干擾,影響服務穩定性。超融合架構與物理融合不同在於是否完全以虛擬化計算為中心,計算和儲存緊密相關,儲存由虛擬機器而非物理機服務來控制並將分散的儲存資源形成統一的儲存池,而後再提供給Hypervisor用於建立應用虛擬機器。


超融合架構方案中,每臺物理伺服器單節點同時具備計算與儲存雙節點功能。每個計算節點配置一臺虛擬機器作為控制器(CVM),並將物理主機上的磁碟和網絡卡透傳給CVM,在所有CVM上部署SSAN形成統一的儲存資源池,所有應用虛擬機器均建立在儲存池中。超融合架構實現了計算、儲存、網路等資源的統一管理和排程,具有更彈性的橫向擴充套件能力,極大簡化了複雜IT系統的設計,可以更好地提高資源利用效率,降低成本。
超融合相比物理融合方案更具備如下優勢:
(1)完全軟體定義。獨立於硬體,採用商業通用標準硬體平臺,完全採用軟體實現計算、儲存、網路等功能。
(2)完全虛擬化。以虛擬化計算為中心,計算、儲存、網路均由虛擬化引擎統一管理和排程,軟體定義儲存由虛擬機器控制器CVM進行管理。
(3)完全分散式。橫向擴充套件的分散式系統,計算、儲存、網路按需進行動態擴充套件,系統不存在任意單點故障,採用分散式儲存。
(4)故障易恢復。利用虛擬機器快照等方式進行備份,若CVM節點故障或異常,可短時間內恢復保證業務系統恢復的及時性。

綜上所述,超融合技術經濟成本與物理融合毫無差別,效能上區別不大,但都優於傳統集中式共享儲存,而在資源消耗可控與服務節點備份方面較物理融合有明顯優勢。因此,超融合技術是虛擬化環境中目前最好的選擇,正在成為下一代資料中心的主流基礎架構。

3.  超融合部署


3.1 oVirt部署
(1)部署底層系統
oVirt虛擬化所有服務都需要將Linux系統作為底層執行環境。因此,將四臺物理伺服器全部安裝CentOS7.3 minimal 64位作業系統。

(2)安裝管理節點
Engine作為管理節點,是整個系統的核心部件,控制計算節點資源的使用,提供使用者訪問的web管理介面,Engine節點內建資料庫記錄整個系統中所有的虛擬機器配置、節點、系統、儲存器狀態等資訊。管理的邏輯、狀態及策略全部在 Engine 中設定與實現。
oVirt-Engine採用yum源的安裝方式,配置所有主機的oVirt yum源,執行如下命令:
sudo yum install http://mirror.isoc.org.il/pub/ovirt/yum-repo/ovirt-release41.rpm
Engine節點需要yum安裝oVirt-Engine,Node節點需要部署VDSM與KVM服務。配置好所有yum源後在管理節點安裝oVirt-Engine,執行如下命令:
sudo yum install ovirt-engine –y

(3)配置oVirt Engine
執行命令:ovirt-engine setup
除部分需要填寫的名稱外,其餘全部為預設,配置資訊如圖。


 (4)安裝計算節點
oVirt Node作為虛擬化環境的計算節點,負責提供計算資源,搭建時需要在Linux作業系統部署VDSM和KVM服務。首先,需要確保Node節點能夠ping通外網,且Node節點yum源配置正確,之後執行命令setenforce 0 關閉所有Node節點的SELinux,回到Engine管理介面直接新增oVirt Node節點,即完成oVirt Node安裝。

(5)配置NFS儲存
oVirt叢集有本地儲存與共享儲存兩種方式,由於本地儲存叢集中只能新增單臺Node節點,所以為了更好發揮叢集特性,採用NFS共享儲存方式,在每臺Node節點上配置單獨的NFS儲存用於安裝CVM虛擬機器,執行以下命令:
cat /etc/exports    #按照以下內容編輯exports檔案
/export/ iso *(rw,sync,no_subtree_check,all_squash,anonuid=36,anongid=36)
/export/ data *(rw,sync,no_subtree_check,all_squash,anonuid=36,anongid=36)
systemctl start nfs.service        #啟動nfs服務
systemctl enable nfs.service    #設定nfs服務開機自啟動

3.2 SSAN部署
3.2.1 超融合
(1)建立CVM

在每臺Node節點分別建立CVM虛擬機器,需要注意每個Node節點上執行的CVM虛擬機器所使用的NFS儲存均由該主機提供,每臺CVM虛擬機器用於執行SSAN服務。配置網路時確保管理網用1G,資料網與業務網用10G。具體規格要求如表所示。


(2)物理磁碟透傳
超融合環境中為更好的發揮儲存效能,需要將物理磁碟直接透傳給CVM虛擬機器節點進行管理,磁碟透傳採用FC儲存型別方式,直接在Engine頁面進行操作,以保證虛擬機器無縫處理磁碟塊級裝置。在資料中心-磁碟選單下,點選【新建】-【直接LUN】-【儲存型別】中,選擇Fibre Channel型別,可以顯示物理伺服器的所有磁碟資訊,選擇要透傳給虛擬機器的磁碟。

(3)安裝SSAN
在CVM虛擬機器管理節點,首先解決RPM依賴關係,由於SSAN安裝採用指令碼方式安裝,在各個節點依次執行安裝指令碼並配置相應引數,在引數配置項中根據叢集資訊實際內容填寫。
#./ssan_install.sh

