Với sự phát triển của công nghệ ảo hóa, VMware vSAN đã mang đến một giải pháp lưu trữ đơn giản, hiệu quả và linh hoạt hơn. Vậy vSAN là gì và có những tính năng nào khác biệt so với các giải pháp truyền thống? Hãy cùng tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây của Vietnix.
vSAN là gì?
vSAN viết tắt của Virtual Storage Area Network hay Virtual SAN là nền tảng lưu trữ dữ liệu ảo hóa có sẵn trong VMware. Ra mắt phiên bản thử nghiệm vào năm 2013, vSAN nhanh chóng được đón nhận và chính thức phát hành phiên bản 6.5 vào năm 2016. Virtual Storage Area Network tích hợp với vSphere, cung cấp đầy đủ các tính năng thiết yếu như vSphere High Availability, vSphere Distributed Resource Scheduler và vMotion.
Để quản lý vSAN 6.6, hệ thống của người dùng cần đáp ứng vCenter Server và ESXi phiên bản 6.5d trở lên. Ngoài ra, giao diện quản lý vSphere Web Client cũng cần được nâng cấp lên phiên bản 6.5d. Một cụm vSAN cần có ít nhất 3 máy chủ vSphere để đảm bảo khả năng hoạt động liên tục, ổn định ngay cả khi một máy chủ gặp sự cố. Số lượng máy chủ tối đa trong một cụm là 64 và mỗi máy chủ phải được trang bị ít nhất một ổ cứng HDD và một ổ SSD.
Nguyên lý hoạt động của vSAN
Quá trình hoạt động của vSAN VMware có thể tóm tắt như sau:
- Tạo cluster vSAN: Các server vật lý được cấu hình để tham gia vào một cluster vSAN.
- Tạo pool lưu trữ: vSan tận dụng các HDD hoặc ổ cứng SSD có sẵn trong các máy chủ vật lý để tạo thành pool lưu trữ chung được ảo hóa.
- Phân vùng dữ liệu: Nhờ kiến trúc phân tán, dữ liệu được chia tách thành các đối tượng nhỏ hơn và phân tán đều trên các ổ cứng trong cụm vSan. Mỗi đối tượng đều có bản sao chép sẵn sàng.
Hiện nay, hầu hết các nhà cung cấp phần cứng đều tích hợp vSAN vào firmware của họ. Tuy nhiên, tùy thuộc vào từng đơn vị mà vSAN được gọi bằng những tên gọi khác nhau, chẳng hạn như SDS (Software-Defined Storage) hoặc đơn giản là một giải pháp lưu trữ ảo hóa.
Chức năng chính của VMware vSAN
vSAN là một giải pháp SDS (Software-Defined Storage) kết hợp với vSphere, cho phép quản lý tập trung cả lưu trữ và tính toán. Dưới đây là những chức năng nổi bật của vSAN mà bạn cần quan tâm:
- Quản lý bằng chính sách lưu trữ SPBM: Tính năng tự động hóa của vSAN giúp bạn dễ dàng tạo các profile lưu trữ tùy chỉnh, từ đó kiểm soát chặt chẽ các yêu cầu về hiệu năng, tính khả dụng,… cho từng máy ảo.
- Cụm kéo dài mở rộng: vSAN cho phép mở rộng quy mô cụm sang nhiều vị trí địa lý, đảm bảo tính sẵn sàng cao và cân bằng tải giữa các cụm. Đây là giải pháp lý tưởng cho các doanh nghiệp muốn xây dựng cơ sở hạ tầng phục hồi sau thảm họa.
- Mã hóa dữ liệu dựa trên kernel: Kể từ phiên bản 6.6, vSAN đã tích hợp thêm cơ chế mã hóa dữ liệu dựa trên kernel. Nhờ đặc tính không phụ thuộc vào phần cứng, cơ chế này có thể được triển khai trên mọi loại thiết bị lưu trữ, từ ổ cứng HDD cho đến SSD.
- Bộ nhớ dùng chung: Tính năng này cho phép kết hợp các thiết bị lưu trữ cục bộ để tạo ra một pool lưu trữ chung, tăng khả năng tận dụng tài nguyên. Đồng thời vSan cũng hỗ trợ các tính năng của VMWare vSphere, vMotion như HA và DRS.
- Giám sát hiệu suất cụm: vSAN cung cấp các công cụ để theo dõi, chẩn đoán các vấn đề trong cụm, giúp quản trị viên phát hiện và khắc phục sự cố kịp thời.
