vSAN的灵魂——SPBM

书接上文，2月初Gartner公布了‘Magic Quadrant for Hyperconverged Infrastructure’，HCI的魔力象限图。其中提到，本次评估和以前的区别是更加专注于hyperconverged software segment，只有服务器硬件而没有软件的参与者是进不到本次评估的，只能算HCIS（hyperconverged Integrated system）。

个人是很赞赏Gartner对超融合市场的这个细分，从软件能力上让读者更加了解产品能力。但个人认为这种划分还不是很准确，顾名思义“超融合”是软件、硬件、服务的融合，单独只是软件能力并不能反映整个产品的全貌。建议Gartner能出一个厂商必须既自己生产硬件又有自己Hyperconverged软件的评估。

在平常交流中，经常有朋友在问：你那里有没有VxRail和AAA厂商的对比？VxRail和BBB产品的优势是什么？我觉得这些朋友其实还是没有了解到VxRail的精髓。超融合产品的核心是软件定义存储，对于VxRail来讲就是vSAN，而vSAN的灵魂就是其控制平面——基于存储策略的管理Stroage Policy Based Management（SPBM）。

现在的Server SAN都将存储分为数据平面和控制平面，对于VMWare vSphere来说，数据平面不只包含了vSAN，还有vVolume和Object Storage，这些存储类型提供存储空间。而控制平面指的就是SPBM，通过Policy来配置存储的对象属性，比如镜像份数、条带宽度等。

统一存储空间

对于传统存储和大部分Server SAN给虚拟化层使用，必须先划分LUN也就是卷，然后映射给虚拟化层作为datastore，才能够被虚拟化层分配给虚拟机使用。这就引出了比较复杂的设计问题：如何划分RAID，如何划分存储池，划分多大卷，每个卷支撑多少台虚拟机等等。这里面又有一个悖论：显然一个LUN上支撑太多虚拟机是不合适的，因为每个虚拟机的业务类型是不一样的，对底层存储要求也不一样；而如果尽量细分，那么LUN的数量又多了，增加了管理的复杂度。

而对于vSAN来说，它将底层存储空间作为一个大的Datastore映射给vSphere使用，无需用户提前规划LUN，降低了设计和使用复杂度。而满足不同虚拟机的业务要求则是通过SPBM来实现的。SPBM可以为每一台虚拟机，甚至同一台虚拟机不同的硬盘配置不同的存储策略。这就是vSAN的灵魂所在。

SPBM策略

vSAN可以在创建虚拟机的时候为每一个磁盘选择不同的存储策略。这些策略包括：

允许的故障数

每个对象的磁盘条带宽度

强制制备

对象空间预留

闪存读取缓存预留

容错方法

对象IOPS限制（QoS）

禁用对象校验和

允许的故障数

英文叫做Number of failures to tolerate (FTT)，定义了在集群中仍能保证存储对象可用的情况下，允许出现的主机、网络或磁盘同时发生故障的数量，可以配置1~3。FTT=1时，存储对象为2个副本镜像；FTT=2时，存储对象为3个副本镜像；FTT=3时，存储对象为4个副本；一般默认为FTT=1。用户可以根据数据不同的重要程度配置不同的FTT值。

比如在之前的文章中举过某医院的例子，其将比较重要的EMR、HIS等医疗重要业务的虚拟机设置为FTT=3，而其他一些不重要的虚拟机设置为FTT=1，以最小的管理复杂度合理利用存储空间。甚至可以将同一台虚拟机不同的磁盘设置为不同的保护镜像份数。

条带宽度

定义了存储对象的每个副本条带化后横跨物理磁盘的数量，默认值为1，最大可以设置为12。当设置值大于1时，每个存储对象会被放置到多块硬盘，获得更好的性能。比如，在某个测试中当将条带宽度设置为不同值进行数据拷贝时，可以看到，这个值越高，吞吐量就越大。

当然条带数越大就会占用越多的系统资源，通常情况下，默认条带宽度为1就可以满足绝大多数需求。

强制置备

启用强制置备后，vSAN会时刻监控存储策略配置的对象，一旦数据存储资源满足存储策略要求，vSAN就会使对象符合其兼容要求。例如，一台虚拟机在部署时，设置的FTT=2。当资源不够时，虚拟机可以允许故障数0且条带宽度为1进行部署。当额外的主机可用时，vSAN会主动使用虚拟机兼容性满足其存储策略要求。默认是关闭的。

对象空间预留

默认情况下，对象预留空间设置为0%，可以理解为精简置备。而预留存储是厚置备延迟置零，其可用空间已在vSAN数据存储中提前 预留。最大值可设为100%。使用中一些经验，当特别要求性能时，设为100%预留，会有一定性能提升。

闪存读取缓存预留

vSAN每个磁盘组的SSD cache盘作为读写缓存空间被存储对象共用，设置此值则将一部分闪存容量专门作为该对象使用。在实际使用中，一般不需要设置预留值，因为不能共用于其他对象，除非为解决一个实际的性能问题才需要设置。默认值为0，最大可以设置为100%。

容错方法

这里面可选项有两个： RAID 1（Mirroring）和RAID 5/6（Erasure Coding）。我觉得起的这两个名字并不是很好，不是很容易理解。此选项是配合FTT值来使用的。

当是混合vSAN集群时，只能配置RAID 1，然后通过FTT的不同值来设置镜像份数。（所以RAID 1的意思不是只保存2份）。

当时全闪vSAN集群时，既可以配置RAID 1，也可以配置RAID 5/6，也就是常说的纠删码。当选择RAID 5/6时，FTT=1，相当于RAID 5，可用容量利用率是75%；FTT=2，相当于RAID 6，可用容量利用率是66.7%。

RAID 1的方式更强调性能，RAID 5/6的方式更强调空间利用率。再强调一下只有全闪集群，才能使用纠删码形式。

对象的IOPS限制

如果vSAN对象的IOPS超过了限制，IO操作会受到限制（QoS）。vSAN允许受IOPS限制的对象在IO操作的一秒内IOPS达到限制值的两倍以应对突发IO操作。配合vSphere对网络的QoS，这个是很多超融合所做不到的。默认值为0，表示当前IOPS限制关闭。

禁用对象校验和

如果选项设置为No，则对象计算校验和信息以确保数据完整。如果设置为Yes，则不会计算校验和信息。vSAN通过使用端到端的校验和以确保数据完整，系统会在读写操作期间检查校验数据，如果侦测到错误，则对数据进行修复。所有的校验和与久坐操作倒是在vSAN后台完成的。