مباحثی مربوط به Storage در ساختار VMware vSphere - بخش اول

مباحثی مربوط به Storage در ساختار VMware vSphere - بخش اول

ما برای فیچرهای پیشرفته مثل HA، DRS، vMotion، FT و... باید کل Host های ساختار خود را به یک Storage واحد یا به اصطلاح Shared Storage متصل کنیم و دیتای VM ها را بر روی این Shared Storage قرار دهیم.

انواع Storage:

Direct Attached Storage (DAS): در این نوع ساختار هارد مستقیم به سرور متصل می باشد.

یک فضای Block Base در اختیار ما می گذارد، که با فایل سیستمهای FAT، FAT32، NTFS (ویندوزی) و EXT3 (لینوکسی) می توانیم آن را فرمت کنیم.

معایب:

1- این نوع Storage بین هاست ها Share نمی شود.

2- مشکل دیگر این است که Single Point of Failure هستن این نوع Storage ها. یعنی اگر سرور خراب شود، دیتای ما هم از بین خواهد رفت و عملاً دیگر به آن دیتا دسترسی نخواهیم داشت. برای 1 یا 2 هاست می توان از آن استفاده کرد. بنابراین برای Shared Storage گزینه مناسبی نیست.

Network Attached Storage (NAS): دستگاهی است که یک سیستم عامل ویندوز یا لینوکس دارد که کار مدیریت این box (جایی که هارد دیسک ها بر روی آن قرار دارد) را بر عهده دارد. در حالت DAS سیستم عامل و box از هم جدا هستند.

مزیت دیگر NAS این است که از طریق شبکه می توانیم آن را به هاست های خود ارتباط دهیم.

یک فضای File Base در اختیار ما قرار می دهد. که سیستم عامل آن را با فایل سیستم NAS های لینوکسی NFS (Network file system) و NAS های ویندوزی CIFS فرمت می کند و در اختیار ما قرار می دهد.

معایب:

Single Point of Failure هستش، چون NAS وابسته به سیستم عامل می باشد و اگر سیستم عامل crash کند، کل دیتا از دسترس خارج می شود.

Enclosure: به هر دستگاه مستقلی که از طریق یک پورت SAS، mini SAS، E-SATA، SATA به یک سرور وصل شود، Enclosure می گویند.

Storage Area Network (SAN): یک شبکه مستقل پست سرورها می باشد.

یک فضای Block Bas در اختیار ما قرار می دهد که با فایل سیستمهای FAT، FAT32، NTFS (ویندوزی) و EXT3 (لینوکسی) می توانیم آن را فرمت کنیم.

SP: قطعه ای است بسیار بزرگ در داخل خود دستگاه که مانند یک سرور دارای CPU، RAM، Cache می باشد که هاردها و خود دستگاه را کنترل می کند و به منظور فرمان Read/Write دیتا ساخته و Optimize شده است و حداقل دو تا از آن وجود دارد.

در NAS این Read/Write را سیستم عامل انجام می دهد.

انواع Data: دو مدل دیتا داریم:

Random: این دیتا Read/write مشخصی در بازه زمانی ندارد. مانند دیتایی که ما استفاده میکنیم. مثل SQL، Web، Active directory، Mail. دستگاه ها و دیسک های مخصوص این نوع دیتا SAN می باشد.

واحد محاسباتی این نوع دیتا Iops (Input output per Second) می باشد.

Sequential: این نوع دیتا Read/Write مشخصی در بازه ی زمانی دارد. یعنی معمولاً یا Read دارد یا Write، هیچ وقت همزمان با هم اتفاق نمی افتد. مثل Backup، Archive، Video Streaming. دستگاه ها و دیسک های مخصوص این نوع دیتا NAS و Tape می باشد.

تفاوت SAN و NAS: SAN به صورت Block Base می باشد و فضا را به صورت خام در اختیار ما قرار می دهد و این کاربر است که باید فضا را ابتدا Initial و سپس Online و بعد format وپارتیشن بندی کند.

NAS به صورت File Base می باشد. یعنی فضای NAS در زمان Config خود NAS ساخته و ایجاد می شود و با فایل سیستم NAS فرمت می شود و بعد فضای فرمت شده به هاست ها تخصیص داده میشود. کاربر هرکاری به جزء فرمت کردن در این فضا می تواند انجام دهد.

ما از DAS، SAN، NAS می توانیم در ساختار VMware vSphere استفاده کنیم ولی با فرمت فایل سیستمهای زیر:

NASNFS

DAS و SANVMFS (VMware File System)

ما دو دسته دیسک داریم:

1- Magnetic (SAS/NLSAS/SATA)

2- Solid (SSD)

Disk Group: به مجموعه ای از دیسکها که باهم همبندی (Array) شده اند، Disk Group گفته می شود. به این اصطلاح در Storage های مختلف pool و یا Array group نیز می گویند.

انواع raid: raid0، raid1، raid5، raid6،raid10 ،raid30 ،raid50 ، raid60

Lun (Logical unit number): به واحدهای منطقی کوچک گفته می شود، که معادل پارتیشن بندی ویندوز می باشد.