- Báo cáo hiệu suất: vSAN tạo ra các báo cáo chi tiết, biểu đồ thống kê về hiệu suất của hệ thống, độ trễ, thông lượng máy chủ,… giúp bạn có thể đánh giá và tối ưu hóa hiệu năng.
Kiến trúc của VSAN
vSan sở hữu một cấu trúc độc đáo, kết hợp phần cứng và phần mềm để cung cấp giải pháp lưu trữ linh hoạt cho môi trường ảo hóa. Hệ thống này được xây dựng dựa trên các thành phần chính sau:
Cấu trúc cụm VSAN
Cụm VSAN được thiết kế chuyên biệt cho hoạt động lưu trữ dữ liệu trong môi trường máy chủ ảo. Các thành phần cấu thành nên một cụm VSAN gồm:
- Hosts.
- Physical Network (mạng vật lý).
- VSAN Kernel.
- Virtual Disks.
- Disk Groups.
- Cache Tier (lớp bộ nhớ đệm) và Capacity Tier (lớp dung lượng).
Các thành phần của VSAN
- Ổ đĩa vật lý: Ổ cứng SSD hoặc HDD là nền tảng lưu trữ dữ liệu của VSAN, được tích hợp với nút máy chủ để tạo thành cụm vSAN.
- Ổ SSD (SSD-Solid State disk): Được sử dụng để lưu trữ dữ liệu tạm thời, giúp tăng tốc độ đọc ghi dữ liệu.
- vSan Network: Đây là mạng nội bộ kết nối các máy chủ trong cụm VSAN, đảm bảo cụm hoạt động ổn định và hiệu quả. Nếu mạng không được cấu hình chính xác có thể ảnh hưởng đến hiệu suất, thậm chí gây gián đoạn hoạt động của VSAN.
- Máy chủ: Mỗi máy chủ đóng góp nhiều ổ đĩa để tăng khả năng lưu trữ dữ liệu cho cụm VSAN. Các máy chủ này có khả năng hoạt động độc lập, chạy các hệ điều hành và ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, do phải đảm nhận nhiều tác vụ nên việc chạy trực tiếp máy ảo trên các máy chủ vSAN là không được khuyến khích.
Yêu cầu cấp phép
vSAN được cấp phép theo ba mô hình chính là theo TiB (Tebibyte), theo CPU và theo Core. Ngoài ra còn có thêm 2 loại là giấy phép VMware Cloud Foundation và VMware vSphere Foundation cho vSan:
| Loại giấy phép | Yêu cầu |
|---|---|
| Giấy phép theo TiB cho vSan | Cấp phép dựa trên dung lượng lưu trữ, phù hợp cho môi trường VMware Cloud Foundation. Dung lượng được tính toán dựa trên tổng dung lượng ổ cứng của tất cả các máy chủ ESXi trong cụm vSAN. |
| Giấy phép theo CPU cho vSan | Cấp phép dựa trên tổng số CPU trong cụm vSAN. Có 2 lựa chọn giấy phép: tối đa 32 core cho mỗi CPU hoặc không giới hạn. |
| Giấy phép theo Core cho vSan | Cấp phép dựa trên số core CPU vật lý. Mỗi core cần 1 giấy phép, với mức mua tối thiểu là 16 core cho mỗi CPU. |
| Giấy phép VMware Cloud Foundation (VCF) cho vSAN | Cấp phép dựa trên số core CPU được mua trong VCF. Mỗi core CPU mua được sẽ tương ứng với 1 TiB dung lượng vSAN. Tuy nhiên, cần mua tối thiểu 16 core cho mỗi CPU. |
| Giấy phép VMware vSphere Foundation (VVF) cho vSAN | Cấp phép dựa trên số core CPU tương ứng trong VVF, mỗi core CPU tương ứng với 100 GiB dung lượng vSAN miễn phí. Tuy nhiên, cần mua giấy phép VVF với dung lượng tối thiểu 16 core CPU. |
Danh sách tương thích phần cứng
Tại trang chủ của VMware, bạn có thể tìm thấy một danh sách chi tiết về các thiết bị phần cứng tương thích và hoạt động tốt với VSAN. Danh sách này bao gồm đầy đủ thông tin về các thành phần như bộ xử lý, bộ nhớ, card mạng, ổ cứng. Bạn có thể xem tại: https://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php
Quy trình cài đặt
Để triển khai VMware vSAN, bạn cần thực hiện theo các bước sau:
- Đánh giá cấu hình phần cứng: Kiểm tra xem hệ thống máy chủ của bạn có đáp ứng đủ các yêu cầu về phần cứng để triển khai VSAN hay không.
