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储存月报第10期:软体定义储存大对决:微软S2D vs. VMware vSAN

03-12,IT资讯储存月报第10期:软体定义储存大对决:微软S2D vs. VMware vSAN最新消息报导,口袋科技网(http://www.kotoo.com)IT资讯

为了降低建置储存环境的成本,直接使用伺服器主机与内含磁碟资源,以软体定义的方式,打造出具备高可用性与扩展性的软体定义储存架构,是近年来炙手可热的一个储存应用形式,许多新创储存厂商便是以自身专属的软体定义储存系统,来切入不同类型的储存应用市场。

更进一步,ㄧ些主流作业平台甚至直接提供了分散式储存系统,让使用者无须另外导入第3方产商产品,直接启用这些内嵌在作业平台核心的分散式储存系统,就能打造出可用的共享储存环境。

这种直接内含于作业系统核心的分散式储存系统,最着名的便是VMware内建于vSphere中的Virtual SAN(vSAN),现在微软也在Windows Server 2016中提供了Storage Spaces Direct(S2D),让vSphere与Windows两大应用平台,都有了自身内含的软体定义储存架构可用。

vSAN与S2D虽然嵌入的系统层级有所差异,vSAN是嵌在vSphere Hypervisors内,S2D是嵌在Windows Server 作业系统内,但基本概念是相同的,都是透过软体定义方式、使用伺服器主机本身磁碟资源,为虚拟化环境提供一个具备Scale-Out扩展能力,以及高可用性的储存丛集,vSAN是为vSphere服务,而S2D则是为Hyper-V提供储存空间,藉此将免除这些平台对于外部共享储存设备的需要。

由于vSphere是当前占有率最高的Hypervisor平台,Windows Server则是最重要的伺服器作业系统平台,因此这两大平台内含的vSAN与S2D储存服务,势必将会挟着平台的主场优势,成为最受瞩目的软体定义储存解决方案。

以下我们便从版本、架构与功能等方面,来对比vSAN与S2D这两种软体定义储存系统的特性。

微软S2D的基本架构

微软S2D的目的,是为Hyper-V虚拟环境,提供一个具备高可用性与Scale-Out扩展能力的丛集储存空间,先将将多台伺服器主机的磁机构成丛集Storage Pool,再依序建立Virtual Disks、ReFS档案系统与丛集共享磁碟区(CSV),再将CSV提供给Hyper-V丛集使用。

VMware vSAN的基本概念

vSAN嵌在vSphere核心中,可将多台Hypervisor主机的本机磁碟,建立为一个跨主机的vSAN丛集datastore,供上层VM使用。

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版本与基本特性

从2014年跟着vSphere 5.5一同推出的第1个版本起算,目前vSAN已经发展到第5个版本,最新版本是去年底发表的vSAN 6.5版。vSAN是嵌在vSphere平台内的一项服务,必须搭配vSphere 6.5与vCenter Server 6.5环境运作,或vSphere with Operations Management 6.1、vCloud Suite 6.0平台。

vSAN 6.5本身分为Standard、Advanced、Enterprise、ROBO Std.与ROBO adv.等5种版本的授权,其中Enterprise版拥有完整功能。为了便于用户部署,VMware提供了vSAN Ready Node的认证清单,只要是列在清单中的伺服器,都是经过vSAN部署验证。VMware还提供了60天试用与线上Lab的体验部署。

微软S2D首次发表于2015年5月的Windows Server 2016 TP2技术预览版,正式版本则在2016年10月跟着Windows Server 2016一同推出,目前仍是1.0版,只要是Datacenter版Windows Server便能免费启用。有兴趣的用户可试用180天的试用版

虽然微软没有提出认证的伺服器相容清单,不过市面上所有伺服器硬体设法相容Windows Server是必然的,所以硬体部署选择更为广泛。

架构对比

vSAN是嵌在vSphere核心内,可将多台Hypervisor主机的本机磁碟,建立为vSAN丛集,然后再建立供VM使用的datastore储存空间。最初vSAN建立的datastore空间只能给vSphere使用,不过新的vSAN 6.5已能透过iSCSI将空间挂载给外部实体主机使用。

