بنیانگذار انجمن تخصصی فناوری اطلاعات ایران ، هکر کلاه خاکستری ، کارشناس امنیت اطلاعات و ارتباطات
VSAN چیست؟ معرفی جامع امکانات ، مزایا و مکانیزم کاری Virtual SAN
VSAN چیست؟ Virtual SAN چه کاری در VMware انجام می دهد؟ یکی از تصورات اشتباهی که در خصوص واژه vSAN یا Virtual SAN در بین کارشناسان IT وجود دارد این است که ما در یک مجموعه سرورهایی را بصورت مجازی تبدیل به SAN Storage می کنیم و برای اینکار از نرم افزارهای شبیه سازی SAN Storage یا Emulator های SAN Storage ای مثل Open-E یا Open-Filer یا ... استفاده می کنیم. این تصور آنقدر فراگیر شده است که بعضا در برخی از پروژه ها که به عنوان مشاور در جلسات شرکت می کنیم رسما به عنوان راهکار VSAN عنوان می شود در صورتیکه VSAN به هیچ عنوان چنین چیزی نیست.
دوره های شبکه، برنامه نویسی، مجازی سازی، امنیت، نفوذ و ... با برترین های ایران
سرفصل های این مطلب
شرکت VMware با معرفی کردن قابلیتی به نام vSAN یا SAN مجازی این امکان را به ما می دهد که از Local Storage ها یا Local Datastore ها به عنوان یک SAN Storage در شبکه استفاده کنیم البته نه به همین سادگی ، شما به عنوان یک ITPRO در انجمن تخصصی فناوری اطلاعات ایران بایستی بدانید که هر سازمانی حاضر نیست برای سرویس های مجازی سازی که در اختیار دارد هزینه های گزاف بکند و SAN Storage های سخت افزاری با هزینه های سنگین خریداری کند ، در چنین مواردی استفاده از راهکار VSAN توصیه می شود .
قابلیت VSAN از نسخه 5.5 مجموعه VSphere به این محصول اضافه شده است و با معرفی این راهکار تحول بسیار جالبی در حوزه ذخیره سازی داده ها در تکنیک Software Defined Storage ایجاد شده است. راهکار VSAN به نام vCloud Distributed Storage هم شناخته می شود و این دو واژه بیانگر یک راهکار هستند. اما Virtual SAN واقعا چیست ؟ چگونه کار می کند ؟ در واقع VSAN یه تکنولوژی Software Defined Storage است که به معنی مستقل بودن از لایه سخت افزار است ، هرگاه شما در شبکه دارای storage ها متعددی بصورت Local بودید و می خواستید همه آنها را در قالب یک مجموعه مدیریت شده استفاده کنید راهکار VSAN به شما کمک می کند این قابلیت بصورت مستقیم در خود Hypervisor قرار گرفته است و بصورت ماژول یا قابلیت جدید نیازی به نصب شدن ندارد.
چرا تاکید داریم که یک ماژول نیست ؟ برای اینکه شما آن را با محصولات یا Appliance هایی که فرآیند مدیریت Storage ها را انجام می دهند و شبیه سازی می کنند اشتباه نگیرید. چرا گفتیم داخل خود Hypervisor قرار گرفته است؟ برای اینکه اگر شما ESXi را بر روی Host های خودتان نصب نکنید قادر به استفاده از قابلیت VSAN نخواهید بود و یک چیز جدا از Hypervisor مثل Open-E یا Open-Filer نیست. راه اندازی راهکار VSAN آنقدر ساده است که تصورش برای یک ITPRO سخت است ، یعنی به راحتی شما در vCenter یک VMKernel NIC ایجاد می کنید و در سطح Cluster قابلیت VSAN را فعال می کنید به همین راحتی !!! همانطور که قابلیت های vMotion و FT Logging را فعال می کنید.
برای اینکه سناریوی VSAN را به عنوان یک ITPRO خوب درک کنید تصور کنید که در یک سازمان ما 10 عدد سرور داریم که بر روی هر کدام از آنها تعداد 5 عدد هارد دیسک وجود دارد که دارای ظرفیت 1 ترابایت هستند ، این 5 عدد هارد دیسک بصورت RAID شده توسط سیستم Host به عنوان Datastore استفاده می شوند. در این شبکه ما هیچگونه تجهیزات ذخیره سازی تحت شبکه مانند SAN Storage یا NAS Storage در اختیار نداریم اما در عوض بر روی هر عدد از سرورها 5 عدد هارد دیسک داریم به ظرفیت 5 ترابایت که در مجموع همه سرورها ظرفیتی بالغ بر 50 ترابایت را در اختیار ما گذاشته است که در حالت عادی فقط توسط Host قابل استفاده است و در شبکه قابل استفاده نیست.
