vSAN в облаке на базе VMware
Существенно сократить расходы и упростить процессы хранения данных возможно при помощи технологии vSAN на базе VMware. Такое решение является одним из элементов гиперконвергентной системы, оно очень часто используется облачными провайдерами для создания виртуальной инфраструктуры с высокой гибкостью и отказоустойчивостью.
В целом вопросы хранения и доступа к базам данных считают главной сложностью информационной системы. Во время эксплуатации практически любой базы хранения данных (независимо от ее уровня построения и сложности) выявляется ряд проблем, влияющих на производительность и отказоустойчивость. Функциональной причиной такой ситуации можно назвать традиционную архитектуру, которая завязана на аппаратных характеристиках физического оборудования. По этой причине современные инфраструктуры все чаще создаются с использованием виртуализации, что позволяет решить существующие аппаратные проблемы и гарантировать нужную производительность. Все чаще компании делают выбор в пользу гиперконвергентной системы, выбирая такие технологии как vSAN для создания инфраструктуры.
Гиперконвергентная система имеет множество отличий от классического построения IT-инфраструктуры – рассмотрим основную разницу и особенности технологий.
Варианты построения
Классический вариант построения инфраструктуры включает в себя 3 элемента:
- вычислительные мощности (то есть серверы);
- система размещения данных;
- сеть данных.
Такой вариант использовался в 99% случаев еще каких-то 3–4 года назад. Схема действительно очень простая, проверенная временем, однако не лишена ряда недостатков. Например:
- Каждый из элементов инфраструктуры требует соблюдения ряда правил для внедрения и дальнейшей поддержки.
- Время внедрения и интеграции решений достаточное большое.
- Существует сложность масштабирования системы из-за необходимости комплексного подхода к расширению того или иного элемента.
По этой причине сегодня более популярными стали гиперконвергентные системы. Понятие конвергенции предполагает консолидацию нескольких решений и ролей для решения самых разнообразных задач в рамках одной структуры. То есть такой подход нацелен на минимизацию издержек во внедрении и обслуживании системы.
Hyper-Converged Infrastructure выстраивается на базе определенного количества серверов. На них устанавливаются гипервизоры, после чего настраиваются программные хранилища и инструменты для оркестрации.
Подробнее о технологии vSAN
Технология VMware vSAN стала одним из лидеров в области ПО для организации гиперконвергентных ЦОД. Этот инструмент полностью интегрирован в гипервизор VSphere, поэтому для его внедрения и использования не потребуется сторонних средств. Благодаря такой технологии возможно превратить несколько серверов разной модификации в единую инфраструктуру. При этом не требуется построение отдельной системы хранения данных или сети для их передачи.
Инструмент может использовать в различных сферах – от корпоративного сегмента до облачных провайдеров. vSAN применяет различные механизмы сжатия и дедупликации, что позволяет экономить полезное пространство и добиться высокой производительности операций ввода и вывода. Так как vSAN объединен с гипервизором vSphere, то конечному пользователю становятся доступны все технологии решения.
vSAN использует несколько локальных дисков на серверах для создания единой системы данных. Этот кластер становится доступен всем хостам системы, что позволяет повысить отказоустойчивость решения. Обычно создается до пяти дисковых групп, включая обязательный SSD. Также используется до семи дисков для размещения исходной информации.
Использование технологии позволяет получить гибкую и масштабируемую систему. Администрирование может производиться из единого интерфейса. В любой момент можно произвести настройку и обслуживание.
Отказоустойчивость vSAN строится при помощи механизма распределения данных виртуальной машины по кластеру. Используется несколько вариантов Failure tolerance method:
- Mirroring, или зеркалирование. Данные виртуальных машин полностью дублируются на соседних хостах. Количество зеркал зависит от заданных параметров. Как правило, используется значение «1». Это означает, что при падении одного из хостов все операции будут переведены на хост с копией данных. Также запустится процесс rebuild, необходимый для возвращения имеющейся копии допустимого уровня отказов. Такой способ позволяет добиться высокой производительности системы, однако очень затратен с точки зрения ресурсов.
- Erasure Coding. Этот способ использует логику распределения ресурсов от RAID-6. То есть кластер способен на отработку одного или двух отказов. Такой вариант проигрывает в производительности, но оптимален с точки зрения capacity.
Особенности интеграции
Для ИТ-инфраструктуры кардинальные изменения являются нежелательными, так как могут привести к простоям или потере данных. Поэтому основным требованием является плавное внедрение новых технологий и решений. Именно по такому принципу происходит настройка VMware vSAN. Дополнительно что-то доставлять на гипервизор не потребуется, так как весь функционал уже встроен в систему.
Включение vSAN производится через консоль vSphere, при помощи изменений параметров конфигурации. Процедура занимает всего несколько минут, в процессе настройки можно выбрать необходимые локальные диски. После завершения настроек виртуальная сеть объединяет выбранные локальные диски в распределенное хранилище vSAN.
Архитектура решения
В отличие от классической системы хранения данных вся информация vSAN не размещается в какой-либо одной точке. Данные равномерно распределяются между всеми хостами. При масштабировании системы происходит добавление новых хостов или дополнительных дисков.
