VMware vSAN Konfiguration

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Für die Software Defined Storage (SDS) Lösung vSAN von VMware gibt es verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten und Voraussetzungen, welche wir Ihnen in diesem Artikel näher beschreiben und erklären wollen. Alle vSAN Funktionen sind bereits im vSphere Kernel enthalten, es muss keine zusätzliche Software für vSAN installiert werden, lediglich ein vCenter Server ist zur Aktivierung, Konfiguration und Überwachung notwendig, sowie die entsprechenden vSAN Lizenzen.

In diesem Beispiel wird ein nested vSAN 6.6 (vSphere Build 5310538) als Demo verwendet. Jeder Host verfügt über eine Diskgroup mit einer SSD und zwei HDDs.

Lizenzierung

vSAN wird in den folgenden Lizenzeditionen[1] und Bundles angeboten:

  • Standard, Advanced und Enterprise als Einzellizenz pro CPU
  • HCI Bundle (vSphere inklusive vSAN)
  • Horizon Advanced / Enterprise Bundle
  • vSAN for Desktop (auch für VDI Lösungen von Drittanbietern)
  • vSAN ROBO (max 25 VMs per site)

Die einzelnen Lizenzen unterscheiden sich bei den nutzbaren Features, in allen Editionen ist jedoch der vSphere Distributed Switch aus der vSphere Enterprise Plus Edition enthalten. Es müssen alle Hosts aus dem vSAN Cluster lizenziert werden, auch wenn manche Hosts keinen Speicher bereitstellen und nur als Compute Ressource dienen.


Hardware Voraussetzungen

VMware bietet eine eigene HCL für vSAN Komponeten an, somit kann sichergestellt werden, dass auch alle Komponeten für vSAN zertifiziert und getestet sind. Hierbei ist immer auf den entsprechenden vSAN Release und vSAN Typ (Hybrid oder All Flash) zu achten.

Die Mindestvoraussetzung[2] der Hardware für ein vSAN Node:

  • Eine SSD / NVMe als Cache-Ebene
  • Eine SAS / NL-SAS für Hybrid Mode oder eine SSD / NVMe für All Flash Mode als Capacity-Ebene
  • Einen zertifizierten RAID Controller mit Passthrough Unterstützung oder ein HBA
  • 32GB RAM
  • Eine HDD / SSD / USB-Stick oder SD Karte für den Hypervisor
  • Eine dedizierte 1Gbit/s Netzwerkschnittstelle (10Gbit/s empfohlen)

Die aktuellen vSAN 6.6 Limits:

  • 64 Nodes pro Cluster
  • 5 Diskgroups pro Node
  • 1 SSD / NVMe (Cache) pro Diskgroup
  • 7 HDDs / SSDs (Capacity) pro Diskgroup
  • 200 VMs pro Node
  • 62TB virtual maschine disk size (VMDK)

Hinweis: Bitte beachten Sie, dass eine JBOD Konfiguration nur bei Blade Server Systemen freigegeben ist.

vSAN Storage Policies

Storage Policies spielen bei vSAN eine entscheidende Rolle. Mit diesen Richtlinien kann definiert werden, wie redundant die VM Daten gespeichert, oder Ressourcen genutzt werden können. Jedes vSphere System verfügt bereits über eine vSAN Default Storage Policy mit einem Primary level of failures to tolerate (PFTT) von 1. Dieser Wert gibt an, wie viele redundante Objekte (Replikas) einer Datei (VMDK und VM Home-Verzeichnis) angelegt werden, d.h. bei PFTT=1 werden alle VM Objekte zweimal erstellt, ein Original und eine Replika. Somit benötigt eine VM mit 100GB Speicher tatsächlich 200GB, weil alle Komponenten redundant angelegt werden. vSAN organisiert die Ablage der Daten stehts so, dass niemals beide Komponenten, Original und Replika, auf dem gleichen vSAN Node liegen. Somit ist bei PFTT=1 ein Komplettausfall eines gesamten Nodes ohne Datenverlust möglich.