در چنین مواقعی است که ما تصمیم می گیریم از قابلیت VSAN برای مدیریت کردن این هارد دیسک ها و تبدیل کردن آنها به یک SAN Storage مجازی اقدام کنیم ، کاری که VSAN برای ما انجام می دهد این است که تمامی این هارد دیسک های اضافی را مدیریت می کند و در نهایت در قالب یک مجموعه مجازی و یکپارچه به نام VSAN در اختیار شما قرار می دهد ، در چنین حالتی انگار شما در شبکه SAN Storage واقعی از دید Host ها دارید با این تفاوت که اطلاعات بر روی هارد دیسک های Host های مختلف توزیع شده است ولی امکانات شما در عین حال افزایش یافته است.
مزایای استفاده از VSAN در زیرساخت های مجازی سازی
قبل از اینکه به سراغ مکانیزم کاری VSAN برویم بد نیست بدانیم که مزایای استفاده از VSAN در زیرساخت های مجازی چیست ؟
- یک راهکار Software Defined است : شما می توانید هر نوع Storage را در VSAN قرار بدهید که در لیست HCL شرکت vMware قرار دارد
- انعطاف پذیری دارد : هر زمان که مورد نیاز باشد قابل ارتقاء و گسترش است و در اصطلاح مقیاس پذیر یا Scalable است ، براحتی می توانید دیسک های جدید با Host های جدید به مجموعه VSAN اضافه کنید و حذف و اضافه ( الکی مثلا منم دانشجو بودم ) بسیار ساده است
- ساده پیاده سازی می شود : آنقدر ساده پیاده سازی می شود که بعضا از نظر یک ITPRO مسخره به نظر می رسد. اگر تا به حال تلاش به نصب و راه اندازی سیستم های ذخیره سازی اطلاعات کرده باشید حتما واژه سختی را درک می کنید.
- بصورت خودکار عمل می کند : می توانید آن را بر اساس storage policy های VMware برای هر VM بصورت جداگانه مدیریت کنید. قبلا در ITPRO در خصوص Storage Policy ها صحبت کرده ایم و VSAN کاملا با این موضوع هماهنگی دارد.
- با ساختارهای دیگر هماهنگی دارد : با توجه به اینکه با ساختار Block Level Storage کار می کند به سادگی با همه سیستم هایی که این قابلیت را پشتیبانی می کنند هماهنگ می شود.
امکانات VSAN جذاب است اما در کجا کاربرد دارد ؟
- در دسکتاپ های مجازی : Scalable بودن VSAN باعث می شود براحتی در زیرساخت های VDI مورد استفاده قرار بگیرد
- در محیط های تست و توسعه : نیازی به هزینه های اضافه برای تست کردن و لابراتوارهای مجازی نیست
- در Big Data یا داده های حجیم : قابلیت توسعه و مدیریت پهنای باند به مدیریت Big Data بسیار کمک می کند
- در راهکارهای Disaster Recovery : راهکار بسیار ارزان قیمت DR است ، براحتی VSphere Replication را می توانید ایجاد کنید و حتی محدودیت نوع Storage و هماهنگی بین Storage ها را نیز دیگر نخواهید داشت.
مکانیزم کاری VSAN چگونه است ؟
زمانیکه شما قابلیت VSAN را بر روی یک Storage در سطح یک Cluster فعال می کنید ( قطعا Storage یا بهتر بگوییم Datastore شما بصورت Local است ) این Datastore بین تمامی Host هایی که در مجموعه VSAN قرار دارند بصورت Share شده نمایش داده می شود. در راهکار VSAN هر کدام از Host هایی که می خواهند وارد مجموعه VSAN شوند بایستی هم پارامتر کارایی یا Performance و هم پارامتر ظرفیت یا Capacity را در خودشان داشته باشند ، به این معنی که بر روی هر کدام از Host ها بایستی حداقل یک هارد دیسک از نوع SSD برای بالا بردن سرعت و یک یا چند عدد هارد دیسک معمولی برای استفاده به عنوان Storage وجود داشته باشد.
این بدین معناست که زمانیکه که Cluster شما رو به رشد می شود Datastore های شما نیز به همین تناسب بیشتر و ظرفیت بهتری پیدا می کنند تا زمانیکه یک Host این شرایط را نداشته باشد نمی تواند وارد مجموعه VSAN Cluster شود. البته این کلمه نمی تواند الزامی نیست ، یعنی شما می توانید یک Host داشته باشید که دارای هارد دیسک SSD نباشد و در مجموعه VSAN شما قرار بگیرد و فقط پارامتر Capacity را داشته باشد اما این خودش می تواند یک نکته منفی در این VSAN به حساب بیاید بنابراین به عنوان یک ITPRO کلمه باید را همیشه در ذهن داشته باشید.