Lun mapping: به فرآیند اختصاص Lun ها به هاست یا سرور گفته می شود.

Datastore: جایی که دیتا ها ذخیره می شود و این فضا با فایل سیستم VMFS فرمت و آماده می شود.

Auto Tiering: به فرآیند انتقال اتوماتیک دیتا برحسب نوع و حساسیت آن گفته می شود. در این مدل یک Disk Group از انواع مختلف هارد باید داشته باشیم.

SLC (Single Level Cell): دیسک های SSD هستند که فقط به عنوان Cache برای Storage ها کاربرد دارد و به عنوان دیسک فضای ذخیره سازی استفاده نمی شود. به این مدل Fast Cache گفته می شود و بر روی کل ساختار Storage اثر بخش می باشد.

MLC/EMLC (Enterprise multi-level cell/multi-level cell): دیسکهای ذخیره سازی هستند که در Storage های Midrange به عنوان فضای ذخیره سازی کاربرد دارند. به این مدل Fast VP (جایی که دیتا بر روی آن Read/Write می شود)گفته می شود و برای یک Disk Group اثر بخش می باشد.

TLC (Triple Level Cell): دیسکهای SSD هستند که برای PC و لپ تاپ و مصارف خانگی کاربرد دارند.

اگر میزان Read و Write هر کدام از گروه ها انقدر افزایش پیدا کند که دیسکهای هر گروه از لحاظ Iops کم بیاورد در آن صورت قسمتی که Read/Write زیادی دارد به بخش Cache منتقل می شود.

مدل های انتقال داده به SAN:

1- ISCSI SAN (IP SAN)

2- Fiber Channel SAS (FC SAN)

3- Fiber Channel over Ethernet (FCOE SAN)

ISCSI SAN (IP SAN): این storage یک SAN بر پایه IP می باشد و کامندهای ISCSi را بر روی بستر TCP/IP منتقل می کند.

Best Practice استفاده از IPSAN:

1- باید سایز MTU را بالا ببریم. یعنی سایز Frame را 9000 قرار دهیم که همان Jumbo Frame می باشد.

2- جداسازی سوییچ Storage از Network. حتی برای بالا بردن redundancy و performance می توانیم از دو سوییچ استفاده کنیم.

3- استفاده از ISCSi HBA به جای Software initiator

Initiator: به شروع کننده یا آغازکننده گفته میشود. قوانین ISCSI را خود SAN Storage ISCSI متوجه می شود ولی ESXi Host به صورت طبیعی متوجه نمی شود و نیاز به یک مترجم دارد به نام Initiator دارد و به سه دسته تقسیم می شود:

Software: یک فیچر بوده که داخل خود ESXi نصب می شود و با استفاده از همان VMKernel Port که ساخته می شود ارتباط ما با SAN Storage برقرار می شود و زبان آن توسط ESXi فهمیده می شود. در این حالت هم VMKernel و هم ISCSi initiator بر روی ESXi قرار دارد.

Hardware (Dependent، Independent): اصطلاحاً به آن ISCSi HBA گفته می شود که یک قطعه سخت افزاری است. این مدل Performance خیلی بالاتری از حالت نرم افزاری دارد، چون در حالت نرم افزاری کار اصلی را VMKernel Port انجام میدهد ولی در حالت سخت افزاری کار را offload می کند روی ISCSi HBA ها.

Offload: یعنی کار را به صاحب اصلی یا قطعه اصلی سپردن و بار را از هسته اصلی ESXi و CPU و VMKernel Port برداشتن.

Hardware Dependent: در این مدل فقط ISCSi initiator بر روی کارت HBA قرار دارد و VMKernel بر روی ESXi Host قرار دارد.

Hardware Independent: در ا ین مدل هم VMKernel و هم ISCSi initiator بر روی کارت HBA قرار دارد و بر روی host نیازی به تنظیمات ISCSi initiator نداریم و فقط بر روی سخت افزار HBA تنظیمات را انجام می دهیم.

IQN: شناسه ای است که بر اساس آن IP SAN می تواند Lun های خود را در اختیار ESXi Host قرار می دهد. IQN مانند MAC یونیک می باشد و شناسه ای است که بر اساس آن Target و Initiator هم دیگر را پیدا می کنند و فرمان ها را برای هم ارسال می کنند. در واقع در بستر TCP/IP مبدا و مقصد با IP همدیگر را پیدا می کنند و بر اساس IQN با هم صحبت می کنند.

Fiber Channel SAS (FC SAN): به دلیل Performance خوبی که دارد، گران قیمت ترین SAN موجود در بازار می باشد.

Best Practice آن این است که بر روی هر سرور 2 کارت FC HBA تک پورت یا دو پورت داشته باشیم.

Fiber Channel over Ethernet (FCOE SAN): در این معماری ما باید بر روی هاست ها کارت های شبکه از نوع CNA (Converged network adapter) بگذاریم.