WEB GUI是使用者對SSAN系統進行配置和管理的圖形介面,SSAN服務安裝好後選擇叢集中管理伺服器安裝WEB服務。
#./ssanweb_install.sh

在瀏覽器輸入管理伺服器ip地址,開啟SSAN圖形管理介面按照以下流程配置。

 
(4)配置iSCSI共享儲存
SSAN主要用於給oVirt虛擬化環境提供iscsi共享儲存,以確保虛擬機器能夠線上遷移、支援高可用,並且能快速批量建立。在oVirt環境中新建儲存域,新增SSAN提供的iscsi共享儲存,並使用該儲存驗證功能及效能。

(5)多路徑設定
客戶端通過掛載多個分散式儲存節點ip,配置主備模式的多路徑。在主節點宕機的情況下依然能夠保證資料訪問高可用,不影響業務執行,併發揮本地儲存優先訪問策略,進一步提高儲存效能。

3.2.2 物理融合
物理融合中SSAN服務直接執行在底層作業系統。因此,要將SSAN分散式儲存軟體包上傳至oVirt Node物理伺服器,解決好RPM依賴包關係後執行安裝指令碼進行安裝部署服務,配置WEB GUI。
#./ssan_install.sh
#./ssanweb_install.sh
用web管理介面進行節點新增、磁碟初始化、建立儲存池、配置OSD、新建虛擬磁碟、匹配iscsi目標等相應配置,之後進入oVirt管理介面配置iscsi共享儲存與儲存多路徑。

3.2.3 差異分析
超融合與物理融合兩種部署方式的根本區別在於SSAN服務執行環境的不同。超融合部署時SSAN服務執行在單獨的CVM虛擬機器環境中,需要建立CVM虛擬機器,由此引起物理磁碟透傳、網絡卡透傳等操作。物理融合時SSAN服務執行在物理伺服器底層Linux作業系統,只需將SSAN軟體包上傳至伺服器系統直接部署,進行相應的配置,不需要其他任何操作。

部署方式的差異將直接導致分散式儲存控制端不同,物理伺服器作為計算資源的同時提供儲存服務。超融合中劃分單獨CVM虛擬機器作為儲存控制器,管理伺服器內部磁碟資源,分散式儲存服務依賴於虛擬化環境執行。在CVM虛擬機器中執行分散式儲存服務,使儲存服務與虛擬化服務相互隔離、各自執行、互不影響,且能夠完全控制分散式儲存服務資源消耗,根據需求合理規劃物理伺服器資源,有效避免了服務異常時互相爭奪資源的窘況。

物理融合中虛擬化服務與分散式儲存服務同時執行在底層Linux作業系統,在底層系統部署虛擬化服務的同時直接部署分散式儲存服務,減少了超融合部署中建立CVM虛擬機器、物理磁碟透傳、網絡卡透傳、CVM網路規劃配置等步驟,實施過程更加簡單方便。但無法避免架構設計存在的固有缺陷。分散式儲存服務與虛擬化服務在底層作業系統同時執行,兩種服務容易競爭計算資源,資源消耗無法控制,資源競爭易導致虛擬化環境或分散式儲存服務的系統穩定性和效能抖動。物理融合中分散式儲存控制端節點不支援快照備份,一旦儲存服務出現問題,恢復極其困難。


綜合資源消耗可控性、服務執行穩定性、環境隔離與干擾性、業務恢復及時性等多方面因素,超融合部署方式較物理融合有顯著優勢,是現有情況下發揮儲存效能、提高資源利用率、完全軟體定義儲存、遵循完全分散式原則的最佳解決方案。

4. 最佳實踐
SSAN是軟體定義分散式塊儲存,具有彈性線上擴充套件特性,支援最大節點數量為1024以上,叢集最大192PB儲存容量,小規模叢集部署中推薦3節點起配置,根據實際需求發展線上擴容。理論上儲存效能隨著節點數量增加而近線性增長,企業模式部署推薦最佳配置單一叢集規模控制在128節點以內,這個配置能夠滿足絕大多數企業需求,且儲存效率和效能達到最優配置。

物理伺服器推薦E52630v2CPU或更高,64GB記憶體配置,配置SSD快取時SSD快取容量大小為HDD容量的20%。物理伺服器至少配備3塊網絡卡,管理網路使用1G,資料網路和業務網路採用10G。CVM虛擬機器節點建議配置4vCPU、8G記憶體、20G系統盤用於生產環境,測試環境中可以配置2vCPU、4G記憶體、20G系統盤,安裝CentOS6.7 minimal作業系統作為SSAN服務執行環境。

5. 小結
超融合作為新興的IT基礎架構解決方案,在效能提升、功能實現等方面較物理融合有明顯優勢。超融合能夠提高資源利用率,在物理主機中部署低配置虛擬機器耗費資源較少,發揮了成本優勢;本地優先訪問策略提升資料傳輸速率,發揮了效能優勢;CVM虛擬機器節點能夠隨時做快照與備份,更能夠保證業務中斷後恢復的及時性。

oVirt+SSAN作為超融合架構中的典型方案架構,頗具代表性的展示了虛擬化與分散式儲存組建超融合環境的優勢。突破傳統儲存效能需求瓶頸,解決物理融合計算資源消耗不可控的問題,支援副本與糾刪碼兩種冗餘方式保證資料安全,遵循完全由軟體定義、資料中心完全虛擬化、儲存完全分散式的設計原則,具有故障易恢復的特點。該超融合方案部署方便,運維簡單,降低經濟成本與人力資源消耗,非常適用於桌面雲、伺服器虛擬化、私有云等應用場景。