زمانیکه برای اولین بار راهکار VSAN ارائه شد یک محدودیت اولیه برای تعداد Host های موجود در VSAN داشت که تعداد Host های یک Cluster را حداکثر 8 عدد Host اعلام می کرد ، اما با بروز رسانی این قابلیت این محدودیت نیز تا حدود زیادی از بین رفته است. توجه کنید که برای پیاده سازی و تست کردن VSAN حداقل به سه عدد Host نیاز است ، ممکن است شما بتوانید با دو عدد Host نیز VSAN راه اندازی کنید اما طبیعتا نمی توانید از امکانات کامل آن استفاده کنید.
همانطور که گفته شده راهکار VSAN به شدت وابسته به هارد دیسک های SSD است تا بتواند بهترین کارایی را به شما ارائه بدهد. هر دستور ورودی و خروجی یا همان I//O ای که برای نوشتن یا خواندن اطلاعات صادر می شود ابتدا بایستی وارد هارد دیسک SSD شود و سپس به سمت هارد دیسک های معمولی هدایت می شود. همانطور که اشاره شد شما می توانید با استفاده از Storage Policy ها قوانین و Policy های خاصی را به VM های خودتان اعمال کنید. در همین Policy ها شما می توانید میزان I//O ای که از طریق SSD ها انجام می شود را نیز مدیریت کنید. علاوه بر این بهترین کاری که در Storage Policy می تواند انجام شود تعریف کردن Availability برای VM ها است. بله درست متوجه شدید شما می توانید Policy های متفاوت با توجه به سطح Availability موجود در هر Datastore تعریف کنید و Datastore هایی که دارای Availability بالایی هستند را در یک رده بندی قرار بدهید و این Policy به یک VM اعمال کنید.
VSAN به ساختار Local RAID نیازی ندارد ، فقط چند دیسک Local کافیست که شما بتوانید از آنها در VSAN استفاده کنید. با توجه به اینکه شما چه تعداد Replica برای Host های خودتان از عدد یک تا سه در نظر بگیرید این VSAN است که قرار گیری و Fault Tolerance مربوط به VM ها را مدیریت می کند. VSAN همیشه مطمئن می شود که به تعداد لازم Replica یا کپی کامل از اطلاعات وجود داشته باشد. این حرکت فوق العاده است !! بیایید برای درک بهتر با یک مثال شروع کنیم ، ما ساختار VSAN را به گونه ای پیکربندی کرده ایم که یک عدد Failure را بتواند تحمل کند و یک هارد دیسک جدید بلافاصله ایجاد شود. این یعنی اینکه VSAN دو Object کاملا شبیه به هم بر روی دو عدد Host ایجاد می کند و یک Host نیز این میان به عنوان شاهد یا Witness کار می کند و بر روند انجام فرآیند نظارت دارد.
کاربرد Host ای که بصورت Witness وجود دارد به عنوان یک ناظر است و بر روند کاری Cluster نظارت می کند اگر کلاستر دچار مشکل شود این Witness است که کنترل همه چیز را به دست می گیرد و تصمیم گیری ها را انجام می دهد. قطعا Witness خودش به تنهایی نمی تواند شامل یک Object شود و به همین دلیل هم هست که شما حداقل سه عدد Host برای پیاده سازی VSAN نیاز دارید. بنابراین در طراحی ساختار VSAN بایستی دقت کنید که تعداد Host ها و تعداد Cluster ها و Replica ها باید تناسب داشته باشد ، شما نمی توانید در ساختاری که فقط سه عدد Host وجود دارد دو عدد Replica یا Tolerance ایجاد کنید.
خوب با توجه به تعاریفی که از VSAN داشتیم و بحث Replication ای که بین VM ها ایجاد می کند آیا VSAN نیازمندی های خاصی در شبکه دارد تا بتوان آن را پیاده سازی کرد ؟ جواب این سئوال بله است ، با اینکه شما می توانید از کارت شبکه های اشتراکی برای ترافیک VSAN استفاده کنید اما پیشنهاد همیشگی ما استفاده از یک کارت شبکه اختصاصی با سرعت 1 گیگابیت بر ثانیه برای ترافیک VSAN است. در واقع این حداقلی برای پیاده سازی VSAN است.
بهترین شبکه ای که می توان برای VSAN معرفی کرد شبکه های 10 گیگابیت بر ثانیه است ، البته شما همیشه برای این موارد طبق معمول پیشنهاد های ITPRO به یک کارت شبکه Redundant نیز نیاز دارید تا در صورت بروز مشکل دومی وارد مدار شود. شما برای پیاده سازی VSAN هم از Standard vSwitch ها و هم از Distributed vSwitch ها می توانید استفاده کنید و محدودیتی در این خصوص برای شما وجون ندارد. در سری آموزشی VCP 6.0 به نحوه پیاده سازی VSAN بصورت کامل خواهیم پرداخت.