S2D则是嵌在Windows Server核心内,可将多台Windows Server伺服器主机透过RDMA网路连结在一起,然后透过Software Storage bus技术将多台主机的本机磁碟,建立为跨主机的丛集储存池(Storage Pool),然后于储存池上建立Virtual Disks虚拟磁碟,并于Virtual Disks上建立ReFS v2档案系统,接下来建立丛集共享磁碟区(Cluster Share Volume,CSV),最后再把CSV空间透过SMB3协定挂载给Hyper-V丛集使用。

vSAN与S2D同样都是基于SSD+传统硬碟的混合式磁碟架构,要求每台节点至少要提供1台SSD与1台硬碟。

部署型态

vSAN的架构堆叠比较单纯,只有Hyperisor主机磁碟—vSAN丛集—vSAN datastore这3层。不过目前vSAN还是只能与vSphere一同部署,构成一种结合运算与储存的超融合架构。

S2D的架构堆叠相对複杂许多,从底层开始依序为伺服器主机磁碟—Storage Pool—Virtual Disks—ReFS v2档案系统空间—CSV丛集共享磁碟区,一共有5层。不过S2D的部署比较灵活,可选择超融合式的部署,将S2D与Hyper-V部署为同一个丛集,此时Hyper-V透过CSV直接使用S2D的ReFS档案系统空间。

S2D也可选择算与储存分离的融合式部署,将S2D储存丛集与Hyper-V丛集可以分别部署在不同主机上,然后透过SMB3协定连结。

扩展性

vSAN最初版本要求的最小规模是3个节点,不过目前可支援双节点组态,最大扩充能力是64节点。S2D最小规模是双节点,最大则可到16节点。

资料可用性

vSAN提供跨节点多複本镜像複製、RAID 5与RAID 6等级的Erasuer Coding等3种可用性机制。S2D同样也支援多複本镜像複製与Erasuer Coding的可用性机制。

管理功能

vSAN的管理是透过vSphere Web Client来执行,所有功能都可透过这个图形介面来操作。S2D则是透过SCVMM 2016控制台来管理,但有部分功能仍须使用文字命令列来设定。vSAN支援基于VM的储存策略管理,可自对为VM套用不同可用性、效能与加密与否的vDisk设定;S2D则只有较简单的QoS设定功能。

功能对比

除了以伺服器本机磁碟建构出具高可性的丛集储存空间外,vSAN与S2D也都提供了一系列进阶功能,用于帮助改善I/O效能,或提供资料服务应用。

I/O加速与管理技术

vSAN可透过DRAM与SSD快取来加速I/O,提供了基于DRAM记忆体的读取快取,以及使用SSD空间的读取与写入快取功能,每台节点可安装1~5台作为快取用的SSD,并能支援NVMe、PCIe、UltraDIMM等新介面的SSD。

S2D则是透过SSD快取作为I/O加速机制,可利用SSD空间作为读取与写入快取,每台节点可提供2~26台作为快取用的SSD,也支援NVMe介面SSD。

vSAN支援精细到VM与vDisk的QoS,可设定IOPS效能限制。S2D的QoS则是VDisk层级,可设定IOPS与频宽限制。

空间节省技术与加密

vSAN提供了即时压缩与重複资料删除两项除存空间缩减技术,但必须是全快闪组态才能启用。另外可透过支援SED磁碟机提供硬体资料加密功能,还有搭配HyTrust的存取安全解决方案。

S2D目前还未提供空间节省技术,也还没有确定的硬体资料加密方案,但可透过Bitlocker提供一定程度的存取安全机制。

资料服务功能

vSAN本身内含了快照功能,以及基于Stertch丛集的远端同步功能。

S2D本身没有快照功能,必须依赖上层Hyper-V或Windows的快照功能,不过S2D内含了远端複製功能,有近同步与同步两种模式。

各具优势的储存平台

就目前来看,vSAN发展历史较久,功能自然也比较完整,设定与管理都比较简易。

不过S2D有着授权费用更低的优势,而且硬体相容性更广泛,部署架构也更灵活,发展潜力相当可观。

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