Поддерживается две основные конфигурации:
- All-Flash-конфигурация. Этот вариант предполагает использование твердотельных накопителей как для размещения информации, так и для кэша.
- Hybrid-конфигурация. Предполагает использование магнитных накопителей для самих данных и кэша.
Преимущества vSAN
Дополнительное пространство на диске добавляется без изменения конфигурации и применения новых настроек. То есть достаточно добавить хост в кластер в настройках консоли, и дисковое пространство станет доступно для всех ВМ. Благодаря этому можно выделить несколько преимуществ технологии:
- Отсутствие какой-либо привязки к производителю «железа».
- Высокие показатели отказоустойчивости.
- Единый центр управления и отсутствие дополнительных настроек.
- Возможность горизонтального и вертикального масштабирования системы.
- Целостность информации даже в случае программных и аппаратных сбоев.
Но стоит отметить, что при использовании vSAN предъявляются высокие требования к сетевой инфраструктуре. Необходимо обеспечить максимальную пропускную способность, что потребует дополнительных настроек конфигурации.
Кому подойдет решение
vSAN и гиперконвергентные решения часто применяются в области виртуальных рабочих столов, или VDI. Гиперковергентные системы предполагают горизонтальное масштабирование и параллельное наращивание производственных мощностей и ресурсов. Такое решение идеально впишется в инфраструктуру компаний, которые перевели работу полностью или частично на удаленку. Простота масштабирования и обслуживания системы позволит добиться максимальной эффективности и скорости.
Технология vSAN отлично подходит и для других услуг, предоставляемых IaaS-провайдерами. Особенно актуален инструмент при развертывании частных облачных хранилищ. Решение отличается простотой масштабирования и внедрения, не требует больших издержек на обслуживание и позволяет пользователю получить услуги по сниженной стоимости, без потери качества.
Также установка VMware vSAN может быть интересна организациям, имеющим собственное серверное оборудование и нуждающимся в системе хранения данных. При этом могут стоять противоположные задачи – от хранения важных файлов до запуска новых приложений на рынок. vSAN позволит сократить расходы на внедрение и обслуживание инфраструктуры, а также поможет снизить требования к сети. Однако в этом случае компании не стоит забывать о расходах на лицензирование ПО и необходимости использовать схожее аппаратное оборудование.
Реализация
Архитектура vSAN имеет некоторые ограничения – подробнее поговорим о том, зачем они требуются. Ограничения у системы следующие:
- возможность использования не более 5 дисковых групп на один хост;
- применение не более 7 capacity и не более 1 кэш-носителя в одной дисковой группе;
- использование не более 35 capacity на один хост;
- возможность использования не более 64 хостов в едином кластере;
- наличие не более 9000 компонентов на весь хост.
Соблюдение данных ограничений гарантирует, что инфраструктура работает с гарантированной производительностью. Это значит, что система хранения данных функционирует без сбоев и имеет нужный объем хранения.
В процессе использования vSAN также рекомендуется использовать не более 70% объема хранилища. При превышении этих показателей запускается инструмент ребалансировки, что приводит к перераспределению данных по всем хостам. Это существенно влияет на производительность, так как выполняются очень ресурсоемкие операции.
Для реализации требований разных компаний используется три типа пулов хранения данных:
- С быстрыми дисками. Предполагается применение хранилища с максимально возможной производительностью. Подходит для высоконагруженных систем.
- С гибридными дисками. Основная задача подобного пула – предоставление огромного объема данных и поддержание хорошей отказоустойчивости. При этом доступ к информации не является приоритетным.
- С технологией Disaster Recovery. Использование такого решения необходимо для обеспечения максимальной отказоустойчивости и производительности. Как правило, выстраивается на базе All-Flash-конфигурации, которая лишена такой проблемы, как резкое падение IOPS.
Выводы
В завершение описания VMware vSAN стоит отметить, что подобные гиперконвергентные системы становятся более востребованными на рынке. Доверие к подобным технологиям растет, поэтому компании выбирают их для собственной инфраструктуры. Например, за прошлый год рост позиций vSAN и схожих решений достиг 150% по сравнению с предыдущим. В конце 2020 года доля гиперконвергентных решений составила практически 20% рынка. К концу этого года аналитики прогнозируют, что этот показатель может вырасти до 30–35%.
Статистические показатели говорят, что данная архитектура без труда может противостоять классической инфраструктуре, несмотря на то, что последняя уже прошла проверку временем и практически всегда встречается в бэкграунде IaaS-провайдеров.
VMware vSAN все чаще выбирается в качестве основной системы хранения данных, так как без труда выдерживает нагрузочную эксплуатацию и проверку отказоустойчивости. Для большинства компаний именно эти показатели становятся ключевыми при выборе ИТ-решения для инфраструктуры.
Конечно, нельзя говорить о том, что технология стала универсальной и подойдет абсолютно для всех организаций. Однако в большинстве случаев ее функционал отвечает требованиям клиента и оказывается незаменимым при использовании облачных хранилищ.
Остались вопросы о технологии? Специалисты нашего дата-центра Xelent обязательно ответят на них и помогут подобрать подходящую систему хранения данных.
