标签：存储 SAN 虚拟机 SPBM Virtual 点赞 软件 定义

【编者按】

下面这篇文章摘选自《VMware软件定义存储》第4章的一小部分。文末有赠书规则。

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最近几年来，企业存储系统的发展停滞不前，缺乏创新，已经成为数据中心之中最保守的组件。很多存储厂商一直在沿用旧有技术，他们给这些旧有技术取个新名字，以保持其在IT业界的关注度和市场份额。

这种路线显然与软件定义数据中心（SDDC）模式不相匹配，无法满足那些想要真正成为软件定义企业（SDE）的公司的需求。软件定义企业必须采用更敏捷的方式以快速响应需求变化。在软件定义企业中，存储资源必须以服务的形式来供给和消费，且必须能够感知其所承载应用与服务的局限性。此外，软件定义企业中存储服务的交付方式必须是自动化的，策略驱动的，高度集成的，且能满足应用自上而下的需求。因此，软件定义企业为了自身发展，必需采用灵活高效，以虚拟机为中心的存储系统。为了满足这类需求，VMware提供了Virtual SAN和Virtual Volumes两种解决方案（参见图4.1）。

软件定义存储（SDS）是软件定义企业的要件，它的愿景是通过策略驱动的自动化来简化操作，从而可以以更敏捷的方式来消费存储资源。软件定义存储路线不仅可以在整个企业范围内简化存储服务的交付，还可以更精细地控制硬件资源，为单个应用提供不同的服务级别。并且可以根据应用的需要随时进行动态调整。软件定义存储使用虚拟化和自动化技术来消除那些与存储置备相关的复杂操作。旨在把那些磁盘需求的控制权交还给应用。

4.1 传统存储的挑战

我们在第 2 章“传统存储模型与构建”中谈到过，存储管理员通常要使用大量的LUN来置备和管理存储资源，置备好的LUN呈现给vSphere环境，这些数据存储（datastore）只能通过基于策略的存储管理加上一个级别的服务标签。因此，任何部署或迁移到该数据存储的虚拟磁盘只能接收到那些由存储管理员预先分配好的同一后端数据服务，不管应用的负载需求是什么。

图4.1 软件定义的企业存储

StoragePolicy-Based Management 基于存储策略的管理

VirtualSAN-Enabled Cluster 启用了Virtual SAN的集群

Virtual Volumes-Enabled Storage Array 启用了Virtual Volume的存储阵列

软件定义存储模型的重要准则之一是应用所有者和vSphere的管理员可以通过工具动态选择所需的存储级别。为了达成这一目标，VMware引入了一个可以访问单一策略目录的控制平面。您可以将当前环境所提供的各种服务级别发布到目录中，VMware将这一功能特性称之为基于策略的存储管理（Storage policy-based management），简称SPBM，SPBM的目标是允许vSphere存储管理员创建多个存储策略，每一个都可以提供不同的服务级别和指定的容量。SPBM可以与由Virtual SAN和Virtual Volumes所提供的面向虚拟机的存储管理平台合作，使管理员团队能够为每一台虚拟机甚至每一块虚拟磁盘提供差异化的存储服务。

这些新存储平台旨在将vSphere存储管理员从那些使用传统存储时必须执行的繁琐的日常管理任务中解放出来。正如我们在第2章中描述的那样。继续介绍软件定义存储之前，让我们先来看看企业IT部门和服务提供商所面对的与存储相关的挑战。这些都是使用传统存储的痛点，也是我们转向新技术的动力，传统存储模型所存在的主要问题有：

• 存储设备的能力与应用的需求很难匹配；

• 需要特定的存储硬件，这些设备利用率不高，操作复杂；

• 不可靠，有时性能无法预测；

• 以存储设备为核心，形成了不同厂商的存储孤岛，在全局范围内控制的颗粒度不够；

• 缺少单一管理界面下的端到端管理可见性；

• 工作负载的置备需手工操作；

• 需要复杂的流程，自动化水平较低；

• 需要特定的硬件，运维团队和昂贵的厂商支持。

下一个问题是，软件定义存储如何帮助企业和服务提供商提升存储基础架构的管理效率，以终结上述难题？

首先，软件定义存储的愿景分为两个部分：控制平面（Control plane），跨所有存储系统实现策略驱动的自动化和动态控制；数据平面（Data plane），通过虚拟硬件来构建一个分布式的，弹性的基础架构。

为了实现无缝的自动化和协作，新的控制平面使用SPBM机制。数据平面将物理存储资源抽象和池化为灵活的虚拟数据存储，数据平面也负责动态调整底层存储池，以确保策略的遵从性和服务级别协议（SLA）得以满足。这些虚拟数据存储可以存在于共享SAN或NAS存储系统之上，通过Virtual Volume的形式来置备，也可以由基于Virtual SAN的超融合系统来提供。