- Cài đặt VMware ESXi: Bạn có thể tải phiên bản ESXi phù hợp từ trang web chính thức của VMware và sau đó cài đặt lên tất cả các host dự định đưa vào cụm VSAN.
- Kích hoạt VSAN: Sau khi cài đặt ESXi, bạn cần kích hoạt dịch vụ vSAN trên từng máy chủ thông qua giao diện quản lý vSphere Client hoặc vSphere Web Client.
- Tạo cụm VSAN: Tạo cụm vSAN mới bằng cách sử dụng vSphere Client hoặc vSphere Web Client.
- Cấu hình VSAN: Thực hiện cấu hình chi tiết cho cụm VSAN, bao gồm thiết lập địa chỉ IP, cấu hình bộ nhớ đệm và các thiết lập bảo mật khác.
- Tạo máy ảo: Sau khi cấu hình hoàn tất, bạn có thể bắt đầu tạo và quản lý các máy ảo trên cụm VSAN.
- Kiểm tra và quản lý: Cuối cùng, hãy thường xuyên kiểm tra tình trạng hoạt động của cụm VSAN và các máy ảo để đảm bảo hệ thống luôn hoạt động ổn định và hiệu quả.
Kỹ thuật giám sát và khắc phục sự cố
Để đảm bảo hoạt động ổn định của môi trường ảo hóa VSAN, việc giám sát và khắc phục sự cố kịp thời là vô cùng quan trọng. Dưới đây là một số kỹ thuật hiệu quả mà bạn có thể áp dụng:
- Giám sát hiệu suất liên tục: Công cụ vSphere Performance cung cấp cái nhìn toàn diện về các tài nguyên của VSAN như bộ nhớ, băng thông mạng, đĩa,… từ đó giúp bạn phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường.
- Kiểm tra thông tin hệ thống chi tiết:
Lệnh esxcligiúp bạn để kiểm tra chi tiết các thông số quan trọng như dung lượng bộ nhớ, trạng thái kết nối mạng, thông tin VMkernel,… - Phân tích nhật ký chuyên sâu: Khả năng giám sát và phân tích nhật ký hệ thống của Log Insight sẽ giúp bạn xác định nguyên nhân và giải quyết các vấn đề nhanh chóng.
- Quản lý và giám sát tự động: vRealize Operations Manager cung cấp một nền tảng tập trung cho các tác vụ quản lý và giám sát toàn bộ môi trường VSAN, giúp phát hiện và khắc phục sự cố tiềm ẩn một cách chủ động.
Bảo trì VSAN
Hoạt động bảo trì VSAN cần được diễn ra định kỳ trên cả 2 khía cạnh là phần cứng và phần mềm:
Cập nhật phần mềm
Người dùng có thể thực hiện việc cập nhật phần mềm trực tiếp trên giao diện VMware vSphere Client hoặc vSphere Web Client. Việc cập nhật thường xuyên sẽ giúp vá các lỗ hổng bảo mật, nâng cao hiệu suất, mở rộng các tính năng mới và tuân thủ theo yêu cầu của nhà cung cấp.
Kiểm tra và bảo dưỡng phần cứng
- Thực hiện kiểm tra toàn diện các thiết bị phần cứng liên quan đến VSAN như ổ cứng, card mạng,… để đảm bảo chúng hoạt động ổn định và không có dấu hiệu hư hỏng.
- Kiểm tra kỹ lưỡng kết nối mạng giữa các máy chủ trong cụm VSAN để đảm bảo chúng hoạt động trơn tru và có độ trễ tối thiểu.
Báo cáo và phân tích
Để xác định hệ thống VSAN có hoạt động ổn định và đáp ứng được nhu cầu của người dùng, bạn sẽ cần tiến hành một quá trình đánh giá, phân tích toàn diện các yếu tố sau:
- Kiểm tra dung lượng: Đánh giá mức độ đáp ứng nhu cầu của người dùng qua các thông số như dung lượng đã sử dụng từ đó điều chỉnh cách phân bổ dung lượng còn trống.
- Tình trạng các server: Kiểm tra tính khả dụng, khả năng chịu tải, tình trạng thiết bị lưu trữ và các chỉ số hiệu suất của từng server trong hệ thống.
