基于VMware，如何用 SmartX 超融合的分布式塊存儲構建更優(yōu)的超融合平臺？

超融合基礎架構已經被越來越多的用戶接受，并被認為是未來 IT 基礎架構的發(fā)展趨勢。很多用戶已經在考慮如何將生產環(huán)境平滑地遷移到超融合架構，以及如何圍繞現(xiàn)有的 VMware vSphere 生態(tài)構建超融合架構。雖然超融合架構本應支持多種 Hypervisor，但企業(yè)依舊傾向于圍繞 VMware vSphere 去構建超融合架構，主要原因有：

• 業(yè)務系統(tǒng)與 VMware vSphere 的兼容性已經得到過充分驗證。

• 已經培養(yǎng)了一批 VMware vSphere 的專業(yè)運維人員，有充分的技術儲備，擔心更換虛擬化平臺需付出較大的學習成本。
  

• 圍繞 VMware vSphere 的生態(tài)已經有了大量的投入，如：VMware vSphere 許可，備份軟件、監(jiān)控軟件、甚至是云平臺集成已經完成等。
  

那么圍繞 VMware vSphere 構建超融合基礎架構的選型需要有哪些注意事項呢？由于 Hypervisor 已經指定，那么關鍵就是分布式存儲軟件的選型，所以至少需要滿足以下因素：

• 對 VMware vSphere 主流版本有較好兼容性，保證整個平臺穩(wěn)定，并具備持續(xù)開發(fā)能力。
  

• 針對 VMware vSphere 運行環(huán)境專門優(yōu)化，提供優(yōu)異 I/O 性能。
  

• 提供在線橫向擴展能力，流程需要足夠簡單。
  

• 由于是超融合部署，分布式存儲軟件需保證正常運行前提下占用資源盡可能低，這樣可以保證更多的資源提供給虛擬機使用。
  

• 提供存儲高級功能支持，如存儲同步、異步復制等高級功能，滿足生產環(huán)境對業(yè)務連續(xù)性的要求。
  

SMTX 分布式塊存儲（ZBS）基于 vSphere 構建超融合基礎架構

SMTX 分布式塊存儲簡介

SMTX 分布式塊存儲模塊（內部代號“ZBS”，以下簡稱 SmartX ZBS）是 SmartX 自主研發(fā)的高性能、高可靠的分布式塊存儲系統(tǒng)。SmartX ZBS 自誕生起就是為超融合架構設計的。充分利用了虛擬化平臺特點，以及 SSD 設備的特性，進行了深入的優(yōu)化與整合。支持與 KVM，VMware ESXi，XenServer 等虛擬化/云平臺結合構建超融合平臺。

SmartX ZBS 具有以下功能和特點：

高性能

• 以 SSD 設備作為緩存，充分利用 SSD 低延遲，高 IOPS 的特性；
  

• 支持超融合架構，計算和存儲運行在同一物理服務器上，存儲對計算感知，大部分 I/O 可以在本地完成，避免網絡延遲。
  

高可靠

• 通過多副本，保證在服務器宕機數據可靠性及業(yè)務連續(xù)性；
  

• 多副本采用強一致性寫，保證數據一致性。
  

低消耗

• 兼容商用 x86 服務器，無特殊硬件需求；
  

• 存儲僅占用有限的計算資源（6 vCPU 16GB內存），避免額外購置存儲服務器，完美適配超融合架構。
  

橫向可擴展

• 性能與容量同步線性擴展；
  

• 單集群最大可支持 255 個節(jié)點。
  

架構

SmartX 基于 VMware vSphere 超融合部署，主要方式是在裸金屬服務器上部署 VMware ESXi，而 SCVM （SmartX Controller Virtual Machine）則部署在 VMware ESXi 之上，SCVM 顧名思義是充當存儲控制器虛擬機的角色，它通過 passthrough 技術（最大限度避免經過 ESXi 虛擬化的性能損耗）直接管理服務器的硬盤資源（包括 SSD 和 HDD）。

多臺 SCVM 之間以萬兆網絡互聯(lián)，通過內置的 SmartX ZBS 分布式存儲軟件整合存儲資源構建成統(tǒng)一存儲池，然后使用 NFS 協(xié)議掛載到 VMware ESXi 作為 datastore 提供存儲服務。

SMTX 分布式塊存儲（ZBS）結合 vSphere 的優(yōu)勢與用戶價值? ??