软件定义存储的第二个组件用于提供虚拟机级别的数据服务，例如复制，快照和缓存。最终目标是使用通用的、基于策略的控制面板来实现以应用为核心的存储服务。这就是SPBM的目标，每个虚拟机的存储需求通过简单且直观的策略来定义，策略作用于虚拟机的整个生命周期，适用于任何支持SPBM的vSphere架构。

软件定义存储的另一个关键驱动力是VMware软件层与存储生态系统的集成与互操作级别。与存储的集成是通过API来实现的，以便在vSphere基础架构的核心之上扩展功能，例如通过云管平台进行统一管理，这是服务提供商和大型企业的IT组织实现自动化和扩展性的关键。

基于这种路线，软件定义存储可以提供一种新的运维方式，将策略驱动的自动化，外部硬件虚拟化和面向虚拟机的存储池抽象等几项功能集成在一起。这一模式的最终目标是使存储的部署与置备过程变得更加流畅，以便用户可以更加灵活地按需消费存储资源，为不同应用提供特定的SLA，从而降低服务提供商和企业IT组织存储基础架构的总体拥有成本。

4.2 策略驱动的存储概览

正如您前面所看到的，vSphere基础架构中的存储正在发生变化，传统的基于LUN的存储管理机制将存储能力应用在数据存储级别，因为SCSI LUN可以展现给一台或多台主机。底层存储阵列不了解虚拟化层（或者说有限集成） ，也不了解文件系统、客户机操作系统和工作负载。在传统存储的模式下，由虚拟化层或vCenter Server，或其他的管理工具负责将各种文件（如VMDK）映射到存储系统可以理解的段、页和逻辑块地址（LBA）。此外，使用NAS存储解决方案时，还要多一个位于底层块存储之上的抽象层，用于实现文件管理机制以及文件到LBA的映射。

新的基于策略的存储置备机制，通过Virtual SAN（通常简称为VSAN）或VirtualVolumes（通常简称为VVOLs）来提供，基于策略的存储管理使我们在走向软件定义数据中心的旅程上前进了一大步。传统存储系统简单地通过SCSI LUN或NFS挂接点来展现资源，我们对底层存储阵列的可视能力非常有限（VASA 1）甚至不具备可见性。在下一代存储体系架构中，我们试图在虚拟化层和存储之间建立更加智能的关系，比以往任何时候都更需要感知虚拟机和它们的工作负载。

这种策略驱动的存储机制是VMware新一代存储解决方案的基础。我们之前强调过，主要的应用场景是利用策略自动化按照相应的存储级别为虚拟磁盘寻找存储位置。这种基于应用需求和服务级别来选择存储资源的能力是软件定义企业的关键能力之一。这种能力通过SPBM机制来提供，使运维团队可以更有效率地选择虚拟机的初始位置，持续性维护系统以及响应工作负载的需求变更。

在软件定义企业中，可以通过SPBM来完全自动化地放置虚拟机，管理员不需要再为部署应用寻找正确的集群，也不需要关心虚拟机是否被放置到了正确的数据存储集上。VMware SPBM机制包含下列关键组件：

• 一个跨越所有虚拟机的通用策略框架，不论这些虚拟机在Virtual Volumes、Virtual SAN还是传统的VMFS存储卷上。

• 一个服务于云管理平台（CMP）如vRealizeAutomation，Openstack，vCloud Director for ServiceProviders，以及使用PowerShell、JavaScript、Python的脚本用户）和包括vRealize Orchestrator在内的协作平台的通用API层。

• 代表应用和虚拟机的服务级别需求。

• 消费通过VASA1和VASA 2发布的功能。

利用SPBM，vSphere运维团队可以创建配置文件并将它们发布到云和管理平台的自动化层，以通过服务级别而非技术细节来管理存储消费。在后台，SPBM负责保证存储的使用是遵循策略和配置文件的。SPBM还负责：

• 建立一个稳定、可靠、可重用和标准化的存储平台。

• 在虚拟机或虚拟磁盘级别提供智能放置以及服务和容量控制。

• 将自动化与协作抽象到底层存储，以简化运维团队工作负担。

SPBM框架使vSphere管理员可以从创建存储策略开始，可以是一个非技术的存储级别，例如tier-1-business-critical或test-noncritical。这些存储策略不只能定义性能级别，也能根据底层存储硬件或软件的能力，如缓存保留百分比或复制RPO阈值等来提供更具细粒度的特性。

可用性能力，包括可恢复点目标（RPO）和可恢复时间目标（RTO），加密和保留周期，也可以通过SPBM框架来交付。使存储管理员可以基于应用和业务对数据保护的需求来创建策略。此外，SPBM确保磁盘子系统与嵌入存储策略能力的负载服务级别相遵从。

在本章的后部，我们会讨论SPBM的能力以及与Virtual SAN的特殊关系。在第8章“使用 Virtual Volumes 实现策略驱动的存储设计”中，我们会介绍Virtual Volumes如何使用这个框架以便利用第三方存储能力。

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来源： https://blog.csdn.net/Urh3t1/article/details/79410685

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