Software-Defined Shared Storage mit VMware Virtual SAN

vSAN in der Praxis

Am einfachsten verschaffen sich Administratoren einen Überblick über vSAN, indem sie die Umgebung in einem Testsystem installieren. Generell ist es beim Einsatz von vSAN sinnvoll einen eigenen VMkernel-Adapter für das System zur Verfügung zu stellen. Es ist darüber hinaus empfehlenswert Multicast auf den beteiligten Netzwerkkomponenten zu aktivieren. Für eine Testumgebung ist das natürlich nicht notwendig. Die Einrichtung von vSAN zeigt bereits wie wichtig der Einsatz genügender Netzwerkadapter in einem vSphere-Host ist.

vSAN kann über einen eigenen VMKernel-Adapter kommunizieren, der wiederum über eine eigene physische Netzwerkverbindung verfügen sollte (Screenshot: Thomas Joos).

Die Erstellung und spätere Verwaltung von vSAN erfolgt im Cluster über den Webclient. Nach der Verbindung mit dem vCenter kann vSAN konfiguriert werden, wenn die entsprechende Lizenz vorhanden ist. Die Einrichtung erfolgt über einen Assistenten. Sobald die vSphere-Umgebung auf 6.0 Update 2 aktualisiert ist, stehen auch die neuen vSAN-Funktionen zur Verfügung, wenn die entsprechende Lizenz eingetragen ist.

Über den Webclient kann vSAN auf dem vCenter für den Cluster und seine Knoten aktiviert werden (Screenshot: Thomas Joos).

Sobald das vSAN aktiviert ist, kann es in den Einstellungen des Clusters im Webclient konfiguriert werden. Dazu steht der neue Menüpunkt „Virtuelles SAN“ zur Verfügung. Sobald die Aktivierung erfolgt ist, konfiguriert der Assistent alle Knoten im Cluster. Das vSAN muss nur einmal aktiviert und konfiguriert werden, alle Knoten werden automatisch angebunden.

Die Verwaltung des Datenspeichers, der im vSAN zusammengefasst ist, erfolgt über Festplattenverwaltung. Hier lässt sich genau festlegen welche kompatiblen Datenträger auf den einzelnen vSphere-Hosts im Cluster an das vSAN angebunden werden können. Der Assistent erkennt auch, ob es sich bei dem Datenträger um eine SSD oder HDD handelt. An dieser Stelle lässt sich natürlich auch Flashspeicher als zusätzliches Storage-Tier einbinden.

vSAN nutzen und verwalten

Ist das vSAN erst angelegt, erscheint es automatisch bei den Datenspeichern in vSphere, genauso wie andere Datenspeicher auch. Die Verwendung von vSAN unterscheidet sich daher nicht von der Verwendung anderer Datenspeicher. VMs können den Speicher ebenfalls nutzen. Die Verteilung auf die verschiedenen physischen Datenträger erfolgt automatisch im Hintergrund.

Die Festplatten eines Hosts fast vSAN zu einer Festplattengruppe zusammen. Alle Festplattengruppen der verschiedenen Hosts bilden schließlich das komplette vSAN. In den Einstellungen des vSANs ist die Kapazität zu sehen sowie der Status. Hier ist es besonders wichtig, dass die Netzwerkkommunikation zwischen den Knoten im vSAN funktioniert.  Ein vSAN ist generell sehr flexibel skalierbar. Durch das Hinzufügen neuer Datenträger zu einem Host kann ein vSAN auch erweitert werden. In der Verwaltung des vSAN lassen sich alle Festplatten des Hosts neu einlesen und anschließend anbinden.

Hosts über Fault Domains gruppieren

Bei der Verwaltung des vSANs lassen sich auch so genannte „Fault Domains“ erstellen. Hierüber haben Administratoren die Möglichkeit, Hosts zu gruppieren. So gruppiert das vSAN zum Beispiel die Hosts eines Racks oder eines Rechenzentrums. Die Konfiguration erlaubt aber nicht nur das Zusammenfassen von Servern, sondern auch das strikte trennen.

Der Vorteil dabei besteht darin, dass sich dadurch genau festlegen lässt, welche Hosts den Speicherplatz der anderen Hosts zum Ablegen und Replizieren von VMs gemeinsam nutzen sollen oder eben nicht. Dazu sind dann keine verschiedenen vSANs notwendig, sondern mehrere Fault Domains innerhalb eines vSANs. Beim Erstellen eines vSANs wird immer eine standardmäßige erste Fault Domain erstellt.