1. 良好的硬件兼容性讓用戶的選擇更加靈活穩(wěn)定

ZBS 完全運行于應用層， 直接調用 CentOS 原生驅動，兼容市面上絕大部分硬件，可有效緩解 vSAN 需要獨立維護硬件驅動，與 vSphere HCL 無法統(tǒng)一給用戶帶來的選型困擾和穩(wěn)定性風險。

2. 與 Hypervisor 版本松耦合減少用戶升級成本

ZBS 在 VMware 超融合架構下采用 SCVM 部署模式，ZBS 和 vSphere 的版本適配更加靈活，減少原生方案中 vSAN 升級需要 vSphere 同步升級帶來的額外成本。

3. 數據本地化帶來更優(yōu)性能和業(yè)務體驗

ZBS 除了支持 SSD 緩存加速功能外，還針對 VMware vSphere 虛擬化環(huán)境專門優(yōu)化副本放置策略，ZBS 通過冗余副本技術保護 VM 的存儲數據，而數據本地化功能將其中一個完整副本在 VM 運行所在節(jié)點進行存取，另外一個副本存放在遠端節(jié)點保證數據冗余。這樣做的好處是 VM 在本節(jié)點存取數據縮短了 I/O 路徑，有效降低延時和減少對網絡帶寬的壓力，帶來 I/O 性能實質性的提升。

同時，ZBS 完美支持 VMware vMotion 功能，即使 VM 發(fā)生了在線遷移，數據本地化功能依然有效，系統(tǒng)會自動檢測到 VM 由于遷移發(fā)生了遠程 I/O 存取，并且不是臨時遷移的情況下，自動發(fā)生數據遷移，重新在新節(jié)點形成數據本地化。

4. 完備的高可用機制保證用戶業(yè)務穩(wěn)定運行

ZBS 支持 VMware HA 功能以應對節(jié)點故障場景，I/O 路由重定向功能則針對其他硬件的故障，提供比 HA 更精細的高可用功能。

（1）存儲網絡故障應對

存儲網絡發(fā)生故障的時候，SmartX Halo 支持自動把存儲網絡鏈路重定向到業(yè)務網絡中，臨時充當存儲數據傳輸的鏈路，并不會觸發(fā) VMware HA 功能，主機上的虛擬機業(yè)務并不會發(fā)生中斷。而同樣情況，VMware vSAN 存儲網絡故障則直接觸發(fā) VMware HA 功能把該節(jié)點上的虛擬機進行強制關閉并遷移到其他節(jié)點后重啟虛擬機，這樣業(yè)務會發(fā)生中斷和遷移的情況。

（2） SCVM 故障應對

ZBS 與 VMware ESXi 是松耦合關系，這使得 HA 機制更加靈活，即使是 SCVM 故障無法提供存儲服務了，而 ESXi 本身并沒有故障的情況下，SmartX 會觸發(fā) I/O 重定向功能，使得該節(jié)點的虛擬機可以通過把虛擬機的 I/O 請求快速切換到遠程節(jié)點上的 SCVM 繼續(xù)完成，這樣同樣可以做到虛擬機業(yè)務不中斷的情況下，繼續(xù)提供存儲服務。

5. 快速克隆機制有效提升業(yè)務效率

ZBS 支持 COW 寫時復制快照和克隆技術，在執(zhí)行快照和克隆操作時，并不會發(fā)生真正數據的復制，只有在對數據修改時才會發(fā)生數據復制，因此執(zhí)行克隆的速度非常快，可以在幾秒鐘內完成克隆，而且克隆時間不受 VM 存儲容量大小影響。同時，ZBS 支持 VMware VAAI， 可將 VMware 的快照和克隆操作 offload 到 ZBS 底層執(zhí)行，使得通過 vCenter 執(zhí)行 VM 克隆同樣可以應用 ZBS 的快速克隆技術。

6. 容災功能提供更高業(yè)務連續(xù)性和數據可靠性

ZBS 支持部署基于 VMware vSphere 的跨機房的同步復制集群，可配合應用環(huán)境實現(xiàn) “雙活”。亦可支持存儲底層的異步復制功能，當主機房故障的時候可以切換至備用機房恢復業(yè)務。

訪問 SmartX 官方網站，可了解更多基于?VMware 虛擬化平臺部署超融合架構的解決方案：https://www.smartx.com/solution