- Trạng thái máy ảo: Đảm bảo các máy ảo hoạt động ổn định và không gặp bất kỳ vấn đề gì.
- Hiệu suất hệ thống: Đánh giá chi tiết hiệu suất hệ thống của VSAN thông qua các chỉ số như tốc độ truy cập dữ liệu, độ trễ, cân bằng tải,…
- Tính khả dụng: Đánh giá khả năng hoạt động liên tục và khả năng phục hồi của VSAN qua các thông số như khả năng chịu lỗi, thời gian phục hồi,…
- Phân tích nhật ký hệ thống: Tìm kiếm và xác định nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề.
Kết thúc quá trình báo cáo và phân tích VSAN, việc tiếp theo bạn cần thực hiện là tìm kiếm những giải pháp hiệu quả để khắc phục các vấn đề trên. Điều này sẽ giúp hệ thống VSAN đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng của người dùng và tránh những rủi ro có thể xảy ra.
Lợi ích khi sử dụng VMware vSAN
VMware vSAN mang đến những lợi ích thiết thực sau cho người dùng:
- Giảm tổng chi phí sở hữu (TCO): vSAN giúp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành nhờ tận dụng tối đa phần cứng hiện có, loại bỏ nhu cầu mua thêm các thiết bị lưu trữ chuyên dụng.
- Triển khai nhanh chóng, quản trị dễ dàng: Nhờ tích hợp sẵn trong nền tảng ảo hóa VMware vSphere, vSAN giúp doanh nghiệp dễ dàng triển khai và quản lý các giải pháp HCI.
- Tự động hóa cao: Hệ thống thông minh tự động cân bằng tải và phân phối tài nguyên lưu trữ sao cho tối ưu nhất.
- Mở rộng linh hoạt: Bạn có thể dễ dàng tăng dung lượng lưu trữ hoặc tính năng khi cần thiết bằng cách thêm các máy chủ hoặc ổ đĩa mới vào cụm vSan, không ảnh hưởng tới hoạt động của hệ thống.
- Bảo mật mạnh mẽ: Giải pháp vSAN cung cấp các tính năng bảo mật nâng cao như mã hóa dữ liệu tự động, mã hóa cấp cluster giúp bảo vệ dữ liệu của doanh nghiệp.
- Đảm bảo toàn vẹn dữ liệu: Cơ chế data replication giúp sao chép dữ liệu ra nhiều nút, tránh bị mất mát hay hư hỏng khi xảy ra sự cố. Còn cơ chế data checksum liên tục kiểm tra, sửa chữa các lỗi để đảm bảo tính chính xác và toàn vẹn dữ liệu.
- Khả năng chịu lỗi tuyệt vời: Nhờ cơ chế RAID, vSAN đảm bảo dữ liệu luôn an toàn, ngay cả khi ổ cứng bị hỏng.
Các trường hợp nên sử dụng vSAN
VSAN được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như:
- Ảo hóa máy chủ và tối ưu cơ sở dữ liệu.
- Xây dựng và vận hành các dịch vụ đám mây.
- Phục vụ cho dự án nghiên cứu và phát triển.
- Virtual Desktop Infrastructure.
- Edge Network Site.
- Chuyển đổi số từ hạ tầng lưu trữ truyền thống sang môi trường ảo.
- Hỗ trợ sao lưu và phục hồi dữ liệu sau sự cố.