Ein weiterer wichtiger Wert ist die Number of disk stripes per object, in der standard Policy beträgt dieser Wert 1 und sorgt dafür, dass VM Objekte auf nur einer HDD / SSD abgelegt werden. Bei größeren VMDK Dateien kann es hilfreich sein diesen Wert zu erhöhen, damit diese Objekte über mehrere HDDs / SSDs gleichmäßig verteilt werden und somit auch den Lesezugriff beschleunigen, falls die Daten nicht im Cache liegen.

vSAN Standardkonfiguration

Die vSAN Standardkonfiguration besteht aus mindestens drei Nodes, die nicht räumlich getrennt sind, sondern zusammen in einem Brandabschnitt stehen. Um vSAN aktivieren zu können, wird ein vCenter Server benötigt, da diese Konfiguration nur über den vSphere Web Client durchgeführt werden kann. Jeder Host benötigt einen dedizierten VMkernel mit vSAN Traffic Tag. Bei Verwendung einer vSAN Storage Policy mit PFTT=1 werden die VM Objekte (Original und Replika) auf zwei Nodes geschrieben und der dritte Host erhält ein Witness Objekt. Die Witness Datei dient als Quorum und ist dann wichtig, wenn zwischen den Nodes die Netzwerkverbindung abbricht und ermittelt werden muss, welches Objekt (Original oder Replika) den aktuellsten Stand hat, um ein Split-Brain Szenario zu vermeiden.

2-Node Konfiguration

Die 2-Node Variante ermöglicht eine direkte Verbindung der vSAN Nodes, somit können Kosten für einen 10Gbit/s Switch gespart werden. Für dieses Szenario ist ein dedizierter Witness Host erforderlich, dies kann ein ESXi Host oder eine fertige Witness Appliance direkt von VMware sein. Damit die Witness Appliance den vSAN Traffic empfangen kann, muss bei direkt verbundenen vSAN Nodes ein weiterer VMkernel mit dem VSANWitness Tag konfiguriert werden.

Stretched Cluster

Mit dem vSAN Stretched Cluster kann eine räumliche Aufteilung auf zwei Brandabschnitte realisiert werden. Auch für diese Konfiguration ist ein zusätzlicher Witness Host, oder Witness Appliance, notwendig. Für ein Stretched Cluster gibt es mit Secondary Failure to Tolerate (SFTT) eine zusätzliche Policy Option, PFTT bezeichnet hierbei die Anzahl tolerierbarer Site-Fehler (0 und 1) und SFTT die Anzahl der tolerierbaren Fehler innerhalb eines Brandabschnittes (0 bis 3). Für eine Konfiguration von PFTT=1 und SFTT=1 werden mindestens sechs vSAN Nodes benötigt.

Solange es keinen Ausfall gibt, werden das Original und die Replika nie zusammen in einem Brandabschnitt gespeichert.

Fault Domains

Die Fault-Domain Konfiguration ist für größere vSAN Umgebungen mit mehreren vSAN Racks. Jedes Rack steht für eine Fault-Domain, dabei werden die einzelnen Objekte (Original, Replika und Witness) auf allen Fault-Domains (Racks) gleichmäßig verteilt. Mit dieser Konfiguration kann der Ausfall eines kompletten Serverracks verkraftet werden. Für eine PFTT=1 Konfiguration werden 3 Fault-Domains mit jeweils mindestens 2 Nodes benötigt.

Einzelnachweise

  1. VMware vSAN License Guide
  2. vSAN Requirements


Foto Sebastian Köbke.jpg

Autor: Sebastian Köbke

Sebastian Köbke ist seit 2013 bei der Thomas-Krenn tätig. Aktuell unterstützt er als Constultant und Technical Support unsere Kunden hautpsächlich bei allen Fragen zu VMware vSphere, damit unseren Kunden schnellstmöglich geholfen werden kann, dabei hat er sich speziell auf die Bereiche VMware vSphere, vSAN, VDI und Netzwerktechnik spezialisiert und zertifiziert. Als Ausgleich zum Büro-Alltag macht Sebastian oft Sport und Fitness.


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