VMware vSAN 6.1: Stretched Cluster, Support für FT, RAID 5, Dedup

    Stretched Cluster mit VMware vSAN 6.1VMware kündigte Virtual SAN 6.1 an, dessen Cluster sich über zwei Rechen­zentren er­strecken. Für Zweig­stellen reichen dagegen schon 2 ESXi-Hosts zum Aufbau eines vSAN aus. VMware kündigte zudem die künftige Unter­stützung für RAID5 und 6 sowie für Dedupli­zierung an.

    VMware führte mit vSphere 5.5 sein verteiltes Storage-System ein, das die internen Laufwerke von mehreren ESXi-Hosts zu einem großen Speicher-Pool zusammenfasst. Auf Basis von Policies kann man dann für jede VM individuelle Service Levels definieren. So lässt sich beispielsweise festlegen, wie viele Disks bzw. Hosts ausfallen dürfen, ohne den Service zu unterbrechen, über wie viele Laufwerke die Daten verteilt werden (Striping) und wie groß der reservierte SSD-Cache sein soll.

    Shared Storage für gehobene Ansprüche

    Anfangs positionierte der Hersteller Virtual SAN nur als Storage zweiter Klasse, das nicht für unternehmens­kritische Anwendungen und nicht als Ersatz für SANs gedacht sei. Aber bereits die Ausführung in vSphere 6 lässt Ambitionen erkennen, diese Grenzen zu überwinden.

    So erlaubt die Unterstützung für JBODs eine höhere Speicherkapazität pro Host und ein vSAN-Cluster kann nun bis zu 64 Knoten umfassen. SSDs dienen nicht mehr bloß als Cache, sondern lassen sich auch als permanenter Speicher nutzen, auf Wunsch auch in reinen All-Flash-Konfigurationen. Schließlich unterstützt vSAN seit der Version 6 auch VMDKs in einer Größe bis zu 62TB.

    Failover für Rechenzentren

    Die nun veröffentlichte Version 6.1 bringt nun Features, die vSAN für Unternehmen mit mehreren Standorten interessant macht. Sie erlaubt das Einrichten von Cluster, die sich über zwei Rechenzentren erstrecken und damit den Ausfall einer Site verkraften können. Gleichzeitig eignet es sich für den Einsatz in Zweigstellen, weil die Anforderung für vSAN auf 2 Knoten gesenkt wurde.

    Stretched Cluster tolerieren Latenzen des Netzes bis zu 5 ms und benötigen mindestens 10 GBit-Ethernet-Verbindungen.

    Stretched Cluster kommen zwar mit einer höheren Latenz der Netzwerke zurecht (bis 5ms) als die bisherigen Implementierungen von vSAN, aber dennoch können sie keine größeren Distanzen überbrücken. Für solche Site-überspannenden Cluster kommt im Wesentlichen nur Metro Ethernet in Frage, weil für die synchrone Replizierung von VMs eine 10-Gbit/s-Verbindung zwischen den beiden Storage-Sites erforderlich ist.

    Active/Active-Konfiguration

    Ein zweiter Standort innerhalb eines Clusters mit vSAN 6.1 dient nicht nur dem Failover, falls ein Rechenzentrum aufgrund technischer Defekte oder einer Naturkatastrophe ausfällt (wobei dann bei Überschwemmungen oder Erdbeben fragwürdig ist, ob eine Distanz von unter 100 km ausreichenden Schutz bietet). Vielmehr lassen sich virtuelle Maschinen in einer Active/Active-Konfiguration gleichzeitig auf beiden Seiten ausführen.

    Aus diesem Grund funktionieren innerhalb eines Stretched Clusters auch Mechanismen wie High Availability (HA) und DRS. HA springt ein, wenn virtuelle Maschinen aufgrund eines Server-Defekts auf einem anderen Host gestartet werden müssen, und DRS sorgt für eine gleichmäßige Lastverteilung im Cluster.

    Unterstützung für Fault Tolerance

    Die bisherigen Versionen von vSAN waren jedoch nicht kompatibel mit Fault Tolerance (FT), VMwares Feature für Ausfallsicherheit. Dieses erhielt in vSphere 6.0 lange erwartete Verbesserungen, allen voran die Unterstützung für vSMP. vSAN kann nun auch solche virtuelle Maschinen speichern, für die FT aktiviert wurde.

    Wie andere Cluster-Architekturen nutzt ein Site-übergreifendes vSAN eine Instanz, die bei Ausfall einer Rechenzentrums oder der Netzwerkverbindung bei der Entscheidung hilft, ob der Verbund aufrecht erhalten werden kann. Es handelt sich dabei um den so genannten Zeugen (Witness), der auf einem dritten Standort ausgeführt werden muss (siehe dazu die Erläuterung dieses Konzepts anhand eines Hyper-V-Clusters).

    Witness als Virtual Appliance

    Um die Anforderungen an eine solche dritte Site gering zu halten, stellt VMware den Witness als Virtual Appliance zur Verfügung. Dadurch entfällt die Notwendigkeit für einen eigenen ESXi-Host, vielmehr läuft dieser dank verschachtelter Virtualisierung innerhalb einer virtuellen Maschine. Diese kann auch auf vCloud Air ausgeführt werden, wenn kein eigener Standort für diesen Zweck existiert.

    Fällt die Verbindung zwischen den Sites aus, dann bildet der Witness mit einer Site einen Cluster. HA startet fehlende VMs neu.

    Ein solcher Witness kommt nicht nur bei Site-umspannenden Clustern zum Einsatz, sondern im Gegenteil auch bei sehr kleinen vSAN-Installationen. VMware möchte nämlich die Hardware-Voraussetzungen für Virtual SAN senken, um dieses auch für Außen- und Zweigstellen tauglich zu machen. Dafür reichen in der Version 6.1 zwei Knoten anstatt der bisher drei, wobei der Witness die Rolle des dritten Hosts übernimmt.

    Dedup, CRC, RAID 5 und 6

    Neben fortgeschrittenen Features wie Stretched Cluster plant VMware für die nächste Version von vSAN, die sich derzeit im Beta-Programm befindet, auch solche Funktionen nachzureichen, die für Enterprise-Storage eigentlich zur Grundausstattung gehören. VMware-Mitarbeiter Cormac Hogan nennt in einem Blog-Eintrag Deduplizierung und Prüfsummen auf Basis von CRC32.

    Eine weitere geplante Verbesserung besteht in der Unterstützung für RAID 5 und 6, nachdem Virtual SAN bisher für VM-Objekte nur RAID 0 (Striping) und RAID 1 (Spiegelung) beherrscht. Dies hilft ebenfalls beim Einsparen von Speicherplatz, weil künftig nicht mehr 2 oder 3 Kopien einer VM vorgehalten werden müssen, um eine hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten.

    Bestandteil der nächsten vSphere-Version

    Da es sich bei vSAN um ein Feature von vSphere handelt, das allerdings separat erworben werden muss, dürfte es mit dem nächsten Update der Plattform ausgeliefert werden. Es verwendet ein neues On-Disk-Format, soll aber ein direktes Upgrade älterer vSANs ohne Datenverlust erlauben.

    Klar ist auch, dass vSAN ein zentraler Baustein in der VMware-Strategie für Hyper-converged Infrastructure ist. Mit der Version 6.1 zieht der Hersteller in einigen Punkten gegenüber Konkurrenten wie Nutanix nach, das kürzlich im Rahmen des Projekts Acropolis die Integration eines eigenen Hypervisors ankündigte und somit eine von VMware und Microsoft unabhängige Komplettlösung anbieten kann.

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