So sánh VSAN với lưu trữ SAN
VSAN sở hữu những đặc điểm riêng biệt so với 2 phương thức lưu trữ truyền thống là SAN (Storage Area Network) và NAS (Network Attached Storage) ở những khía cạnh sau:
| Tiêu chí | VSAN | SAN |
|---|---|---|
| Kiến trúc | VSAN là một giải pháp lưu trữ ảo hóa được triển khai trên các máy chủ vật lý. | SAN là một mạng lưu trữ độc lập, kết nối trực tiếp các thiết bị lưu trữ với máy chủ. |
| Tính linh hoạt | Có thể mở rộng không gian lưu trữ theo nhu cầu sử dụng, quản lý và cấu hình đơn giản. | Có thể mở rộng không gian lưu trữ theo nhu cầu sử dụng. |
| Hiệu suất | Hiệu suất thấp hơn nhưng có thể được cải thiện qua các thiết bị lưu trữ chuyên dụng. | Vượt trội hơn VSAN trong các tác vụ lưu trữ dung lượng lớn. |
| Chi phí | Chi phí đầu tư ban đầu thường thấp hơn. | Chi phí đầu tư ban đầu cao. |
Sự khác biệt và tương đồng giữa VSAN và NAS
Do cùng phục vụ mục đích lưu trữ nên giữa VSAN và NAS có những đặc điểm tương đồng và riêng biệt sau:
| Tiêu chí | VSAN (Virtual SAN) | NAS (Network Attached Storage) |
|---|---|---|
| Điểm tương đồng | – Cho phép lưu trữ mạng và truy cập dữ liệu từ xa. – Mở rộng dễ dàng theo nhu cầu. – Tích hợp tính năng bảo vệ dữ liệu và khôi phục sau sự cố. | |
| Khái niệm | Giải pháp lưu trữ phần mềm, ảo hóa các ổ cứng trong các máy chủ thành một pool lưu trữ duy nhất. | Thiết bị lưu trữ mạng độc lập, cung cấp khả năng chia sẻ file qua mạng. |
| Môi trường triển khai | Thường được sử dụng trong môi trường ảo hóa (VMware vSphere, Hyper-V). | Thường trong môi trường lưu trữ tệp truyền thống. |
| Kiến trúc | Phân tán, không có thiết bị lưu trữ chuyên dụng. | Tập trung, sử dụng thiết bị lưu trữ chuyên dụng. |
| Khả năng mở rộng | Mở rộng dễ dàng bằng cách thêm các máy chủ vào cụm. | Mở rộng bằng cách thêm các thiết bị lưu trữ vật lý. |
| Chi phí | Tương đối thấp, tận dụng các ổ đĩa sẵn có trong máy chủ. | Cao hơn, cần đầu tư vào thiết bị lưu trữ chuyên dụng. |
Nên chọn vSAN hay NAS?
Không có câu trả lời cho câu hỏi này bởi cả hai giải pháp đều có ưu và nhược điểm riêng biệt. Tùy thuộc vào nhu cầu lưu trữ cụ thể mà bạn cần nhắc lựa chọn giải pháp cho phù hợp:
- Nếu cần lưu trữ dữ liệu cho môi trường ảo hóa: VSAN sẽ là một lựa chọn lý tưởng. Khả năng tích hợp mượt mà với các nền tảng ảo hóa như VMware giúp VSAN có thể cung cấp hiệu suất lưu trữ vượt trội, đáp ứng tốt yêu cầu của môi trường ảo.
- Nếu cần lưu trữ mạng cho ứng dụng file truyền thống: NAS là một giải pháp đáng cân nhắc với khả năng cho phép nhiều người dùng đồng thời truy cập và chia sẻ dữ liệu dễ dàng.
Câu hỏi thường gặp
Những yếu tố nào ảnh hưởng đến chi phí triển khai vSAN?
Chi phí triển khai vSAN phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:
– Số lượng máy chủ tham gia vào cụm vSAN.
– Dung lượng lưu trữ cần thiết.
– Yêu cầu về hiệu năng của hệ thống.
– Các tính năng nâng cao.
– Chi phí giấy phép VMware vSphere và vSAN
– Chi phí triển khai, cấu hình và bảo trì hệ thống.
– Các chi phí khác như điện năng tiêu thụ, làm mát, không gian đặt máy chủ,…
Liệu vSAN có thể giải quyết vấn đề về quản lý lưu trữ phức tạp trong các doanh nghiệp lớn?
Có thể, vSAN giúp giải quyết vấn đề quản lý lưu trữ phức tạp trong các doanh nghiệp lớn thông qua việc:
– Hợp nhất nhiều hệ thống lưu trữ khác nhau thành một pool lưu trữ chung,
– Tối ưu hóa hiệu suất disk I/O và cung cấp các công cụ giám sát.
– Dễ dàng mở rộng dung lượng lưu trữ mà không gây gián đoạn hệ thống.
– Nhiều cơ chế bảo vệ dữ liệu, giúp giảm thiểu rủi ro mất dữ liệu.
– Giao diện quản lý trực quan với nhiều công cụ tự động hóa.
Lời kết
Như vậy, Vietnix đã giới thiệu tới bạn chi tiết về vSAN là gì và các tính năng nổi bật của giải pháp này. Có thể thấy, với khả năng tận dụng tối đa các tài nguyên phần cứng sẵn có, mở rộng linh hoạt và độ tin cậy cao, vSAN là lựa chọn hoàn hảo cho các doanh nghiệp đang tìm kiếm một giải pháp lưu trữ tiết kiệm và hiệu quả.