Fault Domains helfen dabei vSphere-Hosts in einem vSAN voneinander zu trennen (Screenshot: Thomas Joos).

Setzen Unternehmen vSAN zusammen mit VM-Replikationen ein, kann vSphere auf Basis der Fault Domains im vSAN erkennen, ob das Replikat auf dem Datenträger eines bestimmten Hosts gespeichert werden soll oder nicht. Da ein Replikat zum Schutz vor einem Ausfall genutzt wird, ist es sicherlich sinnvoll festzulegen, wo dieses generell gespeichert werden soll, oder wo es auf keinen Fall gespeichert werden soll.

vSAN kann nativ mit vSphere High Availability (HA) und Fault Tolerance (FT) zusammenarbeiten. Auch mit der Replikation von VMs mit vSphere Replication ist vSAN in der Lage. Virtual SAN Stretched Cluster bieten Schutz auf Ebene der Rechenzentren oder der Racks im Netzwerk. Durch die Rack-Erkennung können virtuelle Maschinen für eine bessere Fehlertoleranz optimal im Netzwerk verteilt werden. Die aktuelle Version von vSAN unterstützt Direct-Attached-JBODs. Daher ist auch der Einsatz auf Blade-Servern denkbar.

Über den Assistenten zur Einrichtung eines vSANs lassen sich auch Stretched-Cluster erstellen, die sich über mehrere Rechenzentren verteilen (Screenshot: Thomas Joos).

Speicherrichtlinien im vSAN

Innerhalb eines vSAN lassen sich auch Richtlinien festlegen, mit denen die Verwendung des Datenspeichers durch die VMs besser steuerbar ist. Beim Anlegen eines neuen vSAN legt vSphere automatisch eine neue VM-Speicherrichtlinie an. Diese kann über den Webclient verwaltet werden. Alternativ unterstützt vSAN aber auch das Erstellen weiterer Richtlinien.

VM-Speicherrichtlinien erlauben eine Steuerung der Datenspeichernutzung der VMs (Screenshot: Thomas Joos).

Durch die VM-Speicherrichtlinien kann zusammen mit vSAN eine gewisse Automatisierung der Datenspeicherung sichergestellt werden. Sinnvoll ist das vor allem dann, wenn Service Level Agreements (SLA) für VMs gesetzt sind. Durch die Verwendung des Datenspeichers im vSAN und der Definition von VM-Speicherrichtlinien ist es problemlos möglich, die Hochverfügbarkeit von VMs sicherzustellen. Zusätzlich steigt auch die Leistung der VMs an, da die Datenspeicherung wesentlich schneller erfolgen kann als ohne vSAN. VMware nennt eine Leistung von bis zu 100.000 IOPS pro Host, wenn vSAN eingesetzt wird.

VMware vSphere Virtual Volumes- Storage-Zugriff auf VMs

Durch die VMware vSphere Virtual Volumes (vVOLs) können Storage-Arrays direkt auf VMs zugreifen. Dazu muss der entsprechende Speicher eine Schnittstelle für den virtuellen Speicher in vSphere mitbringen. Der Vorteil dabei ist, dass VMs direkt durch den jeweiligen Speicher exakt die Speichermenge erhalten, die notwendig ist. Das entlastet den Hypervisor und bietet mehr Leistung und höhere Effizienz für VMs. Auch diese Funktion verbessert die Automatisierung der Storage-Verwaltung über Richtlinien. Derzeit arbeiten vor allem Dell, EMC, HP, IBM und NetApp mit dieser Funktion zusammen. Es gibt aber zahlreiche weitere Speicherhersteller, die mittlerweile vVols unterstützten. Außerdem kommen ständig neue Anbieter hinzu.

Fazit

Der Einsatz von vSAN ist spätestens ab Version 6.2 für Netzwerke aller Größen sinnvoll. Der Vorteil liegt vor allem in der effizienteren Nutzung der vorhandenen Datenspeicher, wenn kein SAN zum Einsatz kommt. Außerdem wird die Verfügbarkeit der VMs verbessert und die Verwaltung des Datenspeichers erleichtert. Es lohnt sich also, wenn sich Administratoren die Möglichkeiten von vSAN ansehen. Allerdings sollten dazu die Hosts mindestens auf vSphere 6.0 Update 2 aktualisiert werden, da dadurch erst diese Aktualisierungen aller Funktionen von vSAN 6.2 aktiv werden.